汽車節(jié)能減排技術(shù)論文(2)
汽車節(jié)能減排技術(shù)論文篇二
汽車節(jié)能減排技術(shù)在我國的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢
摘 要：汽車在為人們提供便利的同時也帶來了諸多環(huán)境和能源問題，因此汽車節(jié)能減排問題近來引起了越來越多人的關(guān)注。文中從中國汽車節(jié)能減排政策發(fā)展、新能源汽車市場反應(yīng)及其零部件研發(fā)現(xiàn)狀入手，對中國汽車節(jié)能減排發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了簡要的分析，并結(jié)合實際提出了未來幾年我國汽車節(jié)能減排的發(fā)展趨勢。
關(guān)鍵詞：汽車;節(jié)能;減排
【分類號】：TU831;TU201.5
0引言
能源是人類賴以生存和發(fā)展的基礎(chǔ)。我國能源總體供應(yīng)短缺，并且呈現(xiàn)多煤、少氣和缺油的特點(diǎn)。汽車作為國家發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)之一，消耗的能源主要是石油產(chǎn)品――汽油和柴油。1993年我國成為石油進(jìn)口國。2010年我國石油進(jìn)口量達(dá)29450萬噸，對外依存度高達(dá)52.6%，預(yù)計2020年我國對進(jìn)口石油的依存度將達(dá)到70%，能源安全風(fēng)險進(jìn)一步加大。近年來我國汽車消耗的燃料以兩位數(shù)比例逐年增長，汽車交通成為我國成品油的主要消耗領(lǐng)域。據(jù)預(yù)測2015年，汽車交通領(lǐng)域的石油消耗將達(dá)到2.5億噸，屆時我國石油短缺的局面將更加嚴(yán)峻。
在機(jī)動車保有量持續(xù)快速增長的情況下，機(jī)動車污染排放對我國大氣質(zhì)量，特別是城市大氣質(zhì)量形成了嚴(yán)重威脅。為了有效應(yīng)對全球環(huán)境問題，全世界積極行動，我國政府也承諾到2020年我國單位GDP的CO 排放比2005年下降40%～50%。這將對我國汽車工業(yè)提出嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。要解決能源的巨大消耗和環(huán)境污染的持續(xù)惡化的問題，我國汽車必須在節(jié)能減排上采取有效措施進(jìn)行應(yīng)對[1]。
1我國汽車節(jié)能減排狀況
1.1目前國家關(guān)于汽車行業(yè)節(jié)能減排和能源安全的相關(guān)政策
隨著汽車的不斷增加，我國汽車尾氣對大氣的污染日益嚴(yán)重，能源與環(huán)境社會發(fā)展的矛盾日益突出。如何完善我國的節(jié)能減排政策，逐步提高我國汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性及尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)到節(jié)約能源，減少污染的目的是迫在眉睫的問題[2]。同時，我們也堅信國家關(guān)于汽車行業(yè)節(jié)能減排和能源安全政策的實施對于促進(jìn)我國汽車行業(yè)的節(jié)能減排工作和新能源汽車的發(fā)展至關(guān)重要。2009年是新能源汽車產(chǎn)業(yè)的破局之年，扶持新能源汽車的政策發(fā)布也進(jìn)入密集期[3]。這些政策對新能源汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有深遠(yuǎn)影響，其措施要點(diǎn)歸納如表1。同時，節(jié)能減排政策依然在不斷加碼和細(xì)化。
表1：近年汽車節(jié)能減排和能源安全政策一覽表
1.2我國汽車節(jié)能減排和新能源汽車研發(fā)能力狀況分析
在“863”計劃和“十一五”國家科技專項等國家項目的支持下，我國節(jié)能減排和新能源汽車研發(fā)取得了階段性的研究成果，培養(yǎng)了一支能力較強(qiáng)的研發(fā)隊伍，人才儲備體系正在日趨完2012年01月 商業(yè)營銷善。近年來，隨著全球汽車工業(yè)中心開始向我國轉(zhuǎn)移，我國節(jié)能減排和新能源汽車的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程明顯加快。據(jù)不完全統(tǒng)計，目前從事混合動力客車研制和生產(chǎn)的廠家就有30多家。各汽車集團(tuán)節(jié)能減排及新能源汽車發(fā)展的主要成績和規(guī)劃如表2。
表2：各汽車集團(tuán)節(jié)能減排及新能源汽車發(fā)展的主要成績和規(guī)劃
1.3目前內(nèi)資企業(yè)在節(jié)能減排和新能源汽車研發(fā)上取得的成績及遇到的問題
近年來，我國內(nèi)資企業(yè)在節(jié)能減排和新能源汽車研發(fā)上取得很大突破：新能源汽車產(chǎn)量迅速增加，新能源汽車質(zhì)量快速提升，具備了實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的基本條件。目前混合動力汽車初步具備產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)能力，進(jìn)入小批量商業(yè)示范應(yīng)用;純電動汽車有效地開拓了特定區(qū)域的市場;燃料電池汽車主要技術(shù)性能接近國際先進(jìn)水平;傳統(tǒng)燃料車用動力系統(tǒng)改造研究已處于起步階段;氣體燃料、生物質(zhì)燃料和煤基燃料等代用燃料車用動力系統(tǒng)研究進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化示范階段。
但總體來看，我國節(jié)能減排和新能源汽車產(chǎn)業(yè)仍然處于起步階段，尚有許多問題亟待解決，主要包括以下幾個方面：
(1)關(guān)鍵技術(shù)缺乏：企業(yè)研發(fā)力度不夠，且尚未掌握核心零部件技術(shù)
主要表現(xiàn)在：混合動力整車的核心集成能力、動力系統(tǒng)優(yōu)化和匹配技術(shù)有待于進(jìn)一步提高;動力系統(tǒng)技術(shù)平臺已被整車企業(yè)所接受，但推廣工作尚需進(jìn)一步磨合;基礎(chǔ)技術(shù)研究仍是制約瓶頸，致使關(guān)鍵部件和材料尚需進(jìn)口，增加了零部件和整車的成本，等等。
(2)資金缺乏：技術(shù)攻關(guān)、示范工程、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)都需要較大投入
目前，新能源汽車的成本比傳統(tǒng)汽車高出很多，要實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，還需要度過艱難的市場導(dǎo)入階段。要真正實現(xiàn)其產(chǎn)業(yè)化，尚需大量資金投入到技術(shù)攻關(guān)、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和示范推廣等方面。單憑企業(yè)自行解決資金問題，會給企業(yè)在激烈的市場競爭中增加很大的資金壓力，因此需要政府在車輛購置、稅費(fèi)等方面出臺實
質(zhì)性措施，以推動新能源汽車的發(fā)展。
(3)人才缺乏：科技人才和管理人才存在較大缺口
新能源汽車的研發(fā)還處于起步階段，相關(guān)科技人員相當(dāng)匱乏，尤其在基礎(chǔ)研究和關(guān)鍵零部件和材料的研發(fā)方面。而且，目前新能源汽車的車型開發(fā)、試驗驗證等技術(shù)能力與傳統(tǒng)汽車相比，仍然很不完善，也需要專業(yè)的人才隊伍。因此，我國新能源汽車的研究開發(fā)存在嚴(yán)重的科研人才瓶頸。同時，隨著新能源汽
車示范工作將在全國幾十個城市大規(guī)模的鋪開，相關(guān)管理方面的人才將出現(xiàn)較大的空缺。
(4)相關(guān)配套產(chǎn)業(yè)發(fā)展滯后
一方面，鋰、鉑、鎳、稀土等原材料應(yīng)用能力較弱，以及提高動力電池能力密度和充放電性能等關(guān)鍵元器件缺失;另一方面，充電設(shè)備等相關(guān)的新能源汽車配套設(shè)施發(fā)展滯后。
2我國汽車節(jié)能減排技術(shù)的發(fā)展趨勢
2.1我國汽車主要工業(yè)指標(biāo)的回顧與預(yù)測
2000年以來，我國汽車工業(yè)即以進(jìn)入了發(fā)展史上的黃金時期。根據(jù)我國汽協(xié)統(tǒng)計，2010年我國汽車產(chǎn)量達(dá)到1826.47萬輛，是2000年207萬輛的8.8倍，完全滿足了國內(nèi)市場需求。2011年我國汽車產(chǎn)量預(yù)計要突破2000萬輛大關(guān)[2]。 (1)汽車總產(chǎn)量預(yù)測
從統(tǒng)計圖中可以看出2010年我國汽車產(chǎn)量以年增長15%預(yù)計，2015年我國汽車產(chǎn)量將超過3600，如圖1。
圖1 ：2011年～2015年我國汽車產(chǎn)量預(yù)測
(2)汽車保有量的回顧與預(yù)測
2010年我國以9100萬輛的汽車保有量一躍超過日本，成為全球汽車保有量排名第二的國家。汽車保有量的快速增長一方面進(jìn)一步提高了城市交通現(xiàn)代化的程度，另一方面也帶來了極大的環(huán)境和能源壓力[1]。
到2015年按報廢率10%(廢期為10年)計算，我國汽車保有量預(yù)計達(dá)到1.66億輛。如圖2。
圖2：2011年～2015年我國汽車保有量預(yù)測(按年報廢率10%計算)
到2015年按報廢率8%(廢期為12年)計算，我國汽車保有量預(yù)計達(dá)到1.73億輛，如圖3。
圖3：2011年～2015年我國汽車保有量預(yù)測(按年報廢率8%計算)
2.2 我國汽車節(jié)能減排新技術(shù)分析與展望
基于我國汽車動力系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀和面臨的挑戰(zhàn)，我國汽車動力系統(tǒng)的發(fā)展應(yīng)從節(jié)能汽車和新能源換汽車兩方面出發(fā)[4]。結(jié)合我國當(dāng)前汽車產(chǎn)業(yè)政策和汽車研發(fā)方向，分析我國汽車節(jié)能減排和新能源汽車的發(fā)展趨勢如下[3]：
(1)傳統(tǒng)燃料車用動力系統(tǒng)
汽油機(jī)方面，目前國內(nèi)各類微型汽車及轎車基本上為汽油車，廣泛采用了電子燃油噴射、多氣門等技術(shù)，可變進(jìn)氣系統(tǒng)和渦輪增壓技術(shù)也得到一定程度的應(yīng)用。目前在我國尚處于發(fā)展和完善階段的一些技術(shù)，有可能成為我國未來汽車技術(shù)的發(fā)展方向，如發(fā)動機(jī)本身的結(jié)構(gòu)優(yōu)化，包括多氣門可變進(jìn)氣系統(tǒng)、稀薄燃燒技術(shù)等，輕質(zhì)材料的應(yīng)用也會得到初步的發(fā)展。
柴油機(jī)方面，總體來說，國內(nèi)柴油機(jī)高速直噴、增壓及增壓中冷、廢氣再循環(huán)等技術(shù)已經(jīng)得到開發(fā)和逐步應(yīng)用，而電控燃油噴射、高壓共軌、排氣后處理等世界先進(jìn)技術(shù)則處于起步階段。今后我國車用柴油機(jī)的發(fā)展趨勢主要表現(xiàn)在廣泛采用直噴、增壓及增壓中冷技術(shù)，渦輪增壓技術(shù)想小缸徑多缸柴油機(jī)延伸。未來
的技術(shù)趨勢為電子控制燃油噴射技術(shù)、排氣再循環(huán)技術(shù)、增壓及增壓中冷技術(shù)以及均質(zhì)充氣壓縮燃燒等。
(2)待用燃料車用動力系統(tǒng)
我國從20世紀(jì)90年代末開始大規(guī)模研制、開發(fā)和推廣代用燃料汽車，經(jīng)過十幾年的發(fā)展，已經(jīng)取得了很大的成績。當(dāng)前，在我國開展研究和應(yīng)用比較集中的車用替代燃料主要有：氣體燃料、生物質(zhì)燃料和煤基燃料。
氣體燃料方面，我國已經(jīng)初步建立起燃?xì)馄嚠a(chǎn)業(yè)化的技術(shù)平臺，相當(dāng)于國際上第二代燃?xì)馄嚠a(chǎn)品的電子閉環(huán)控制、燃?xì)夤┙o加三元催化轉(zhuǎn)化等技術(shù)在中國燃?xì)馄嚿系玫狡毡閼?yīng)用。當(dāng)前氣體燃料的開發(fā)重點(diǎn)是以電控閉環(huán)多點(diǎn)順序噴射為特征的第三代燃?xì)獍l(fā)動機(jī)技術(shù)。
生物質(zhì)燃料方面，國內(nèi)生物燃料研究工作有所加強(qiáng)，應(yīng)用形成一定規(guī)模。車用乙醇汽油和生物柴油(BD100)等國家標(biāo)準(zhǔn)已相繼頒布實施，生物燃料的生產(chǎn)工藝研究也取得了較大進(jìn)展。今后，車用乙醇汽油和生物柴油將得到更大規(guī)模的發(fā)展。
煤基燃料方面，相比與氣體燃料和生物質(zhì)燃料汽車的產(chǎn)業(yè)化示范的有序開展，我國煤制油的研究工作剛剛起步。煤合成油CTL尚處于產(chǎn)業(yè)化準(zhǔn)備階段，煤間接液化合成油進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化也還有大量工作要做。但是，煤制油也是今后研究的方向之一。
(3)電動汽車動力系統(tǒng)
鑒于中國私人轎車和公交車集中在大中城市的國情，中國混合動力汽車主要是起停式微弱混合、ISG輕混合和主副電機(jī)中度混合等三種不同的技術(shù)方案，產(chǎn)品設(shè)計面向市場，EVT等強(qiáng)混合動力汽車和PLUG-IN混合動力汽車業(yè)逐步得到關(guān)注。純電動汽車和燃料電池汽車的研發(fā)都取得了一定的進(jìn)展，這也是今后我國
汽車節(jié)能減排的主要研究方向之一。
3結(jié)束語
環(huán)境保護(hù)已是當(dāng)今時代的主題，一個國家在環(huán)境保護(hù)和公共交通事業(yè)的發(fā)展程度也是其綜合國力強(qiáng)弱的體現(xiàn)，汽車作為一個節(jié)能減排的重點(diǎn)方向有著非同尋常的意義。但汽車的節(jié)能減排并不是一朝一夕就能完成的，既要有汽車企業(yè)的自身努力，又要有政府政策的支持，更需要全民環(huán)保意識的不斷提高。
參考文獻(xiàn)：
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