我国新能源汽车发展趋势

我国新能源汽车发展趋势摘要：随着我国经济发展和居民收入的提高，加入WTO短短几年时间，我国已成为世界第一大汽车市场。然而，在汽车产业快速发展的同时，我国石油供应却持续出现紧张，对外依存度不断提高，汽车造成的环境污染和温室气体排放严重威胁我国的可持续发展。因此，在发展汽车产业方面，我国应当避免重走发达国家“先污染后治理”的老路，积极发展新能源汽车。本文将以当今国际上新能源汽车领域的发展为例，对我国新能源汽车的发展趋势进行分析。关键词：新能源汽车汽车企业趋势一、新能源汽车动力源要求（一）优秀的动力性能也就是对于行驶要有必要的扭矩和动力。汽油发动机作为动力装置所要求的基本性能，经过常年的技术积累，也已变得非常成熟。（二）低成本因为是大众化商品，低成本生产是其基本。从这一点来讲，备齐生产设备，以大量生产来降低成本的汽油发动机具有明显的优势。因为设备需要巨额费用，长时间使用就可以削减成本。因此，从某种意义来讲，生产厂并不希望被新的动力源取代。（三）维持费用低，燃料供给容易如果石油的价格高涨，汽油发动机就会失去它的优势，不过，现在来看还不成问题。另外，燃料的供给问题，只要有现有数量程度的加油站，汽油机的燃料供给是非常容易和方便的，汽油机在这点上优势非常大。基础设施完备是极其重要的。（四）对环境的负荷少对汽油发动机规定了排气限值，不能超过这个限值。现在依靠以电子控制技术为主的技术进步，已经发展到了相当的水平。当然混合动力车与燃料电池车等在这一点上优于汽油发动机，但是尽管排气管制变得越来越严格，凭借技术的进步，汽油发动机仍可以达到管制的要求，汽油发动机的生命力是很强的。（五）小型实用化相同大小尺寸的汽车，人与货物的可用空间越大实用性就越好。动力系统尽可能地小型化是很重要的。从这一点来说，当今的汽油发动机是无与伦比的。（六）可靠性、耐久性好不易发生故障，无论在什么样的恶劣环境下都能顺利地发挥作用是很重要的。尤其在这一点上，因为长期技术进化的锤炼，汽油发动机是最能够让人安心使用的动力源。综合来看，汽油发动机的发展前景有两点是处于劣势的：维持费用；排气性能。对汽油发动机的劣势点人们凭借着持续不断的技术改良使其寿命得到了显著的延长。因此，燃料电池不能匹敌于汽油发动机的低成本；燃料供给；可靠性与耐久性等可以在多大程度上接近汽油发动机就成了最关键的问题。这并不是轻而易举的事，世界上的汽车厂家为了汽车技术的进步而不懈努力，已花费了100余年的时间，现在的汽油发动机是人类智慧的结晶。二、新能源汽车的分类新能源汽车所包括的范围较广，大致可分为:电动汽车：纯电动汽车；混合动力(电动)汽车；燃料电池电动汽车。（三）燃料电池汽车燃料电池汽车（FCEV）是指使用燃料电池的汽车，燃料电池是一种将储存在燃料和氧化剂中的化学能，通过电极反应直接转化为电能的装置，一般以质子交换膜燃料电池作为车载能源。通用汽车公司发展燃料电池汽车已有40多年的历史，从氢动1号到雪佛兰Equinox，已逐步向商业化方向发展。我国燃料电池汽车研发采用与国际同领域权威单位不同的技术路线。在“十五”国家“863”电动汽车重大专项、“十一五”国家“863”节能与新能源汽车重大项目的支持下，取得了一系列的成果。2005年由东风汽车公司和武汉理工大学合作联合研发的东风燃料电池电动汽车“楚天一号”通过验收，有完全独立的自主知识产权，其整车达到国内先进水平，与国际水平同步。同济大学和上汽集团等单位通过产学研紧密合作，已经成功研制出我国第4代拥有完全自主知识产权的氢燃料电池轿车样车。目前，世界上许多国家都投入了大量的资金对燃料电池车进行积极的研发，欧盟、美国、日本等发达国家和地区都已经多次对燃料电池公共汽车示范。尽管如此，氢的存储和质子交换膜的成本仍然是燃料电池车的发展瓶颈。目前，国际上普遍采用的是高能量密度的液态氢。除此之外，人们也努力在探索利用金属氢化物储氢、活性炭吸附储氢以及炭纳米罐储氢。大量氢的生产供应与基础设施，建设成本过高，造成燃料电池车的应用一直局限于公共汽车领域。现在，销售的燃料电池车一台少则几百万（人民币），多则上千万，一般消费者可望而不可及，无法走入千家万户。燃料电池车本身成本高是一方面，另一方面是如何获得氢的问题。作为燃料的氢自然界存在有限，必须人工制取。而制取氢需要能量，如电解水制氢，消耗电能较大，成本较高。只要不使用自然能和原子能，制取氢时便产生CO2。如：用焦炭或白煤制氢，即在高温下使碳和水蒸气发生反应，该反应过程为:C+H2O→CO+H2CO+H2O→CO2+H2对于天然气和石油，可在脱硫后与过热水蒸汽一起进入转化炉，在镍催化剂的作用下转化为H2、CO和CO2的转化气，通过水煤气反应使CO转化为H2，然后经增压冷却再进入变压吸附塔，可得到高纯度氢（如图1），该过程反应为:CH4+H2O→CO+3H2CO+H2O→CO2+H2COCO2纯净氢气氢气水蒸气天然气脱硫转化炉吸附塔图1天然气和裂解石油制氢流程石化燃料（包括煤、石油和天然气等）制氢时产生的CO2，其量比制取汽油和柴油时产生的CO2的量要多。现在燃料电池车的拥有数量有限，还不成问题，但是，当拥有数量达到一定程度时，制取氢时耗能、产生大量的CO2，就可能成为新问题。因此，尽可能地不产生CO2而高效制氢的方法若不确立，燃料电池车也很难成为节能减排的对策车。液体燃料汽车（醇类）醇类燃料是替代燃料的一种，分为甲醇和乙醇燃料。目前，甲醇汽车技术尚不成熟，且由于甲醇本身毒性大、燃料热值低、经济性差、腐蚀性大，属不可再生资源，所以甲醇燃料的发展并未得到更大的推广，只能是一种值得考虑的替代能源。与甲醇燃料不同，乙醇燃料以玉米、蔗糖等农作物为原料，采用生物发酵方法生产，排放性优于汽柴油，是一种可再生的清洁燃料。车用乙醇燃料是指把变性燃料乙醇和汽油或柴油按比例混配而成的车用燃料。目前，乙醇在汽油机上的应用已经成熟。但乙醇在柴油机上的应用仍处于研究阶段，还存在燃烧混合、燃烧、排放等诸多问题。（五）气体燃料汽车燃气汽车，即以天然气和石油伴生品等气体为燃料的汽车，主要有压缩天然气汽车（CNG）、液化天然气汽车（LNG）和液化石油气汽车（LPG）3种。燃气汽车具有燃烧彻底，排污少等特点，在我国主要用于城市公交汽车。在国家“863”计划“节能与新能源汽车”项目中，燃气汽车的研究应用课题占有主导地位。国家已经制定了“天然气综合利用规划”，目前，全国已有20多个城市使用和推广燃气汽车。随着技术的进步和生产的发展，燃气汽车的应用范围将越来越广。（六）太阳能汽车太阳能汽车就是利用太阳能电池将太阳能转换为电能，并利用该电能驱动车辆行驶。从20世纪70年代后半期到80年代前半期，太阳能汽车在实验室诞生。1984年，世界首届电动汽车与太阳能汽车比赛在瑞士举行，成为了太阳能汽车赛事的创始者。日本的太阳能车赛事起步较晚，但后来居上，层出不穷，如：1989年的“朝日太阳能车拉力赛”，1991年的“北海道太阳能车赛”，1992年的“铃鹿太阳能车赛”和“能登太阳能车拉力赛”等，都在世界范围内产生了一定的影响。太阳能汽车清洁、环保，可以说是真正“零排放”的交通工具。但太阳能汽车受阳光强弱、太阳高度角、气候等因素的影响较大，其实际应用存在一定局限性，一般只涉及汽车的辅助电源系统。太阳能电池所提供的能量只能用于车辆的电器、仪表等，或是对车载蓄电池进行充电。太阳能汽车实用化必须满足：（1）光照充足，为驱动汽车提供足够的能量来源；（2）对速度或载重的要求不高；（3）在光照条件欠佳的情况下，车辆仍能通过与电动模式，甚至人力模式的结合进行驱动。现阶段主要应用于观光游览车。（七）生物燃料汽车生物燃料包括醇类燃料和生物柴油。醇类燃料分为甲醇和乙醇。甲醇具有高辛烷值、低污染和无排烟等优点，但其毒性大、燃料热值低及腐蚀性大，而且甲醇汽车技术尚未成熟，所以甲醇燃料的发展并未得到更大的推广[4]。但近年来，以甲醇为燃料的燃料电池的开发有望促进甲醇燃料汽车的发展。使用乙醇燃料是全世界最为常见的一种燃料替代方案。燃料乙醇作为燃烧清洁的高辛烷值燃料，是一种成熟和安全的可再生能源，可从谷物、玉米和小麦等农作物中制取。美国是使用乙醇/汽油混合燃料的先驱，其“五碳糖发酵制乙醇技术”方面取得的重大突破为乙醇燃料生产成本的降低提供了技术保证。巴西作为乙醇燃料汽车最流行的国家，其市场上最新型的车款都安装了油气浓度传感器，可以自动感知燃料箱内不同性质的燃料，做到与普通汽油柴油的自然替换。我国已经超过欧盟成为乙醇燃料的消费大国。但是，目前燃料乙醇的生产需要消耗大量的粮食，特别是近年来的全球粮食危机使合理解决“汽车与人争食”的问题势在必行。生物柴油具有替代石油和降低柴油机排放的双重效果，比乙醇更容易用于柴油机。生物柴油是一种可再生能源，以含油植物、动物油脂以及废食用油为原料制成。其硫含量低，生物降解性高达98%，可大幅减轻意外泄露对环境的污染，对于各种车辆具有良好的适用性，因此各国将其作为新型替代燃料予以高度重视。欧洲是世界上生物柴油发展最快的地区，2010年产量可达830万吨。根据欧美国家的测试，生物柴油在保持汽车性能不变的同时，还降低了发动机的磨损。试验表明，20%生物柴油与80%传统柴油（B20）相混合的使用效果最好[5]。参考文献：[1]王海良.2007中国汽车工程学会年会论文集[C].北京:机械工业出版社,2007.[2]彭红涛,李峥,