×
畅享IT
    信息化规划
    IT总包
    供应商选型
    IT监理
    开发维护外包
    评估维权
客服电话
400-698-9918
当前位置:畅享论坛 >  行业关注  >  汽车  > 正文
发帖
回复
(共 0 条) 上一页 下一页
查看: 311|回复: 0

[分享]车用能源

[复制链接]

等级:试用期
行业:
职能部门:
城市:北京
金币:14

对中国未来车用能源发展的几点思考

要:近年来,交通部门成为中国能源需求增长最快的领域之一,发展多样化车用能源已成为保障中国能源安全、应对气候变化所必须采取的措施。未来15年将是中国车用能源需求增长最快的时期。在这个时期,由于新能源汽车技术发展水平有限,车用能源对传统汽柴油的需求将始终保持在90%以上。因此,未来15年中国车用能源的发展应立足现实,继续提高汽柴油品质,重点推进天然气基燃料和生物液体燃料的研发和应用,建立煤基合成燃料的技术储备,着眼长远,开展革新性新能源汽车的研发、示范及产业化,提高中国电动汽车的产业化水平。

关键词:中国车用能源天然气基燃料生物液体燃料煤基合成燃料电动汽车

近年来,中国汽车工业正以跨越式的速度向前发展。汽车产量和保有量迅速增加,汽车保有量从2002年的2000多万辆迅速增长到2009年的6100多万辆,交通部门成为中国能源需求增长最快的领域之一。为满足日益严格的汽车排放法规,缓解气候变化压力,降低石油对外依存度,中国汽车行业正在努力提高技术以减少汽车有害气体排放、提高燃油经济性、开发各种替代燃料及新能源汽车。

当前全球各大汽车制造商纷纷调整并制定汽车动力总成发展战略。美国通用汽车将传统动力总成技术的持续改进作为近期目标,将混合动力及电动车作为中期发展目标,而将氢动力燃料电池技术作为终极目标。德国奔驰汽车近期工作重点为柴油机技术的创新,持续开发并应用蓝驱技术,走柴油与柴油混合动力、电动车及燃料电池车的技术路线。日本日产汽车正致力于开发与普及低CO2排放或无CO2排放的电动能源动力系统。

纵观全球能源结构与石油储量、汽车与能源工业发展情况,汽车能源多元化发展势在必行。但在未来的几十年,尤其是10 20年内,石油基燃料仍将是中国主要的道路交通车用燃料。

一、发展车用替代能源、提高能效的要求日益迫切

国际能源机构(IEA)2008年预测,在没有重大燃料替代技术突破的基准情景下,2030年世界交通部门的能源消费将比2006年增加9.44亿吨油当量(标准油),温室气体排放将比2006年增加24亿吨CO2当量,分别占同期世界能源总消费增量的18%和温室气体总排放增量的19%,届时交通部门石油需求在世界石油总需求中的比重也将增加到57%

在此基准情景以及没有更为严格的政策管制下,中国面临的形势将更加严峻。车用能源需求总量在2050年之前将一直保持上升趋势,且主要为汽柴油(见图1)。2020年、2030年和2050年能源需求与温室气体排放将分别达到约2.58亿吨标准油与12亿吨CO2当量、4.25亿吨标准油与18亿吨CO2当量和6亿吨标准油与25亿吨CO2当量。届时不考虑其他行业,仅车用能源需求就使得中国石油对外依存度在2020年、2030年、

2040

年与2050年分别达到48.7%69.4%75.8%78.4%。为保障中国能源供应安全、应对气候变化,实现中国交通运输业的可持续发展,必须采取有力措施,出台相关政策,进一步提高能效以及发展车用替代能源

二、中国车用能源将呈多元化发展

1.车用能源发展需要综合政策措施推动

从世界发达国家的发展经验看,降低行驶里程、提高燃油经济性与发展车用替代燃料是三种非常重要的降低能源需求的措施。

未来中国汽车将呈现“鼓励购买、限制使用”的局面,这与大多数发达国家是基本相同的。在实施限行与不断提高燃油经济性的政策措施下①,预计中国未来车用能源需求将远低于基准情景,2020年由基准情景的2.58亿吨下降到2.03亿吨,2030年从4.25亿吨下降到2.8亿吨,2050年从6亿吨下降到4.2亿吨(见图2)。

另一方面,发展车用替代燃料是当前国际上解决车用能源供需矛盾的主要途径,世界各国都在积极采取政策与措施。欧盟委员会在2007年发布的《能源技术战略计划》中提出,要在今后通过开发推广第二代生物燃料、混合动力技术和氢燃料来实现交通部门的低碳化,2008年初又提出目标,到2020年使可再生燃料(主要是生物燃料)满足10%的道路交通燃料需求。美国在2007年通过的《能源独立和安全法案2007》中要

求可再生燃料使用量在2022年达到360亿加仑(约1.1亿吨),预计届时将占美国车用燃料的22%

2.车用替代能源的发展进程逐步加快,途径更加多元化

当前车用能源包括:汽油、柴油、液化石油气(LPG)、压缩天然气(CNG)、甲醇、二甲醚(DME)、生物乙醇、生物柴油、氢能、电能等。机动车动力总成技术包括:进气道喷射火花点火技术(PISI)、直接喷射火花点火技术(DISI)、直接喷射压缩点火技术(DICI)、灵活动力汽车技术(FFV)、混合动力技术(HEV)、氢内燃机技术(H2-ICE)、燃料电池技术(FCV)、纯电动车技术(EV)和充电式混合动力技术(Plug-in HEV)。不同的车用能源可以同多种机动车总成技术相匹配。虽然目前传统汽柴油仍处于绝对优势地位,但是车用能源的“战国时代”正在逐步到来。从技术角度解读上述信息可以看出,传统石油基燃料的替代途径包括两种:一种是以适应传统车用动力总成技术为导向,利用非石油资源生产的液态车用燃料,例如,CNG、甲醇、生物乙醇等;另一种是以革新性车用动力总成技术为导向,节约或彻底摆脱碳氢燃料,例如,混合动力汽车、纯电动车、燃料电池汽车等。

从技术发展角度看,当前纤维素生物液体燃料、煤基液体燃料、新能源汽车都存在技术瓶颈,有待于技术突破及商业示范后展示其能源环境效益;从一次能源供应上看,目前非常规油气资源、生物质资源、煤炭资源都有规模化开发潜力,但都可能遭遇不同的瓶颈和压力——非常规油气的开发利用技术,生物质的大规模收集与煤液化面临的水资源短缺;

从经济性上看,大多数石油替代能源的生产成本目前既未达到能与常规石油燃料展开大规模竞争的水平,也并不具备足够抵御国际油价宽幅振荡所导致的市场风险的能力。预计2030年前,传统的动力总成技术体系仍将在道路交通体系中占据主导位置,同时,天然气基、煤基、生物质基等车用燃料技术也将得到长足发展,成为车用燃料替代的主要选择。

2030年以后,随着现代汽车技术的进步,采用新型动力总成技术系统的新能源汽车将成为道路交通体系中的重要组成部分,在传统燃料替代之外开辟重要的途径,主要包括混合动力车、纯电动车以及氢燃料电池车。

3.多样化是中国车用能源发展必由之路

综合上述分析,中国车用能源未来的发展图景如图3所示。从总体上看,中国车用能源呈多元化发展。图中“电能”包括两部分:一是由于电动车效率是传统汽柴油车效率的2 3倍,所以替代了一部分传统汽柴油生物燃料;二是未来电动车得到发展,电动车本身对电能的需求。生物燃料、煤基燃料、天然气都有所发展,在

2020年、2030年和2050年对石油基燃料替代量分别达到约1600万吨、4500万吨和1亿吨。

三、对未来中国车用能源发展的思考

从图3可以看出,未来15年将是中国车用能源需求增长最快的时期,预计车用能源需求量将从2010年的9000多万吨标准油上升到2025年的2.2亿吨标准油。在这个时期,由于新能源汽车技术发展水平有限,车用能源对传统汽柴油的需求将始终保持在90%以上。因此,未来15年中国车用能源的发展应立足现实,继续提高汽柴油品质,重点推进天然气基燃料和生物液体燃料的研发和应用,建立煤基合成燃料的技术储备,着眼长远,支持电动汽车的长期技术攻关、工程化、产业化以及示范运营。

1.近期继续提高汽柴油品质,合理推进轿车柴油化

虽然车用能源多元化格局日趋明朗,但从技术、环境、资源、成本与效益等方面看,仍存在诸多尚未解决的问题,在2025以前替代传统车用燃料的数量仍将比较有限。传统汽柴油由于能量密度高、续航能力强、基础设施完备、综合经济性好,仍将占据车用燃料的主导地位。因此,提高汽柴油品质,减少排放,仍是一项长期的工作,主要需要做到以下几点:1)不断降低汽柴油的硫含量;2)提高汽油的清净性与柴油的润滑性;3)提高汽油的辛烷值与柴油的十六烷值;4)降低汽油中烯烃含量与柴油中的总芳烃含量、多环芳烃含量。

柴油轿车较汽油轿车有着节油及减排CO2等优越性,已经在欧盟国家得到证实。随着中国柴油品质的提高与优质柴油进口量的增大,合理推进轿车柴油化对中国节能减排将起到积极作用。2020年以后,随着中国基本完成工业化,柴油供需矛盾可望趋缓,届时二代生物柴油技术有望突破,轿车柴油化将是中国节约能源的一个有效选择。

应把研发和应用天然气基燃料作为重点,推进生物燃料与煤基燃料等汽车代用燃料的发展,同时有步骤地推动基础设施的扩展与转型。

2.大力推广应用天然气汽车

天然气基车用燃料包括压缩天然气(CNG)和液化天然气(LNG)。与汽油、柴油相比,天然气化学性质稳定,燃烧更充分,排放降低显著,尾气中HC下降90%左右,CO下降80%左右。2007831,国家发改委颁布了《天然气利用政策》,明确规定天然气汽车属于“优先类”用气项目,从而进一步加快了中国天然气汽车发展的进程。截至2008年底,中国天然气汽车保有量已经发展到40万辆左右,建设汽车加气站约1000座,全国已有30个省市自治区的100多个城市推广了天然气汽车,四川、重庆、乌鲁木齐、西安、兰州、西宁等省市95%以上的出租车和公交车已经改烧天然气。随着天然气资源的加快开发、国外LNG和天然气资源的引进以及天然气管网建设的快速推进,再加上天然气利用政策的支持,天然气汽车的发展将得到加强。今后一个时期,应统筹研究解决天然气供应和LNG汽车发展中存在的问题,研究制定LNG加气站的标准,有序发展加气站,提高车用天然气供应量。

3.积极推进生物液体燃料的开发进程

在“不与人争粮,不与粮争地”的方针指引下,“十一五”期间,中国生物液体燃料产业开始转向利用非粮原料。20079月发布的《可再生能源中长期发展规划》提出,合理利用非粮生物质原料生产燃料乙醇和生物柴油,到2020年,生物燃料乙醇年利用量达到1000万吨,生物柴油年利用量达到200万吨,总计年替代约1000万吨成品油。从目前情况看,实现这一目标有一定的难度,主要面临如下挑战:一是原料资源基础仍然薄弱;二是技术产业发展水平不高;三是缺乏足够强的经济竞争力和抗风险能力。因此,推进生物液体燃料的开发进程,还需要国家政策的进一步扶持。

4.有序发展煤基燃料,集中力量建立技术储备

20088月,国家发改革发出通知指出,“目前我国煤制油仍处于示范工程建设阶段,不能一哄而起、全面铺开,应坚持通过煤制油示范工程建设,全面分析论证,确定适合我国国情的煤制油技术发展主导路线,在总结成功经验的基础上再确定下一步工作。”“考虑到资源环境压力,我国发展煤基合成燃料的任务仍将以技术储备为主,继续延续目前既定政策,有序建成投产若干百万吨级煤制油示范项目。”国家发改委的通知明确了中国发展煤基燃料的方向。

5.开展革新性新能源汽车的研发、示范及产业化,提高中国电动汽车的产业化水平

虽然目前电动汽车发展还面临一系列尚待解决的问题,但是电动汽车的能源效率是传统汽车的3倍左右。着眼于长远发展,中国应长期投入资金支持电动汽车的研发、示范与产业化。

电动汽车的电力驱动系统主要组成为:动力电池(包括电池管理系统、充电系统)、逆变器、驱动电机(包括电机调速控制系统)。电池技术是电动汽车发展的关键。目前在各种电池技术中,锂离子电池的能量密度约为镍氢电池的1.5 2.5倍,为铅酸蓄电池的3 5倍。锂离子电池自放电指标也显著优于镍氢电池。因此,锂离子电池将成为电动车动力电池的主要技术路线。但是锂电池的成本比其他电池平均成本高3倍,而且有限的锂矿资源也对锂离子电池的使用造成了限制。Li2CO3是制造锂电池的主要矿产资源。当前中国年产汽车1000多万辆,如果按10%为电动汽车计算,每年将需要6.4万吨Li2CO3,而当前中国的Li2CO3产量约为3.1万吨/年。即使未来Li2CO3的产量增加到11.6万吨/年,再加上部分进口,未来中国汽车电动化水平也仅能达到10%20%。再者,纯电动车在续航能力、充电模式、充电时间及基础设施等方面都面临诸多需要解决的问题。因此,对于电动汽车,应作为长期目标,冷静地选择好发展方向,持之以恒地进行技术攻关,实现从科研成果到工程化、产业化的转化。切忌头脑发热,盲目投资。

参考文献:

[1]张淑华.汽车能源前景浅析[J].汽车工艺与材料,2008(7):1-6.

[2]柴油轿车为何步履蹒跚.人民日报[N]2005-12-7.

[3]欧阳明高.我国节能与新能源汽车发展战略与对策[J]汽车工程,200628.(4):317-321.

[4]周淑慧,陈进殿,吕爱民.中国沿海地区天然气汽车发展模式选择[J].国际石油经济,2010(4).

[5]郭猛超,张亚军,胡伟.车用替代燃料现状及应用分析[J].能源与环境,2007(5):20-21.

[6]国际能源署.世界能源展望2009[R].

[7]中国节能经济网.积极发展替代能源:中国替代能源战略路线

 



畅享论坛提示:看帖后顺手回帖,是对辛苦发帖者的鼓励,是美德。

查阅更多相关主题的帖子: 汽车 能源
(共 0 条) 上一页 下一页
您还未登录,不能对文章发表评论!请先登录
2021-04-13 08:48:43 674/2021-04-13 08:48:43 690/2021-04-13 08:48:43 690