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节能减排论文
汽车行业的节能减排
“节
能”和“环保”是当今社会发展的两大关键词。
在我国“十一五”规划纲要中特别提出:
节能减排是贯彻落实科学发展观、构建社会主义和谐社会的重大举措;是建设资源节约型、环境友好型社会的必然选择;是推进经济结构调整,转变增长方式的必由之路;是维护中华民族长远利益的必然要求。
近年来,我国机动车行业发展迅速,统计数据显示,截至2007年4月底全国汽车保有量接近6000万辆,汽车业消耗了全部汽油的80%(约4500万吨/年)和全部柴油的30%(约4000万吨/年),成为耗能和排污的主要源头之一。
汽车业在未来的节能减排中肩负着很大的责任。
一、中国节能减排面临的形势
1、能源危机
中国石油消费已进入世界前列,2003年中国石油进口量突破1亿吨大关,2008年中国石油净进口量达2亿吨,同比增长9.5%,2009年1—11月的累计进口原油数量达到1.83亿吨,同比增长首次达到
2位数,为10.9%,预计石油消费量到2010年和2020年将分别增加到4.25亿吨和5.72亿吨,对进口石油的依存度将达到55%和66%,中国目前已经成为了石油消费绝对水平上的二号大国,增量水平
上的头号大国。
石油总耗量的50%被各类交通工具消耗。
目前,中国进151的原油有30%被汽车消耗,据科技部部长万钢预计,到2020年,国家一年至少需要4.5亿吨原油,其中汽车用油将占国家整个用油量的55%,约2.48亿吨。
国际能源机构预测,随着越来越多中国消费者购买汽车,到2030年,中国石油消耗量的80%需要依靠进口。
2、环境污染
中国是世界少数大气污染较严重的国家之一。
随着中国经济的发展,能源需求量的不断增加,二氧化碳排放量较快增长。
此外,目前中国二氧化硫和烟尘等污染物的排放量也处于较高水平,环境污染治理耗资也连年提高,占国内生产总值之比已从20世纪80年代初的0.51%提高到2008年的1.49%。
环境污染问题越来越引起国家的高度重视。
在此形势下,实现汽车行业的节能减排是势在必行。
二、中国汽车行业节能减排政策的发展
2004年6月1日,国家发改委颁布的《汽车产业发展政策》正式实施,明确提出“国家引导和鼓励发展节能环保型小排量汽车。
汽车产业要结合国家能源结构调整战略和排放标准的要求,积极开展电动汽车、车用动力电池等新型动力的研究和产业化,重点发展混合动力汽车技术和轿车柴油发动机技术。
国家在科技研究、技术改造、新技术产业化、政策环境等方面采取措施,促进混合动力汽车的生产和使用。
并提出,“2010前,乘用车新车平均油耗比2003年降低15%以上。
要根据有关节能方面的技术规范的强制性要求,建立汽车行业产品油耗公示制度。
”
2005年7月1日,我国汽车燃油消耗的第一个强制性国家标准—《乘用车燃料消耗量限值》正式实施,国家对节能环保汽车的鼓励和监管进入了实质阶段。
2006年初,国家六部委联合发出《关于鼓励发展节能环保型小排量汽车的意见》,从源头上控制高耗油汽车的发展。
2007年11月1日起,国家发改委制定的《新能源汽车生产准入管理规则》施行。
同时,国家提高了机动车污染物排放标准。
我国将在2010年全面实施国家第四阶段机动车排放标准。
一系列措施表明,节
能减排正在成为汽车产业发展的主题。
2009年9月,国家环保部下发了一份《环境标志产品技术要求轻型汽车(征求意见稿)》,列出了乘用车二氧化碳排放标准,规定整备质量在1430公斤和1540(含)公斤之间的车辆,手动档车型的碳排放量必须控制在219克/公里之内,自动挡车型必须控制在233克/公里之内。
三、汽车行业节能减排的途径
1、新能源汽车是节能减排的有效途径之一
多年来,人们一直在努力追求开发低污染、高效率的汽车,同时也取得了卓越的进步。
从近期来讲,要充分利用已经成熟的污染控制技术,在传统燃油汽车上进行应用,如汽油车的电控燃油喷射系统委三交往催化转化技术;柴油车的各种发动机改进燃烧技术和后处理技术。
同时,燃气汽车[液化石油气(LPG)或者压缩天然气(CNG)汽车]技术也已经发展的较为成熟,这对燃气资源丰富的地区给出了新能源的选择利用机会。
从长远来看,最具有发展前途的还是各种电动汽车,包括:
超低排放的混合动力汽车;燃料电池汽车和零排放的电池汽车。
这当中,短期内具有实用和商业价值的是混合动力汽车,这类电动汽车的发展已经接近市场可以接受的程度,外加一些环境政策和法规的推动,预计会在不远的将来就被消费者所接受,并能够满足环境要求严格地区的需求。
而燃料电池汽车将作为最具有生命力和发展潜力的清洁车辆在不远的将来被人们所接受。
燃料电池,不但作为车辆的动力是最具有潜力的,同时它有可能用于人们生活的各个领域:
家庭照明用电、动力用电、工业用电等,它将给人们带来一个真正清洁的世界。
研究表明,适合中国汽车行业节能减排的途径主要有4方面:
一是提高汽车技术。
采用高效内燃机、高效变速器、轻量化技术等降低汽车的耗油量。
二是普及小排量汽车。
通过政策和法规的支持,鼓励小排量车的生产和使用,提高其市场份额。
三是使用先进的柴油车。
目前的柴油车比同排量的汽油车油耗低25%,在混合动力汽车和燃料电池车大规模推广之前,柴油车是国内实现汽车节能减排的途径之一。
四是开发新能源车。
动力系统从传统的内燃机向混合动力汽车过渡,并逐步发展至燃料电池车,实现能源的多元化和排放洁净化是汽车行业节能减排的最终方案。
新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源(或使用常规的车用燃料,但采用新型车载动力装置),综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术,形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。
新能源汽车包括有:
混合动力汽车(HEV)、纯电动汽车(BEV)、燃料电池汽车(FCEV)、氢发动机汽车以及燃气汽车、醇醚汽车等等
混合动力汽车
混合动力是指那些采用传统燃料的,同时配以电动机/发动机来改善低速动力输出和燃油消耗的车型。
按照燃料种类的不同,主要又可以分为汽油混合动力和柴油混合动力两种。
目前国内市场上,混合动力车辆的主流都是汽油混合动力,而国际市场上柴油混合动力车型发展也很快。
纯电动汽车
电动汽车顾名思义就是主要采用电力驱动的汽车,大部分车辆直接采用电机驱动,有一部分车辆把电动机装在发动机舱内,也有一部分直接以车轮作为四台电动机的转子,其难点在于电力储存技术。
本身不排放污染大气的有害气体,即使按所耗电量换算为发电厂的排放,除硫和微粒外,其它污染物也显著减少,由于电厂大多建于远离人口密集的城市,对人类伤害较少,而且电厂是固定不动的,集中的排放,清除各种有害排放物较容易,也已有了相关技术。
由于电力可以从多种一次能源获得,如煤、核能、水力、风力、光、热等,解除人们对石油资源日见枯竭的担心。
电动汽车还可以充分利用晚间用电低谷时富余的电力充电,使发电设备日夜都能充分利用,大大提高其经济效益。
有关研究表明,同样的原油经过粗炼,送至电厂发电,经充入电池,再由电池驱动汽车,其能量利用效率比经过精炼变为汽油,再经汽油机驱动汽车高,因此有利于节约能源和减少二氧化碳的排量,正是这些优点,使电动汽车的研究和应用成为汽车工业的一个“热点”。
有专家认为,对于电动车而言,目前最大的障碍就是基础设施建设以及价格影响了产业化的进程,与混合动力相比,电动车更需要基础设施的配套,而这不是一家企业能解决的,需要各企业联合起来与当地政府部门一起建设,才会有大规模推广的机会。
燃料电池汽车
燃料电池汽车是指以氢气、甲醇等为燃料,通过化学反应产生电流,依靠电机驱动的汽车。
其电池的能量是通过氢气和氧气的化学作用,而不是经过燃烧,直接变成电能或的。
燃料电池的化学反应过程不会产生有害产物,因此燃料电池车辆是无污染汽车,燃料电池的能量转换效率比内燃机要高2~3倍,因此从能源的利用和环境保护方面,燃料电池汽车是一种理想的车辆。
单个的燃料电池必须结合成燃料电池组,以便获得必需的动力,满足车辆使用的要求。
近几年来,燃料电池技术已经取得了重大的进展。
世界著名汽车制造厂,如戴姆勒-克莱斯勒、福特、丰田和通用汽车公司已经宣布,计划在2004年以前将燃料电池汽车投向市场。
目前,燃料电池轿车的样车正在进行试验,以燃料电池为动力的运输大客车在北美的几个城市中正在进行示范项目。
在开发燃料电池汽车中仍然存在着技术性挑战,如燃料电池组的一体化,提高商业化电动汽车燃料处理器和辅助部汽车制造厂都在朝着集成部件和减少部件成本的方向努力,并已取得了显著的进步。
氢动力汽车
氢动力汽车是一种真正实现零排放的交通工具,排放出的是纯净水,其具有无污染,零排放,储量丰富等优势,因此,氢动力汽车是传统汽车最理想的替代方案。
与传统动力汽车相比,氢动力汽车成本至少高出20%。
中国长安汽车在2007年完成了中国第一台高效零排放氢内燃机点火,并在2008年北京车展上展出了自主研发的中国首款氢动力概念跑车“氢程”。
随着“汽车社会”的逐渐形成,汽车保有量在不断地呈现上升趋势,而石油等资源却捉襟见肘,另一方面,吞下大量汽油的车辆不断排放着有害气体和污染物质。
最终的解决之道当然不是限制汽车工业发展,而是开放替代石油的新能源,燃料电池车的四轮快速又安静地滚过路面,辙印出新能源的名字——氢。
几乎所有的世界汽车巨头都在研制新能源汽车。
电曾经被认为是汽车的未来动力,但蓄电池漫长的充电时间和重量使得人们渐渐对它兴味索然。
而目前(指2009年)的电与汽油合用的混合动力车只能暂时性地缓解能源危机,只能减少但无法摆脱对石油的依赖。
这个时候,氢动力燃料电池的出现,犹如再造了一艘诺亚方舟,让人们从危机中看到无限希望。
以氢气为汽车燃料这种说法刚出来时吓人一跳,但事实上是有根据的。
氢具有很高的能量密度,释放的能量足以使汽车发动机运转,而且氢与氧气在燃料电池中发生化学反应只生成水,没有污染。
因此,许多科学家预言,以氢为能源的燃料电池是21世纪汽车的核心技术,它对汽车工业的革命性意义,相当于微处理器对计算机业那样重要
燃气汽车
燃气汽车是指用压缩天然气(CNG)、液化石油气(LPG)和液化天然气(LNG)作为燃料的汽车。
近年来,世界上各国政府都积极寻求解决这一难题,开始纷纷调整汽车燃料结构。
燃气汽车由于其排放性能好,可调正汽车燃料结构,运行成本低、技术成熟、安全可靠,所以被世界各国公认为当前最理想的替代燃料汽车。
目前,燃气仍然是世界汽车代用燃料的主流,在我国代用燃料汽车中占到90%左右。
美国的目标是,到2010年,公共汽车领域有7%的汽车使用天然气,50%的出租车和班车改为专用天然气的汽车;到2010年,德国天然气汽车数量将达到10万至40万辆,加气站将由目前的180座增加到至少300座。
业内专家指出,替代燃料的作用是减轻并最终消除由于石油供应紧张带来的各种压力以及对经济发展产生的负面影响。
近期,中国仍将主要用压缩天然气、液化气、乙醇汽油作汽车的替代燃料。
汽车代用燃料能否扩大应用,取决于中国替代燃料的资源、分布、可利用情况,替代燃料生产与应用技术的成熟程度以及减少对环境污染等;替代燃料的生产规模、投资、生产成本、价格决定着其与石油燃料的竞争力;汽车生产结构与设计改进必须与燃料相适应。
以燃气替代燃油将是中国乃至世界汽车发展的必然趋势。
我国应尽快组织力量,制定出国家级燃气汽车政策。
考虑到我国能源安全主要是石油的状况,发展包括燃气汽车在内的各种代用燃料汽车,已是刻不容缓的事,根据国情应该做到:
一是要限制燃气价格,使油、气价格之间保持合理的差价,如四川省、重庆市的油、气差价,即可保证燃气汽车适度发展;
二是鉴于加气站投资大,回收期长,政府适当给予一定补贴,在加气站售出的气价和汽车用户因用气节省的燃料费用之间,调节好利益分配;
三是对加气站的所得税,应参照高新技术产业开发区政策,采取免二减三的税收政策;
四是将加气站用电按照特殊工业用电对待,电价从优;另外,对加气站用地,能按重大项目和环保产业对待,特事特办,不要互相推诿、扯皮,积极采用国外先进建站标准,科学确定消防安全距离,节省土地资源。
生物乙醇汽车
乙醇俗称酒精,通俗些说,使用乙醇为燃料的汽车,也可叫酒精汽车。
用乙醇代替石油燃料的活动历史已经很长,无论是从生产上和应用上的技术都已经很成熟,近来由于石油资源紧张,汽车能源多元化趋向加剧,乙醇汽车又提到议事日程。
目前世界上已有40多个国家,不同程度应用乙醇汽车,有的已达到较大规模的推广,乙醇汽车的地位日益提升。
在汽车上使用乙醇,可以提高燃料的辛烷值,增加氧含量,使汽车缸内燃烧更完全,可以降低尾气的害物的排放。
乙醇汽车的燃料应用方式:
一、掺烧,指乙醇和汽油掺合应用。
在混合燃料中,乙醇和容积比例以“E”表示,如乙醇占10%,15%,则用E10,E15来表示,目前,掺烧占乙醇汽车占主要地位。
二、纯烧,即单烧乙醇,可用E100%表示,目前应用并不多,属于试行阶段;三、变性燃料乙醇,指乙醇脱水后,再添加变性剂而生成的乙醇,这也是属于试验应用阶步;四、灵活燃料,指燃料既可用汽油,又可以使用乙醇或甲醇与汽油比例混合的燃料,还可以用氢气,并随时可以切换。
如福特,丰田汽车均在试验灵活燃料汽车(FFV)
持续增长的汽车消费、稳步增长的石油消费和日益严峻的环保压力;迫使未来汽车向节能化发展。
纯电动车、混合动力汽车以及燃料电池汽车将是超低排放的长期有效解决方案。
三者相比较而言:
混合动力汽车技术较为成熟、市场规模正在逐渐扩大,是目前解决我国汽车环保最为有效的方法之一。
从长远来看,纯电动车、燃料电池汽车将是解决汽车环保的最终解决方案。
但是由于其价格过于昂贵、技术尚未完全成熟以及缺乏相应配套设施等因素的限制,目前还未大规模商业化生产。
混合动力汽车、纯电动汽车和燃料电池汽车,三者将是未来环保汽车的主体。
2、大力发展公共交通能节能减排
从世界范围来看,大城市优先发展以地铁为主的公共交通,不仅是解决交通拥堵最有效的方案,而且最符合社会公平的价值。
统计显示,伦敦市民出行70%依靠公共交通,华盛顿80%的通勤人员乘坐公共交通工具。
很多发达国家虽然私家车数量众多,但出行却以公共交通为主,小车行驶的里程数远远低于北京。
据世界银行统计,北京小车的年平均行驶里程为4.74万公里,美国是1.9万公里,欧洲1.25万公里,日本更低——东京机动车数量是北京的3倍,但其年行驶里程却不到北京的1/4。
在多方面的因素影响下,我国回归公交时代似乎成为一种趋势,而奥运、世博、亚运东风则成为最终的推动力。
2007年,北京市推出了优先发展公共交通的重大举措,在加快轨道交通建设的同时,对地面公交系统进行全面提升改造,让城百姓实实在在体会到公交的廉价与便捷。
北京的目标是,到2015年,公共交通出行比例将由现在的30%左右提高到45%以上,其中轨道交通和地面公交各占一半左右,形成比较科学、市民出行相对便捷舒适的交通环境。
其次、目前比较明智的做法是鼓励“泛自行车”交通,发展轻型电动车,引导摩托车向无油清洁型转化,稳定这个没有能源和污染压力的绿色交通群体。
目前许多欧洲国家就在向这个方向努力,以荷兰为例,1500万人口就有1600万辆自行车,在城市和乡村建设快速的自行车专用道和各种方便自行车使用的公共设施。
德国也是如此,8000万人口有6000万辆自行车,也把发展绿色交通作为一项重要工作。
四、总结
能源环境对发展的制约、节能减排的国际责任以及汽车行业在能源消耗和大气污染中的高份额,意味着汽车行业必须在节能减排工作中发挥重要的作用。
解决汽车节能减排问题首先应明确,这是一项社会公共议题,需由多元主体共同完成,不单单是政府或汽车生产商的责任。
回归汽车节能减排的定义可以发现,凡涉及汽车生产、输送、终端利用到报废回收的所有环节的相关主体都应该是汽车节能减排的责任方。
政府出台宏观调控政策和可操作性细则、汽车生产商主抓清洁生产、科研机构加紧技术攻关、汽车消费者树立低碳生活意识,等等,每个环节都不可遗漏,这种多元主体参与的模式应该由国家层面进行约束性的规制。
从这角度讲,应促使国家尽快出台“汽车节能减排”的相关法律规章,而规章制定的过程应充分吸纳多元主体参与,方能形成良性互动的局面。
其次,攻克汽车节能减排难题应统一战略布局,扎实推进,不应过急、过热。
在前一段时间,新能源炒作过度,铺天盖地都在讲新能源,懂的也讲,不懂的也讲,而且很多地方要投巨资建新能源基地。
中国要想节能减排一定要立足于对现在传统动力系统进行技术升级,用欧洲先进的发动机技术来提升和改变我们现在的发动机技术,自主的发动机技术和动力系统现在其实还是比较落后的,只有实现这种升级,才是节能减排的有效途径。
国外,欧洲、日本、美国都非常注重对传统动力系统的技术升级。
在这个基础上,我们着眼于未来,研究新能源,在新能源上应坚持从混合动力开始,混合动力做成熟以后,再逐步向纯电动迈进。
再次,通过实际的激励机制和补偿机制获取社会的良性反馈。
事实证明,单纯通过环保教育并未能形成社会对于汽车节能减排的良性互动,而目前我国汽车节能减排的难点就在于节能减排产生的成本难以通过市场予以消化,消费者对于汽车节能减排“叫好不叫座”。
我国的著名社会学者孙立平提出,我国国人没有绝对的道德和法律标准,一切的标准以是否与己有关、与己有利而发生变化。
笔者建议通过社会各界实际的盘算来促进汽车节能减排事业。
具体来讲包括:
(1)国家对节能减排达标企业予以税收优惠、税收减免,激励汽车生产企业在各环节落实节能减排;
(2)国家对居民购买小排量车、新能源、混合动力等节能车型予以补贴;(3)国家对城市居民汽车燃油消费实行“碳补偿”计划,要求居民汽车燃油消费达到一定限额时必须进行“碳补偿”,或选择捐赠“碳补偿林”,或选择缴纳燃油税;(4)国家对机关用车实行“碳监测”,鼓励机关用车带头开展“碳补偿”活动,或选择捐赠“碳补偿林”,或选择扣除“碳补偿费”;(5)国家在对汽车驾驶员的考核中加入“节能减排技能”测试,培养驾驶员的节能减排意识。
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