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关键词 新能源车;节能技术;应用
中图分类号TU5 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2013)95-0191-02
0引言
当今社会经济和科技在不断的快速发展的同时能源消耗太大造成能源不断的枯竭与环境污染严重等问题日益明显。如今全世界各个地方都在提倡节能、减排。绿色环保则成了当今社会上的主体。如今汽车行业已经成为世界上最大的能源消耗和污染行业之一。而要解决能源消耗与环境污染问题就应该先从汽车行业抓起,减少能源消耗和污染。
1汽车的节能技术
1.1混合动力技术
混合动力一般指由汽油、柴油与电能混合在仪器所形成的动力。这项技术的关键是混合动力系统。混合动力系统关系着整个车的性能。再经过多年混合动力研究的基础上,将原来的点火装置转变为由电动马达作为发动机的辅助动力来驱动汽车。由原来的离散结构向着一体化结构发展。也就是将发动机和电机与变速箱结合在一起。在启动的时候辅助发动机的电动马达可以产生很强的动力,也可以在汽车高速平稳的行驶时间段内减少发动机的出力减少油耗。而且混合动力技术能够对能量进行回收。在制动的时候,能够对热量进行转变吸收。
混合动力技术的分类可分为两类一是联结方式二是混合度;联结式分类是根据混合动力的驱动方式进行分的,其中联结式分类又分为了3种:1)串联式混合动力系统是由电能转化为动能从而驱动车轮转动,其中的电力是由内燃机带动发电机来引起的;2)并联式的混合动力系统区中的驱动系统内有两套,并且两套的驱动系统能够可以相互协调来共同完成驱动车辆,当然也可以使用单独的驱动系统来驱动车辆。这样的并联式混合驱动系统能够使车辆适用于更为复杂的路况;3)混联式混合驱动系统可以根据不同的路况来临时调节内部机器的输出功率的原因是因为它的内部中的内燃机和电机有自己的一套机械变速箱而且混合动力系统还可以分为以下4类:1)微混合动力系统该系统可以有效的防止电动机的不运转从而增加油耗和对环境的污染。对发动机的启动和停止进行控制;2)轻混合动力系统,而这种系统的主要代表是皮卡车;3)中混合动力系统动力系统采用的是高压机比低混合动力系统更加的灵敏;4)完全混合动力系统的混合度达到50%是未来逐步发展的方向。
1.2高效汽油机、柴油机技术
汽车节能的关键是内燃机的技术。在内燃机节能技术方面,应该从这几个方面讨论, 第一是汽油机直喷技术,稀薄和分层燃烧技术;第二是柴油机的高压喷射技术;第三是柴油机的多次喷射技术;第四是可变气门技术;第五是废气涡轮增压技术。
1.3高效载重汽车的发动机技术
目前我国载重汽车品种少,技术还很落后。发展高效的载重汽车,是在现代物欲横流的形势下,提高运输的效率,降低汽车用能源消耗的重要一步。因此,国家应重点支持这种高效载重汽车的开发和产业化发展。
1.4轿车、轻型车的柴油化技术
实现节能的重要途径是柴油化,随着汽车以很快的速度进入家庭,我们应该十分注重这项技术。不断的开发而且要有质量的保证。这样的话就减少了对能源的开发。实现了节能减排。
2新能源汽车节能技术的应用
2.1混合动力汽车
混合动力一般指由汽油、柴油与电能混合在仪器所形成的动力车型。这样能有效的改善燃油和功率输出低的车型。根据其不同,主要又可以分为汽油混合动力和柴油混合动力两种。他的优点是:1)采用混合动力后可以增加汽车内部机器功率的输出和减少耗油量。当大功率内燃机功率不足时,可由电池来补充,同时电池也可以得到充电,所以其行程和普通汽车是一样的;2)因为使用电池,可以方便地回收以便循环使用;3)在市中心人流量大的地方,完全用电池单独驱动,实现“零”排放;4)可以在现有的加油站加油,不必再投资建设新的加油站;5)用户可以让电池在延长寿命和降低成本的基础上保持良好的工作状态。
2.2纯电动汽车
纯电动汽车是直接采用电机作为驱动器,是全部以电力作为汽车的驱动力这种车的难点在于电力的储存技术。传统汽车消耗石油等不可再生能源造成能源消耗和环境污染,而电能可以从核能、水力和风力等可再生能源中获得且无污染。电动汽车还可以利用在其空余的时间进行充电,使发电设备日夜都能充分使用,大大提高它的行驶效率。由于这些优点,电动汽车的应用成为汽车工业的一个非常关心的问题。对于电动车而言由于建设成本高且基础设施不是一个独立的企业就能够完成的,需要各个企业联合起来与当地政府部门一起努力,才可能大规模的推广。这使得电动汽车的价格非常的高昂,但是与混合动力汽车相比较来说电动汽车的技术简单而且成熟且操作方便,且只要有足够的电力就能驱动汽车且充电方便。但是不足就是电动车所使用的蓄电池的蓄电能力不足存储的电量少,且构建电池的原材料成本高还没有形成一定的经济规模,所以购买价格高。
2.3燃料电池汽车
燃料电池汽车是以液化石油气(LPG)和压缩天然气为燃料,采用先进的电子控制技术和高性能的污染净化装置来减少污染。而且经过有机材料的化学反应产生的电流作为汽车的驱动力。
近年来燃料电池技术已经取得了重大的突破。燃料电池汽车,零排放,而且减少了机油泄漏带来的水污染和温室气体的排放等问题,还提高了燃油经济和发动机燃烧效率,运行平稳,没有噪声。
2.4氢动力汽车
氢动力汽车是真正实现零排放的,排放出来的是纯净水,没有任何污染。
但是氢燃料电池成本高,而且发展氢燃料的存储和运输按照技术条件很难实现,还有就是氢气的提取需要通过电解水,否则就不能从根本上降低二氧化碳排放。
这项技术虽然实施起来困难,但是随着新能源技术的不断发展,一定会得以解决实现。
3发展前景
随着国家政府部门的不断指引,各项政策的不断支持,新能源汽车的应用有很大的发展前景,新能源汽车节能技术的应用也会越来越广泛,并且应用在人们的日常生活中,给人们的生活带来很大的便利。通过不断的发展新的技术,以最低的成
本换取最大的经济效益,也将会引领新能源汽车走上一个更新,更广阔的台阶。
4结论
科学技术永远是第一生产力。汽车的迅猛发展,人们素养的不断提高,在大力提倡生态文明建设,打造美丽中国的时代背景下,人们对环境的要求会越来越高。
更加环保的的汽车会越来越受到人们的欢迎。而新能源的开发会越来越重要,那么新能源汽车节能技术的应用会越来越广阔,越来越受到人们的重视。
时代总是在不断的发展,科技也不断在进步。新能源汽车节能技术的应用将会备受重视。
参考文献
[1]史永基,高雅利,王宇炎.新能源节能技术研究进展,2011(7).
[2]李志达,望义熙,周世权.汽车电器的研究,2010(11).
【关键词】节能环保;汽车新能源;节能技术;应用研究
0.引言
新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源,或者是使用常规的车用燃料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。新能源汽车包括混合动力汽车、纯电动汽车(BEV,包括太阳能汽车)、燃料电池电动汽车(FCEV)、氢发动机汽车、其他新能源(如高效储能器)汽车等。
在能源紧缺、环境污染越来越严重的今天,新能源汽车已成为汽车产业未来发展的趋势。我国政府也高度重视,发展新能源汽车已上升至国家战略高度。
1.我国新能源汽车发展现状
我国汽车工业走节能环保发展道路,降低汽车排放污染、摆脱对石油依赖,保障国家能源安全、培育后金融危机时代新经济增长点和新型产业共同决定了发展新能源汽车的必要性和意义。
我国新能源汽车技术的发展历史可追溯到上世纪90年代初。2001年,我国启动了“863”计划电动汽车重大专项,涉及的电动汽车包括3类:纯电动、混合动力和燃料电池汽车,并以这3类电动汽车为“三纵”,多能源动力总成控制、驱动电机、动力蓄电池为“三横”,建立“三纵三横”的开局。基本跟上了全球的步伐,大体与世界站在同一“起跑线”。
目前,我国已具备发展新能源汽车的产业基础。经过多年的开发,新能源汽车研发能力由弱变强,3类新能源汽车分别完成了功能样车、性能样车和产品样车试制。在新能源汽车用动力蓄电池、驱动电机、燃料电池发动机等关键零部件技术、电子控制技术和系统集成技术上取得了较大进展,已初步形成新能源汽车关键零部件配套产业链。
同时,国家和地方两层面的政策共同促进新能源汽车发展;主要整车企业也逐步重视电动汽车的发展,不断加快电动汽车研制开发,将电动汽车纳入企业产品规划,积极着手进行产业化布局和能力建设;相关产品标准、法规、管理体系已初步建立,为产业化奠定了基础;公众对新能源汽车的认知度也显著提升。这使得我国具备了相对好的新能源汽车政策环境。
2.汽车节能技术
2.1汽车混合动力技术
汽车混合动力技术是当前汽车新能源与节能技术中发展较为成熟的一项技术,也是人们较为熟悉的技术。在汽车混合动力技术方面,丰田作为先行者凭借混合动力的环保理念取得了极好的成级。目前所采用的汽车混合动力技术,有汽油机与电动机混合、柴油机与电动机混合两种。实际上,混合动力技术主要是应用电动机和发动机相配合,以获得加速成和爬坡等工况下所需要的爆发力,而在汽车高速巡航状态时,则减少发动机出力,从而减少发动机的油耗。此外,混合动力技术还有能量回收技术的应用,在汽车制动情况下,可以将制动所产生的热量进行转变,提供给电动机作为能量。通常情况下,混合动力汽车可以选择单独使用电动机驱动。从电机输出功率在整个混合动力系统功率中所占的比重来看,可分为混合动力系统、轻混合动力系统、中混合动力系统、完全混合动力系统。第一种混合动力系统所采用的混合动力,是在内燃机上增加启动电机的方是所获取的,所采用的启动电机是发电启动一体式电动机,以此为基础控制发动机启动和停止。轻混合动力系统则采用集成启动电机,这一第汽车减速成和制动时,能够吸收部分能量,而在汽车行驶过程中发动机则等速运转。中混合动力系统采用高电压电机,当汽车在加入或大负荷状态时,电机辅助驱动以补充发动机自身功率的不足。完全混合动力系统采用高压启动电机,其混合程度可达50%以上,是当前混合动力技术发展的主要方向。
2.2蓝驱技术
蓝驱技术是在原发动机和车型基础上进行优化,以降低汽车燃油消耗的节能技术。相较于普通车型,应用蓝驱技术的车型调整了变速箱3 挡到5 挡的传动比,使汽车在高速成巡航状态下能够更省油。同巅,蓝驱技术还从空气动力学原理出发,对车身设计进行了优化,如底盘高度、风阻系数、胎压、滚动阻力等。
2.3汽车压燃技术
目前汽车所采用的往复式内燃机,所采用的燃料主要为汽油和柴油,汽油采用火花塞点火,柴油采用活塞压燃方式点火,点火方式的不同使得紫油机压缩比比汽油机更高,燃油效率相对较高,但汽油机所采用的火花塞点火方式,使其发动机工作震动小,噪音小。汽车压燃技术则是将两种技术进行融合所产生的新技术,采用汽车压燃技术的发动机,其技术结构相较于普通发动机更为复杂,其压缩比更高,燃料能在同一时间燃烧,从而提高了燃油使用率,同时由于采用了稀薄的混合气压缩点燃, 能有直接通过调节喷油量来调节扭矩而不用节气门。此外,由于采用压燃技术,发动机燃烧温度极低,能有效减少辐射热传递,且燃烧周期短,其燃烧过程更多是化学反应,在目前污车节能技术中发展相对成熟。
新能源汽车发展建议
3.新能源汽车技术发展所遇问题的建议
3.1 继续加强对传统汽车产品的开发、改进工作
我国在传统汽车,特别是关键零部件总成方面的开发、制造等方面还远落后于欧美日等汽车强国。新能源汽车主要是对传统汽车的动力系统进行更新改进,传统汽车搞不好,将来新能源汽车产品也会落后于汽车发达国家。因此,中国汽车工业还需继续加强对传统汽车产品的开发、改进工作,真正理解汽车的理念。应实行推广新能源汽车和改造传统汽车产品“两手抓”的政策,共同促进我国汽车工业的进步。
3.2 鼓励并加强国内自主研发、自主创新,掌握核心技术
发展新能源汽车产业,投资巨大且短期内难以收到回报,单个企业难以承受沉重负担,需要国家的支持。面对发展新能源汽车的巨大投入以及未来的不确定性,政府要起到主导作用,贯彻产、学、研联合攻关的方针,通过整合国内科技、资金和人力资源,集中有限的资金和科研人员,利益共享、风险共担,直接投入资金鼓励研发新能源汽车关键的零部件、动力总成,如电池、电动机等,形成标准化和产业化[1-3]。一定要在汽车节能、环保技术上面取得突破,掌握核心技术,避免步传统汽车发展被动老路:引进-落后-再引进-再落后。
同时,要加大知识产权保护力度,在坚持自主创新的前提下,鼓励企业到海外注册专利和购买专利,增强产品的技术创新和竞争力。政府还应重视新能源汽车基础科研投入,因为基础科研能力强的国家,即使起步晚,发展也可能后来居上。
4.结语
发展新能源汽车对于我国汽车工业来说是千载难逢的机遇,让我国汽车工业可通过对全新领域的探索,跨越传统汽车领域技术壁垒,而与世界汽车强国站在同一起跑线上。应充分调动社会各方面的力量,发挥政策和市场的双重推动作用,优化新能源汽车产业技术和产业化资源配置,从而促进新能源汽车技术水平和产业化发展水平的提高,朝新能源汽车强国迈进。
【参考文献】
[1]史永基,高雅利,王宇炎.新能源汽车节能减排技术研究进展[J].传感器世界,2011(07).
本文通过对机械工业中新能源与节能技术发展现状的分析,对机械新能源与节能技术的应用情况进行了探讨。
关键词:
机械;新能源;节能技术
0前言
对于机械工业来说,要想进一步的提升自身经济效益,增强综合实力,必须进行新能源的开发与利用以及采取相应的节能工艺与技术。现阶段,随着经济全球化进程的不断推进,机械工业的竞争压力越来越大,能源的消耗方面更是遇到了发展的瓶颈。集中体现在:人工费用所占成本比例相对较大;原料成本持续增加;能源投入数额较大;环保投入也持续升高等方面,使得机械企业在成本控制方面捉襟见肘。只有通过加快新能源的研发速度,推广使用节能工艺与技术,全面梳理现阶段能源消耗与节能中所出现的问题,才可以显著地降低能源消耗提升企业效益。
1机械工业中新能源与节能技术的发展现状
现阶段我国逐步的将新能源推向产业化发展的道路,尤其是在机械工业方面,新能源与节能技术的应用与发展已有了不少的成果。如今,我国已对新能源的节能技术的研发形成了完整的理论,为进一步的开发和应用提供了基础和保障。而在新能源和节能技术的实际研发中,一些产品已被应用到机械工业中,并可以满足相关的要求。而有一些新能源节能技术产品开始走向产业化的道路,其生产规模正逐步扩大。其中最具代表性的就是新能源汽车的工业化生产。不过,在新能源和节能技术的发展与应用过程中,依然有不少的问题存在。首先,相对于发达国家来说,国内关于新能源与节能技术的研发要晚一些,政府在这方面的资金投入相对要少,而企业的资金投入更是不多。现今,关于新能源和节能技术,很多都处于试验时期,即便有些企业逐步的增加了研发的资金,也取得了一定的成果,但整体上来说,还和国际先进水平存在着不少的差距。其次,在应用新能源和节能技术的机械中,很多核心部件不具备产业化生产的技术与条件,需进一步的加强。第三,我国对于新能源和节能技术相关的机械产品政策扶持力度不足。从环保的层面上来说,采用新能源与节能技术的产品,政府应加大扶持力度,给予相应的优惠和补贴政策。最后,我国没有统一的关于新能源和节能技术规范与标准。要想机械工业逐步的应用新能源和节能技术,应当建立并完善相应的标准与规范,以达到促进机械新能源和节能技术发展的目的。
2机械新能源与节能技术的应用
2.1LNG机械的应用
天然气是一种非常清洁的能源,在使用过程中包含两种类型:压缩天然气(CNG)和液化天然气(LNG)。CNG是通过加压的方式,让其以气体状态的情况下储存到相应的装置里,和我们通常使用的管道天然气组成一致。而LNG则是将天然气在非常低的温度下进行冷凝等处理,让其处于这种低温(一般在162℃左右)环境中逐渐的被液化,从而产生了液化天然气。因为此状态下天然气的密度要大得多,因此LNG机械相应的具有更长的工作周期,也使其在机械工业中的应用前景更大LNG机械大部分应用于汽车发动机的工业生产中,其采取特定的设备将LNG液化,然后将气化天然气的压力进行调节以后将其输入发动机,进而完成动力输出操作。通过采用这种新能源与节能技术,新能源的消费成本可降低30%以上。不过,LNG机械依然有着多种问题存在。第一,用于汽车发动机的LNG机械和以柴油为动力的机械比较,其性能依然有所差异。尤其是在动力调节方面,相对的存在一定滞后性,无法完美地适应负荷的随时改变。第二,无法实现密闭的作业。因为LNG所储存的装置其内部会存在非常高的压力,而如果其内部的压力超出一定值以后,就会自动的将天然气释放出去,以确保天然气储存装置的安全性。但是,在密闭的空间内,天然气就无法实现释放。最后,在LNG机械加注天然气的过程中,要依靠专业的设备完成,而实际的使用过程中,就会产生一定的限制,极大地阻碍了LNG机械的应用与发展。但是,和一般的柴油为动力的机械相比较,LNG机械是具有非常显著的环保效益,其可明显的降低二氧化碳、二氧化硫以及一氧化碳等污染气体的排放量,在改善大气环境方面意义非凡。
2.2电驱动机械
很多大型的工程机械,逐步开始使用大功率的电驱动马达以代替传统的发动机驱动。而相应的电驱动马达所需的动力来源为电网的电能,与电动机所连接的控制器和变频器之间可以实现数据的传输与交换,从而实现按照外界载荷情况而实时的变频,达到调整电动机功率的目的。通过这样的节能技术,可有效地降低能源的消耗,同时还具有较小的噪音污染、较小的污染物排放等特点。在节约成本的基础上,又达到了环境保护的目的。
2.3混合动力机械
机械工业中汽车行业对于混合动力的使用已逐渐的成熟,并为混合动力机械的发展提供了极其广阔的空间。现阶段,机械工业中经常使用的混合动力能够分成三种,分别是油电混合动力形式、油液混合动力形式以及由电液混合动力形式。在油电混合动力机械中,加入电动力,可以较相同能力的机械减少很大的功率,也实现了能源消耗的减少。相同情况下,采用混合动力可较单一柴油动力机械降低20%左右的能源消耗量,同时可减少20%左右的污染物排放量。
3结语
新能源与节能技术在机械工业中的应用,可有效地减少能源的消耗量,定会给机械工业带来良好的发展机遇,同时也是未来机械工业的发展要求和方向。
作者:龙腾 单位:邵阳学院
参考文献:
1.1产品设计
任何产品都离不开材料,也就是常说的能源。产品在能源中涉及的范围比较广,比如矿物质能源、木材等生物能源、石油及其衍生物。在电气化发展的今天,电能也是产品设计中不可缺少的重要部分。而随着新兴社会的发展,产品设计的开发更趋于节约,新能源的利用是社会发展的必然趋势。作为社会生产力的引导者,工业设计更应当率先迈入这一方向。目前,我国在关键核心技术方面依然受限,所拥有的自主品牌的节能产品和技术并不多,在很大程度上还是依赖进口。为了促进节能技术、产品的推广和应用,推动节能技术的发展,有关部门了三批《国家重点节能技术推广目录》,在电力、煤炭、交通、机械和钢铁等11个行业中,筛选并推广了115项重大节能技术,同时,还实施了“节能产品惠民工程”,对购买节能灯、节能家电、高效电机和节能汽车等节能产品的消费者给予财政补贴。从当前的社会发展和人们的生活状态中可以看出,低能耗家电是工业设计产品未来发展的主要方向,但是,还要考虑产品的可回收性及其回收后的利用性。每年都有不少产品垃圾被处理,如果在产品设计过程中考虑到这些东西的回收再利用问题,并且实现其回收利用,那么,将会节省大量的能源和资源。另外,工业设计是走在科技和时尚前沿的设计学科,对于设计的产品,要尽可能地使它既符合人们的消费和审美标准,同时,还要不断创新,使其符合未来的发展趋势。在节能方面,不仅仅要节约能源,还要使用新材料,在生产过程中就做到节能环保,这也包含前面提到的可回收利用的新材料。另外,工业生产往往会引发一种趋势,所以说,工业设计在新型材料的推广方面起着至关重要的作用。相关从业人员必须要充分发挥科技创新和工业化产品的创新设计对节能技术的引领、支撑作用,不断提高能源的利用效率,加大新能源、新材料等节能技术和产品研发的推广和应用力度,在提升节能效果的同时,把节能环保型新兴产业培育成新的经济增长点。
1.2交通工具设计
提到交通工具,大家就会想到汽车,与之相关的能源就是汽油,尽管目前我国也在加大国内的石油开采力度,但是,石油属于不可再生能源,因此,对以汽油为主要燃料的汽车来说,这无疑是一大制约其发展的因素。在中国进口的原油中,2.9%来自东南亚和澳大利亚,7.1%来自南美,9.7%来自俄罗斯和哈萨克斯坦,30.2%来自非洲,50.1%来自中东,而80%的进口石油需要路过印度洋,这时,中国就要看印度的脸色。在高耗能经济增长方式和粗放式的发展模式下,中国的环境问题日益显现。据调查,我国60%~70%的在用机动车都属于高污染、高能耗排放,每年所消耗的燃油、机油总量占我国成品油年产量的1/2以上,给环境造成了很大的污染。因此,开发新型燃料的汽车,并设计非机动交通工具,具有十分重要的发展意义。从目前的能源消费情况来看,未来,非机动车将会占据主流市场,但是,也不排除机动车辆占据主流的可能性。现阶段,非机动交通工具是交通工具设计专业研究的一大方向。现有的非机动车一般都是以电能为主,太阳能和风能作为辅助动力,所以,对风能、太阳能和生物能等绿色能源的研究是很有必要的。除了使用绿色能源节能外,在汽车设计中,造型也是有一定节能作用的,比如车身轻量化,车身多使用轻便化的新型材料,整个车的设计向简约风格发展。例如,俄罗斯设计师的作品VESNA,其车身是天然树脂构成的,由高能永久磁铁提供能量的异步发动机驱动;苹果太阳能与电能混合动力车IMove。由此可见,汽车工业已经成为了我国的支柱产业,但是,节能、环保等问题也是制约其快速发展的重要因素之一,这些问题受到了社会各界的高度关注,所以,汽车节能减排工作任重而道远。
2结束语
关键词:汽车新能源;汽车节能;节能技术
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2016.13.054
1 我国新能源汽车的发展现状
随着我国经济不断的发展进步,汽车行业也得到了大力发展,成为人们日常出行中的重要交通工具,但同时也增大了能源的损耗,油品燃烧所产生的废气被直接排放到空气中,增大了空气污染的速度。采用新能源代替油品消耗,能够节省大量的石油资源,同时在汽车的尾气排放治理中也取得了理想的成绩。因此新能源汽车应用得到了高度重视,各大汽车生产企业在对产品进行设计时,也会重点考虑在使用中新能源是否能够得到充分的燃烧,为汽车行驶提供动能。其中应用最广泛的是压缩混合气体,配合汽油使用后能够为汽车行驶提供充足的能量,同时也减少了汽油的损耗量,混合气体在压力作用下进入到燃烧装置中,被点燃后所释放出的能量可供汽车行驶运行,并且这样的环境下所进行的动力传输形式更合理,不会造成使用隐患问题。检测汽车排放尾气中的成分,可以发现仅仅有少部分氮氧化合物,排放量在环保部门规定的标准范围内。新能源汽车是采用混合能源供应形势来实现动能转换的,由国外传入到我国,今年来发展迅速,已经能够实现自主研究,在国内大型汽车生产厂家都得到了很好的应用。由于汽车的供能形式发生转变,在燃烧技术上自然也有明显的变化,充分运用HCCI模式,能够在基层中形成稳定的传输体系,在燃烧气体被传输前,就已经进行了压缩,提升混合气体的浓度,这样在启动的瞬间动力能够达到甚至超过单一油品功能标准,内燃机中的传输流程有所增加,但燃烧以及动能传输的时间却并没有增加,这是新能源汽车中独有的优势。
2 新能源汽车的节能技术应用
2.1 混合动力汽车
电能作为新型清洁能源在汽车设计生产环节得到了大力应用,处于清洁自然能源,混合动力是新能源汽车中常见的能源供应形式。通常情况下是将多种能源混合应用,汽油、天然气以及电能。这样的功能形式下将汽车不同区域的能源需求详细区分,虽然是混合动力,但燃料仍然是独立存储的,同时功能达到汽车的形式能量需求,在这样的供能形式下汽车得到了稳定的动力,能够满足各类行驶需求。燃烧油品不但行驶成本增大,同时也会造成排放尾气中污染物质含量超标。新能源汽车行驶中只燃烧少量油品,结合电能共同使用,这样在总的能量输出上是不会发生变化的,同时也节省了大量的石油资源。电能存储需要蓄电池的参与,设计阶段对蓄电池的使用年限进行了严格的检验,避免汽车更换的废品造成环境污染。汽车驾驶人员可以自由的切换供能形式,在电能与油品方面,人群基数较大的市区内应用电能,这样就不会排放出尾气,在路面状况比较复杂的野外区域应用汽油供能形式,能够节省行驶时间。
2.2 电动汽车
风力发电以及太阳能发电技术逐渐的完善,使得电能成为新能源汽车设计阶段首要考虑的,电能汽车产品也逐渐增多。以电能为消耗能源来实现汽车行驶供能需要对车载蓄电池进行设计,尽量在满足蓄电需求的前提下减小体积,这样汽车的外观设计也有更大的发展空间。在系统内部电能被转换成为动能,带动发动机设备运转,汽车达到了行驶的能源供应标准,进而驱动行驶。随着新能源汽车生产以及使用数量不断的增大,城市内也建立了大量的充电站,可以为汽车的蓄电池补充电能。电动汽车可以做到零污染零排放,这一点是柴油以及汽油汽车所不能实现的,所补充的电能也由清洁环保的方法所生产出来,符合能源可持续发展理念。目前的设计生产技术能够达到合理的充电间隔时间,并且动能也完全能够达到行驶需求标准。不过电能汽车也存在一些需要改进的缺点,蓄电池部分的体积大重量大都会影响到汽车行驶速率,并且蓄电池的使用寿命是有限的,反复充电一段时间后,需要更换新的电池装置,增大了使用阶段的成本投入,相信在未来的技术发展中上述问题都能够得到更合理的解决。
2.3 燃料电池汽车
燃料电池是通过气体燃烧反应来为汽车行驶提供能量的,与传统的功能形式不同,在使用阶段会将预存的氢气与空气中的氧气相互结合。这两种气体混合后得到的气体具有可燃性,被点燃后所释放出的能源补充给电池,使电能永远更持续长久的能量,解决运行使用解读所遇到的不合理问题。这种功能方式中所产生的尾气排放仅仅是水分,并不会产生污染物质,符合汽车节能设计理念。采用该种供能模式的汽车需要安装蓄电池,氢气存储装置,运行使用的成本较低,但这些基础设施的安全所占有的体积比较大,限制了对汽车外形的美观设计,该技术目前正在全面研究中,仅仅在小范围内投入使用,完全研究成功后,必然能够代替传统功能模式,成为新能源汽车的未来发展方向。
3 新能源汽车技术发展中的建议
面对新能源汽车对我国发展带来的好处,政府需要在新能源汽车的发展道路中起到主导作用,通过宏观调控来整合国内有限的资源,从而高效的发展我国新能源技术。从新能源汽车节能方面进行突破,避免在传统汽车发展过程中所走过的弯路。同时在我国自主研发的基础上,鼓励国外投资者对国内的汽车企业进行投资,增强与国际一流新能源汽车厂商的技术交流,提升世界影响力。
4 结语
新能源汽车的研发对我国的汽车工业发展来说是一个非常好的机会。通过大力发展新能源汽车,可以大幅度缩小我国汽车行业与世界汽车行业之间的差距。随着国家政策对新能源汽车的支持不断加大,我们应积极响应,通过自主研发与整合资源,切实促进我国新能源汽车健康、快速的发展。
参考文献:
[1]刘鹏,孟宪臣.浅谈未来新能源汽车的技术发展趋势[J].科技创新与应用,2015(12).
关键词:汽车新能源;汽车节能;节能技术
1我国新能源汽车的发展现状
随着我国经济不断的发展进步,汽车行业也得到了大力发展,成为人们日常出行中的重要交通工具,但同时也增大了能源的损耗,油品燃烧所产生的废气被直接排放到空气中,增大了空气污染的速度。采用新能源代替油品消耗,能够节省大量的石油资源,同时在汽车的尾气排放治理中也取得了理想的成绩。因此新能源汽车应用得到了高度重视,各大汽车生产企业在对产品进行设计时,也会重点考虑在使用中新能源是否能够得到充分的燃烧,为汽车行驶提供动能。其中应用最广泛的是压缩混合气体,配合汽油使用后能够为汽车行驶提供充足的能量,同时也减少了汽油的损耗量,混合气体在压力作用下进入到燃烧装置中,被点燃后所释放出的能量可供汽车行驶运行,并且这样的环境下所进行的动力传输形式更合理,不会造成使用隐患问题。检测汽车排放尾气中的成分,可以发现仅仅有少部分氮氧化合物,排放量在环保部门规定的标准范围内。新能源汽车是采用混合能源供应形势来实现动能转换的,由国外传入到我国,今年来发展迅速,已经能够实现自主研究,在国内大型汽车生产厂家都得到了很好的应用。由于汽车的供能形式发生转变,在燃烧技术上自然也有明显的变化,充分运用HCCI模式,能够在基层中形成稳定的传输体系,在燃烧气体被传输前,就已经进行了压缩,提升混合气体的浓度,这样在启动的瞬间动力能够达到甚至超过单一油品功能标准,内燃机中的传输流程有所增加,但燃烧以及动能传输的时间却并没有增加,这是新能源汽车中独有的优势。
2新能源汽车的节能技术应用
2.1混合动力汽车
电能作为新型清洁能源在汽车设计生产环节得到了大力应用,处于清洁自然能源,混合动力是新能源汽车中常见的能源供应形式。通常情况下是将多种能源混合应用,汽油、天然气以及电能。这样的功能形式下将汽车不同区域的能源需求详细区分,虽然是混合动力,但燃料仍然是独立存储的,同时功能达到汽车的形式能量需求,在这样的供能形式下汽车得到了稳定的动力,能够满足各类行驶需求。燃烧油品不但行驶成本增大,同时也会造成排放尾气中污染物质含量超标。新能源汽车行驶中只燃烧少量油品,结合电能共同使用,这样在总的能量输出上是不会发生变化的,同时也节省了大量的石油资源。电能存储需要蓄电池的参与,设计阶段对蓄电池的使用年限进行了严格的检验,避免汽车更换的废品造成环境污染。汽车驾驶人员可以自由的切换供能形式,在电能与油品方面,人群基数较大的市区内应用电能,这样就不会排放出尾气,在路面状况比较复杂的野外区域应用汽油供能形式,能够节省行驶时间。
2.2电动汽车
风力发电以及太阳能发电技术逐渐的完善,使得电能成为新能源汽车设计阶段首要考虑的,电能汽车产品也逐渐增多。以电能为消耗能源来实现汽车行驶供能需要对车载蓄电池进行设计,尽量在满足蓄电需求的前提下减小体积,这样汽车的外观设计也有更大的发展空间。在系统内部电能被转换成为动能,带动发动机设备运转,汽车达到了行驶的能源供应标准,进而驱动行驶。随着新能源汽车生产以及使用数量不断的增大,城市内也建立了大量的充电站,可以为汽车的蓄电池补充电能。电动汽车可以做到零污染零排放,这一点是柴油以及汽油汽车所不能实现的,所补充的电能也由清洁环保的方法所生产出来,符合能源可持续发展理念。目前的设计生产技术能够达到合理的充电间隔时间,并且动能也完全能够达到行驶需求标准。不过电能汽车也存在一些需要改进的缺点,蓄电池部分的体积大重量大都会影响到汽车行驶速率,并且蓄电池的使用寿命是有限的,反复充电一段时间后,需要更换新的电池装置,增大了使用阶段的成本投入,相信在未来的技术发展中上述问题都能够得到更合理的解决。
2.3燃料电池汽车
燃料电池是通过气体燃烧反应来为汽车行驶提供能量的,与传统的功能形式不同,在使用阶段会将预存的氢气与空气中的氧气相互结合。这两种气体混合后得到的气体具有可燃性,被点燃后所释放出的能源补充给电池,使电能永远更持续长久的能量,解决运行使用解读所遇到的不合理问题。这种功能方式中所产生的尾气排放仅仅是水分,并不会产生污染物质,符合汽车节能设计理念。采用该种供能模式的汽车需要安装蓄电池,氢气存储装置,运行使用的成本较低,但这些基础设施的安全所占有的体积比较大,限制了对汽车外形的美观设计,该技术目前正在全面研究中,仅仅在小范围内投入使用,完全研究成功后,必然能够代替传统功能模式,成为新能源汽车的未来发展方向。
3新能源汽车技术发展中的建议
面对新能源汽车对我国发展带来的好处,政府需要在新能源汽车的发展道路中起到主导作用,通过宏观调控来整合国内有限的资源,从而高效的发展我国新能源技术。从新能源汽车节能方面进行突破,避免在传统汽车发展过程中所走过的弯路。同时在我国自主研发的基础上,鼓励国外投资者对国内的汽车企业进行投资,增强与国际一流新能源汽车厂商的技术交流,提升世界影响力。
4结语
新能源汽车的研发对我国的汽车工业发展来说是一个非常好的机会。通过大力发展新能源汽车,可以大幅度缩小我国汽车行业与世界汽车行业之间的差距。随着国家政策对新能源汽车的支持不断加大,我们应积极响应,通过自主研发与整合资源,切实促进我国新能源汽车健康、快速的发展。
作者:范志强 杜 闯 董天宇 单位:沈阳理工大学汽车与交通学院
参考文献:
一、美国:以新能源产业为核心加强实体经济的发展
上个世纪后半期,美国经济的持续发展,得益于电子、信息、生物、新材料等一系列新兴技术的应用。新能源技术与电子、信息等新兴技术同时开始萌芽,并得到较快的发展。但是,新能源技术应用成本较高,与传统化石能源相比不具备经济性。新能源技术在上个世纪并没有得到广泛地应用。国际金融危机之后,必须寻找一个新的产业作为拉动实体经济发展的领头羊。新能源产业成为美国的首选。
为了促进新能源产业的发展,2009年2月15日,美国总统奥巴马签署总额为7870亿美元的《美国复苏与再投资法案》,其中新能源为重点发展产业,主要包括发展高效电池、智能电网、碳捕获和碳储存、可再生能源如风能、太阳能等。其要点是在3年内让美国再生能源产量倍增,足以供应全美600万户用电,这是过去计划在30年内才能达到的目标。
新能源产业的崛起将引起电力、IT、建筑业、汽车业、新材料行业、通讯行业等多个产业的重大变革和深度裂变,并催生出一系列新兴产业。新能源产业对其他产业发展的直接拉动表现为多个方面:一是拉动新能源上游产业如风机制造,光伏组件,多晶硅深加工等一系列加工制造业和资源加工业的发展;二是促进智能电网,电动汽车等一系列输送与用能产品的开发和发展;三是促进节能建筑和带有光伏发电建筑的发展。这不仅填补美国实体经济的空缺,使美国由消费社会转变为生产、消费并重的社会,而且可增加国内就业,降低污染排放物。尽管新能源技术已经比较成熟,但是,从目前来看,新能源与传统的化石能源相比,成本仍然过高,发展新能源产业需要政府的大力扶持。为此,美国从国内和国际两个方面采取了措施促进新能源产业的发展:
(一)在国际上,对减排温室气体的态度由消极转为积极
新能源产业的发展需要替代传统的化石能源的市场空间。在新能源产业尚不具备成本竞争优势的条件下,要想把它作为带头产业,唯一的办法是制定更加严格的全球温室气体排放和环境保护规则,提高化石能源的外部成本。美国大力推进新能源产业发展之前,以影响经济发展为由,拒绝在京都议定书上签字。然而,美国总统奥巴马上台后,一改过去布什政府的能源政策,在新能源、环保政策方面较为高调。表示将在未来10年投入1500亿美元资助替代能源的研究,以减少50亿吨二氧化碳的排放。他还承诺要通过新的立法,使美国温室气体排放量到2050年之前比1990年减少80%,并拿抵税额度来鼓励消费者购买节能型汽车。
现在正在考虑《京都议定书》的第二个协议,发达国家一个主要目标是要求把中国和印度等大国加进去,因为只有世界各国尤其是能源消费大国参与,新能源产业才能获得巨大的市场空间,才能凸显美国新能源技术优势,否则有可能由于能源成本的上升使美国的制造业竞争能力进一步下降。积极推进温室气体排放,也为美国新能源技术与产业发展创造国际市场。发展新能源产业不仅让美国从经济、外交、环境受益,而且能创造新的出口产业。
(二)在国内,从提高能效入手为能源产业创造市场
2009年3月26日,美国能源部推出总额为32亿美元的“节能和环保专项拨款计划”,内容是由联邦政府资助各州、市、县、托管地和原住民居住地区等实施节能和环保计划。该计划的资金分为两部分,其中27亿美元是通过“固定拨款”直接拨付给有关单位,而其余部分则通过竞标方式授予中标单位。“固定拨款”的对象大致分为3类:一是约19亿美元直接分配给县市政府;二是约7.7亿美元分配给州政府、托管地和哥伦比亚特区;三是约5400万美元分配给印地安人原住民居住地。上述资金的使用范围包括“节能改造”经费,如交通运输节能和建筑节能项目经费、可再生能源技术推广经费等。
奥巴马政府计划在未来10年,通过投入1500亿美元进行新能源开发,创造500万个新工作岗位;对电网改造投入110亿美元;对先进电池技术投入20亿美元;对住房的季节适应性改造投入50亿美元;到2015年新增100万辆油电混合动力车,并用3亿美元支持各州县采购混合动力车;保证美国风能和太阳能发电量到2012年占美国发电总量的10%,到2025年占25%。
在运用高科技手段发展节能产业的过程中,奥巴马还打算启动一项每年对100万个低收入家庭实行能源增效的计划,该计划通过对居民住房采取增加绝缘材料的方法,以增强这些住房越冬御寒的性能。与此同时,他还在考虑对那些改造低效建筑、购买高效家电的家庭提供奖励,以刺激节能产业的发展。
二、日本:继续加强节能和新能源等产业的发展
日本经济由于上个世纪90年代泡沫经济和大量制造业企业向海外转移的影响长期处于低迷之中。国际金融危机之后,日本政府吸取以前应对危机的经验,明确提出了不以增加短期需求为目标的指导原则,力求以“结构改革促经济发展”的方式,取代“通过扩大政府支持刺激经济成长”的方法。继续提出了普及、开发节能技术,加大研究清洁能源力度的目标,并给予了相当大的预算支持,进一步体现了通过解决危机促进能源结构转型、继续保持日本在节能方面优势地位的战略目标。
近期,日本一直加强实体经济的发展,日本政府有关部门初步拟定了旨在占领世界领先地位、适应21世纪世界技术创新要求的四大战略性产业领域:一是环保能源领域,包括燃料电池汽车、复合型汽车(电力、内燃两用)等新一代汽车产业,太阳能发电等新能源产业,资源再利用与废弃物处理、环保机械等环保产业;二是信息家电、宽带网、IT领域,包括与因特网相关联的数字家电(如新一代液晶显示电视等)、各种高性能的服务终端与半导体、新一代软件等电子信息产业;三是医疗、健康、生物技术领域,包括再生医疗(人体部分器官组织的再生)、新型药物等先进医疗产业,健康、美容的食品产业,生命基因信息解析等IT生物产业;四是纳米技术、纳米材料产业,主要为上述其他重点产业领域提供广泛的实际应用。
日本95%的能源供应依赖进口,近年来油价不断上涨,重重压力迫使日本极力寻求开发新能源。2004年6月,日本通产省公布了新能源产业化远景构想,计划在2030年以前,要把太阳能和风能发电等新能源技术扶植成商业产值达3万亿日元的基干产业之一,石油占能源总量的比重将由现在的50%降到40%,而新能源将上升到20%;风力、太阳能和生物质能发电的市场规模,将从2003年的4500亿日元增长到3万亿日元;燃料电池市场规模到2010年达到8万亿日元,成为日本的支柱产业。金融危机之后,日本发展新能源产业的意向进一步增加。
2009年3月2日,出台了为期3年的信息技术(IT)紧急计划,目标为官民共同增加投资3万亿日元,新增40―50万个工作岗位,侧重于促进IT技术在医疗、行政等领域的应用。2009年4月9日为配合第四次经济刺激计划推出了新增长策略,发展方向为环保型汽车、电力汽车、低碳排放、医疗与护理、文化旅游业、太阳能发电等。
三、欧盟:以“绿色经济”和“环保型经济”促进经济复苏
与美国新能源产业有相似之处,欧洲重在提高“绿色技术”的水平至全球领先地位。欧洲在今年3月决定,在2013年之前将投资1050亿欧元用于“绿色经济”的发展,为经济增长带来新动力。2008年11月23日法国总统宣布建立200亿欧元的“战略投资基金”,主要用于对能源、汽车、航空和防务等战略企业的投资与入股。荷兰的经济刺激方案中也包含对可持续能源行业的投资和支持。欧洲议会也将欧盟2009年的预算向创新与就业等方面倾斜,其中用于科研和创新方面的预算增长10%以上。欧盟委员会日前公布的新闻公告称,欧盟委员会已于日前制定了一项发展“环保型经济”的中期规划。主要内容是,欧盟将筹措总金额为1050亿欧元的款项,在2009―2013年的5年时间中,全力打造具有国际水平和全球竞争力的“绿色产业”,并以此作为欧盟产业调整及刺激经济复苏的重要支撑点,以便实现促进就业和经济增长的两大目标,为欧盟在环保经济领域长期保持世界领先地位奠定基础。
欧盟委员会计划将130亿欧元用于“绿色能源”,280亿欧元用于改善水质和提高对废弃物的处理和管理水平,另外640亿欧元将用于帮助欧盟成员国推动其他环保产业发展、鼓励相关新产品开发、提高技术创新能力并落实各项相关的环保法律和法规。欧盟新闻发言人表示,在1050亿欧元的这笔投资中,要保证欧盟用5年的时间初步形成“绿色能源”、“绿色电器”、“绿色建筑”、“绿色交通”和“绿色城市”(包括废品回收和垃圾处理)等产业的系统化和集约化结构成型,为欧盟走出国际金融危机与经济衰退后的发展提供可持续增长的动力。
欧盟计划,到2012年12月31日淘汰所有的白炽灯,用绿色环保的节能灯取而代之。德国通过了温室气体减排新法案,使风能、太阳能等可再生能源的利用比例从现在的14%增加到2020年的20%。
欧盟发展环保经济的做法促进节能型产品的生产制造和以提高能效为目的进行设备的更新换代。例如,目前欧盟要求各成员国在挽救陷入危机中的汽车业时,规定将注入汽车业的资金用于产品的更新换代上。比如,救助汽车业的资金必须用于节能型汽车的研制和生产,必须用于小排量、洁净型或混合燃料汽车或电动汽车技术的研制和产品生产。同时,政府辅以消费优惠或补贴政策,从而最终起到开发新产品、保持就业稳定,带动消费及扩大市场的总体目标。欧盟内部评估认为,对环保型经济相关的“绿色产业”每投入1欧元,至少会带来10欧元至50欧元的增加值,而这还不包括节能减排、降低环境污染和控制温室效应等所产生的社会效益。
四、启示与对策
以美国等发达国家和经济体为代表的国家正在掀起一场新的技术变革,对我国既是机遇也是挑战。在当前国际金融危机仍在蔓延的条件下,我国应注意以下几个问题:
一是加强对现有产业节能的改造。对固定资产更新改造是治理经济衰退的有效途径。由于经济低迷,民间资本投资意向不强,我国政府应通过制订一系列税收和信贷政策引导企业尤其是民营企业对生产设备进行节能技术改造,同时,要对进一步加强对节能消费品补贴,促进节能产品的市场开发和生产。
二是新能源发展要坚持以自主知识产权为主的发展模式。新能源产业处于发展初期,对经济的带动主要表现在技术收益上,在大规模产业化方面还不具备市场条件,需要政府政策的扶持。因此,我国在新能源产业发展的对策应立足于技术创新及自主知识产权的产业化方面,把我国拥有巨大的能源市场的优势用于促进我国具有知识产权的能源产业发展上面。
关键词:道路运输 节能技术
中图分类号:FS0 文献标识码:A文章编号:1007-3973 (2010) 02-123-02
自从 1993年我国成为石油净进口国以来,石油对外依存度逐年攀升,国家发改委2009年2月报告称:“2008年国内石油消费对外依存度达49.8%”。 中国已成为继美国之后的第二大石油消费国、进口国。 2009年《能源蓝皮书》认为, 2020年中国的石油对外依存度将上升至64.5%。截至2008年,我国汽车燃料消耗占石油消耗总量的40%左右。据日本新能源开发研究报告认为,以目前的开采和使用速度计算,地球上的石油储备只够世界消费40余年。节能关乎国家的能源安全,应当引起全社会的高度重视。据公安部统计数据2009年全国机动车保有量为1.86亿辆,比2008年增长9.83%。北京市机动车2009年底突破400万大关,每天新增1900余辆。随着机动车数量的迅猛增长,道路运输节能已经是一项极为紧迫的任务。目前我国从汽车燃油经济性和运输节能等方面均拥有相当大的节能空间,下面仅从技术的角度分别从车辆、运输和人员三方面论述相应的节能措施。
1汽车节能技术措施
在道路交通众多节能措施当中汽车节能最为重要,节能空间也最大。我国的汽车燃油经济性与国外相比差距较大,机动车每百公里平均油耗比欧洲高25%,比日本高20%,比美国高10%。因此我国道路运输行业尚存在较大的技术节能空间,到2020年中国机动车燃料经济性水平提高50%左右从技术上来说是完全可行的。
1.1直喷稀燃技术
直喷稀燃是直接把汽油喷入气缸燃烧室不经过进气歧管,不需节气门, 没有节流损失; 利用进气道与活塞弯曲顶面形成的空气流动,使缸内混合气分层,保证点火瞬间在火花塞周围形成易于着火的浓混合气,而燃烧室其余区域为稀混合气。 稀燃的空燃比最高可达65:1,有效地提高了燃烧效率。
1.2可变排量技术
可变排量是根据负荷的变化改变发动机的排量,便可降低泵气损失,确保空燃比一定,提高燃油的经济性。
1.3改进燃烧方式
均匀充量压缩燃烧是综合了传统的压燃式和点火式发动机优点的全新燃烧方法,即利用了低负荷下均匀充量压缩燃烧的优点和高负荷下火花点燃式燃烧的优点。可以同时实现排放和燃料消耗的降低。另外还有汽油机分层燃烧等新的燃烧方式的应用,均可实现低碳和燃烧效率水平的提高。
1.4采用节能结构
减轻汽车自身重量是汽车降低燃油消耗的最有效措施之一。车重减轻10%, 可降低燃油消耗量8%。开发和应用铝合金、镁合金、高强度钢、车用塑料等高强度轻质材料大大减轻车体的自重。另外减少行使阻力,采用子午线轮胎、流线形车身等 ,提高汽车的传动效率,采用高效率的变速箱,自动变速器可以选择最经济的档位,使发动机工作在最低油耗的工况区域,均可提高燃油经济性。开发、使用储能系统,吸收汽车制动能, 并通过储能系统吸收和释放能使发动机在最佳经济区域内工作,也可降低燃油消耗。采用新型高效空调,提高匹配技术, 保障车辆最佳技术性能与使用环境相适应。如长期在高速公路行驶的车辆提高其经济车速等。
1.5发展柴油轿车
柴油车的燃烧效率要高于汽油车,一辆2t 重的轿车,柴油车的燃烧效率要比汽油车高20 %。开展柴油机电控技术的研发,不断完善柴油车的减排技术。随着我国私人拥有轿车的不断增加,从节约能源角度出发,应适当发展柴油轿车。
1.6开发替代能源
在传统能源不能满足经济发展的情况下,寻找替代能源,发展新能源和可再生能源就成了必然选择。发展节能环保汽车和新能源汽车,就成为汽车业新的方向。目前世界各国研究的发动机新燃料主要有: 醇类燃料、二甲基醚、天燃气、植物油、生物柴油等。据2009年11月的新闻调查电视节目介绍巴西目前甘蔗提炼的乙醇燃料替代汽油燃料达50%,巴西为此研究种植甘蔗28年。我国专家认为甜高粱与甘蔗拥有相同的含糖量,并可以在我国西部盐碱地种植,甜高粱可以通过技术提炼转化为乙醇燃料,比较适合我国的国情。在开发新能源方面美国300多所大学投入研发海藻转化为生物质能源。人类利用生物质能源已是未来能源的发展趋势。我国东北三省、河南、安徽等省为试点进行乙醇汽油推广使用,燃料/汽油双燃料发动机也在汽车上投入使用。
2道路运输节能措施
2.1改善道路运输条件
大力改善道路运输条件,尽可能降低无效消耗。改善公路运输条件包括提高公路等级,提高路面铺装率,改进交通信号,建立单行线网络,拓宽交叉路口,平交路口改立交路口,高速公路监控,尽可能减少堵车,缩短车辆在路上的等待时间等等,可以降低车辆运营过程中的能源消耗。
2.2开发智能运输、优化交通结构
有效地管理货车运输和行驶, 合理安排行程, 减少空车行驶。车辆平均吨位每提高1 吨,车辆的单耗就可降低6%; 拖挂车运输比单车运输平均降低油耗30% 左右;车辆的里程利用率提高1% 可使汽车油耗降低3% 。因此,提高汽车使用水平,将是道路运输节能的一个重大突破口。
不同客运方式之间的能源单耗水平相差很大,其能耗比分别为铁路∶公共汽车∶汽车=1∶3∶20,因此优化交通结构发展公共交通是节约能源消费的重要途径。大力发展轨道交通、公共交通和快速公共交通系统, 积极开发智能交通系统,有效的增加道路容量或提高交通流量。可达到减少交通用油,降低油耗的目标。
2.3合理配置车型
开发节油型汽车,加快淘汰油耗较高的老车型; 提高柴油发动机比例; 轿车以发展经济实用型为主, 限制高档豪华车的生产; 提高汽、柴油和油的质量, 并有计划、有重点地发展适合我国国情的替代燃料和混合动力等节油型汽车,开展电动汽车的研发工作。在政策方面应促进汽车厂家生产高燃效汽车, 实现燃料经济性水平的提高, 另一方面采用经济手段指导消费者购买节油型汽车。
3驾驶节能措施
研究表明,不同操作水平的驾驶员驾驶车辆油耗相差达7%~25%,提高驾驶员的节能操作水平可以有效降低燃油消耗。良好的驾驶习惯经验如下:
3.1冷启动
冷起动时应注意发动机的温度,特别在冬季低温环境发动机油粘度增高,运转阻力加大,蓄电池供电能力受到影响,起动转矩降低,燃油气混合质量变差,难以形成可燃混合气,致使起动困难,从而增加油耗。故发动机启动后要怠速运转一段时间,待发动机水温达到40℃时,才能平稳起步。
3.2均匀驾驶
均匀驾驶不必要的加速、减速和停车都将增加油耗。平稳加速避免起步和停车过快。起步过快使发动机超载,要比正常驾驶多耗费60%的燃料。道路条件允许时应在经济速度下行驶。
3.3经常检查轮胎气压
轮胎充气不足会增加油耗。当轮胎气压比厂家规定的压力低4.9Pa时,大约增加2%的燃油消耗。
3.4合理制动
汽车行驶中保证安全的前提下,使用耗油较少的制动方法,尽量不使用紧急制动。对于预见性情况,可利用惯性前行,利用行驶阻力降低车速,达到停车位置时,轻踩制动平稳停车。
3.5安全滑行
安全滑行是汽车在行驶中保证安全的前提下利用惯性行驶。此时发动机只需怠速运转,不输出动力。行驶前方有障碍物,可采取以滑代刹的方法。对于长直下坡道路,一般在坡度小于5%,坡长超过100m的直坡,可采用下坡滑行,并把车速控制在30km/h。若车速太快应用点刹减速,防止越滑越快而发生事故。滑行比平路上同样车速节油9%左右。
3.6合理使用空调
合理使用空调,在低速和环境允许情况下,打开车窗代替空调可降低燃油消耗。但车速超过80km/h时,开窗行驶阻力油耗大于空调油耗,此时应使用空调。
3.7严禁长时间空转
在堵车或等人时,尽量避免发动机处于空转状态,试验证明发动机空转1分钟,其油耗相当于重新起动;空转3分钟油耗可供汽车行驶1km。
4结束语
大力推进汽车节能技术、运输节能及驾驶节能技术的推广,积极应用高新节能运输工具。鼓励发展节能环保型汽车,引导交通行业采用节能的新技术、新材料,强制淘汰高耗低效运输工具。从运输部门、汽车生产企业到驾驶员都应有节能意识,能源危机感,对交通节能负起责任。经过全社会的共同努力,使交通运输节能水平得到有效提高。
参考文献:
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基金项目:辽宁社会科学院财政科研基金一般项目(Lriskyl 2802)
低碳经济的核心在于通过新能源技术和节能减排技术的创新,低碳技术创新能够促进节能减排,减少能源浪费和降低废气排放,促进经济、社会、环境的协调发展。也就是说,技术创新是解决环境和能源问题的根本途径,也是低碳经济发展的根基所在。无论是节约能源、降低消费和排放还是开发利用可再生能源、优化能源结构,都必须以低碳技术的研发、应用和普及为基础。
目前,辽宁省正处于经济快速增长和工业化转型的关键时期,在目前国家大力推进低碳经济发展模式的背景下,对于辽宁来说,结合实际来探讨如何通过低碳科技创新来实现低碳经济发展,对于转变辽宁依赖于传统老工业基地的高碳型、粗放式的经济发展方式,建构低碳型的经济发展模式,走上新型工业化道路,实现辽宁经济又好又快、可持续的发展,以及达到建设生态省的目标,都有着重要的现实意义。
开展低碳技术创新不仅是提高能源资源使用效率、实现节能减排目标的需要,也是转变发展方式、增强产业竞争力、推进全省现代化进程的需要。辽宁低碳创新能力还不能满足辽宁产业技术升级的要求,需要通过构建区域低碳创新体系,充分发挥各创新主体的能动作用,实现辽宁低碳经济的快速发展,从而实现辽宁全面振兴的战略目标。
一、辽宁省低碳技术创新存在的问题
1、企业还未成为低碳技术创新的主体
目前来看,辽宁省低碳技术创新主要依靠政府的推动来实现,企业对于低碳技术创新投入的积极性不高,主要有几方面原因,一是因为低碳产业大多属于高技术产业,这必然会给企业的创新活动带来很大风险,并且即使能够开发成功的产品,也将面临很大的市场不确定性,也就是消费者对于节能产品的需求度不高。
2、产业结构成为低碳技术创新的瓶颈
辽宁省作为老工业基地,在产业结构上重化工业的比重较高,并且高能耗、高污染的产业大多集中在煤炭、电力、冶金、建筑等行业上。近年来,辽宁省产业结构虽得到一定程度的调整和改善,但产业结构不尽合理的状况依然存在。经济增长过多地依赖第二产业,特别是依赖工业中的重化工业,而具有低能耗特征的第三产业和高技术产业发展明显滞后,比重偏低,致使全社会能耗强度偏高。“东北现象”所造成的辽宁产业结构,需要一段时间的调整才能趋于合理,只有大力推进低碳经济的发展,才能加速辽宁产业升级的步伐。
3、低碳产品消费还存在障碍
从低碳发展角度看,传统经济模式下人们在企业的经营管理以及消费生活等方面,都是沿习高碳型的思维路径,形成了一种限制人们思维的习惯性极强的高碳排放型的理念、思维框架或思维定势,从而对以低碳为导向的创新活动构成最大的障碍。因此,要开展低碳创新,必须突破传统高碳型的理念和思维框架的束缚,以低碳理念为指导来深入转变观念和思维方式,自觉地破除人们长期以来形成的对无视生态价值的传统创新模式的依赖性的思维习惯。
4、低碳技术创新激励机制尚未形成
技术创新是发展低碳经济的核心和关键。目前,辽宁低碳技术创新能力还不能满足辽宁产业技术升级的要求,在资金、政策等方面的配套措施也不完善。近年来,尽管国家和辽宁省相继出台了一些鼓励节能和低碳技术研发的优惠政策,解决投入了一批配套资金,但还不能满足现实的需求。节能、低碳、环保技术的研发和推广仍需政府、企业和社会公众的逐渐认同和广泛参与。
二、辽宁省低碳技术创新的路径和策略
1、制定区域技术创新战略
制定低碳创新战略,把低碳追求纳入区域创新体系的功能结构之中,明确技术创新体系的目标是以经济增长为中心,追求自然生态平衡、社会生态和谐有序;第二,将低碳技术研发纳入政府科技规划和相关科技计划;第三,制定重点行业和部门的低碳发展规划,密切关注全球能源技术发展的趋势,明确能源技术的发展方向;第四,制定完善的低碳知识产权保护措施,保证低碳技术创新战略的实施,推动低碳技术的研究和应用;第五,健全激励低碳技术创新的财政、金融等优惠政策,鼓励低碳技术创新中介服务业的发展,完善激励人才创新创业的机制;第六,优化调整低碳科技创新资源配置,整合我省科技资源,构建低碳技术创新体系,促进区域经济社会协调发展。
2、调整产业机构,提升低碳产业比重
产业结构升级不仅是由外延型向内涵型经济增长方式转变的必然要求,也是实现低碳经济快速发展的有效途径。在今后的竞争中,各地域的竞争将弱化传统劳动力和资源的优势,而强化碳生产率的比较。所以,首先应明确辽宁省低碳经济下的重点产业,政府在产业扶持上应转变政策导向,由过去的基础设施建设、石化能源、房地产等领域,向生态产业、节能技术、新能源领域等给予政策倾斜。辽宁省低碳经济下的先导产业应结合原有的支柱产业和优势产业,重点发展高新技术产业、新能源产业、新材料产业、旅游文化产业。其次,逐步提升第三产业比重。产业升级表之一就是加快第三产业的发展进程,第三产业提供的主要产品是服务,而只是密集型的服务业本身就是低能耗、低排放、高效益的产业。在低碳经济中,应关注传统主导产业技术升级的同时,在战略选择上更要坚持发展高新技术产业与加快传统产业改造并举的原则,最终实现在高新技术产业的带动下,以基础产业和制造业为支撑,以服务业为先导的低碳产业结构体系。
3、建立以企业为主体的低碳创新体系
辽宁省作为装备制造业大省,制造企业数目众多,而这些企业往往都是能源消耗大户。对于企业来说,应该从企业成本控制的角度来看到低碳创新,要让企业了解到能源本身就是成本,节约了能源,就是节约了成本,就是一种效益产出。及时合理地采用节能技术,短时间内对企业是一种资金的投入,但是综合效益和长远效益会远远大于投入。节能就能减少成本,节能就是一种“低碳”,企业的决策层必须增强这种意识。
要实现节能减排,需要企业开展低碳生产。低碳生产是指对产品和产品的生产过程采用预防污染的策略来减少污染物的产生。一是在企业能耗中应增加清洁能源的比重,加大对风能、太阳能、生物质能、垃圾发电等可再生能源的应用,发展低碳和无碳能源,促进企业能源供应的多样化。二是要进行低碳工艺创新,即需要进行生产工艺的创新,在生产过程中减少能耗并将污染减少到最低程度;三是要进行低碳产品创新,即从全生命周期角度对设计、生产、销售到消费全过程都要求能预防与减少污染,包括产品更新,生产低废、少废和可回收利用产品等。再者,企业应当把低碳价值导向与市场规律有机结合起来,构建以低碳为特征的新型商业模式。
4、引导和鼓励低碳消费
低碳消费需求可以引导低碳生产的方向,从而有助于推动低碳技术创新,反过来低碳技术创新又可以进一步推动良性的低碳消费。从低碳消费层面人手,可细分为个人消费层面和政府消费层面。(1)个人消费层面。要进行低碳技术创新,必须具有广大消费者对低碳技术、低碳产品较大的市场需求,即要使广大社会公众都成为低碳消费的主体,这是发展低碳经济的市场基础。有必要在全社会广泛倡导低碳理念,宣传低碳经济的种种益处,提倡新型的低碳消费理念,推崇积极、绿色的消费意识,并通过在全社会建设学习型组织来宣传低碳文化。(2)政府消费层面。首先,政府部门率先采购使用节能减排设备和办公用品,租用节能型建筑的办公场所等。其次,调整城市交通方式。提倡发展混合燃料汽车、电动汽车、氢气动力车、生物乙醇燃料汽车、太阳能汽车等低碳排放的交通工具。再者,要改善城市建设模式。城市建筑应充分利用太阳能、选用隔热保温的建筑材料、合理设计通风和采光系统、选用节能型取暖和制冷系统,建设“零排放建筑”。在运行过程中,倡导居住空间的低碳装饰,如使用节能电器和节能灯,使用高效节能厨房系统。最后,要实现市政管理低碳化。应利用太阳能、风能等新能源照明产品作为城市主要照明设备,加快节能产品的推广。
5、制定相关经济政策,形成低碳创新的激励机制
以低能耗、低污染为基础的低碳经济,一个重要的支撑就是低碳技术,因此,发展低碳技术成为低碳经济的必然选择。在低碳技术研发层面,一方面,要大力发展节能与能效提高技术,也就是减碳技术,电力、交通、建筑、冶金、化工、石化等高能耗、高排放领域的节能减排技术,煤的清洁利用、核电等重大能源装备制造技术等。对于各种低碳技术的研究、开发需要提供充分的资金支持。除了政府财政资金的投入,还可以设立低碳基金。此外,要充分重视低碳技术的研发的同时,更要推进低碳技术的产业化,只有转化为低碳产品,才能实现低碳技术节能减排的作用。企业作为市场的主体,应该鼓励企业引进和吸收低碳技术和低碳产品,还要要鼓励企业创造符合新兴产业发展规律的商业模式。这需要在财政和税收政策上给予支持和优惠,支持低碳技术的研发,鼓励低碳技术创新,实现资源利用的减量化、再循环与再利用。另一方面,要增加对可再生能源和新能源技术方面的低碳技术研发支出,支持低碳技术创新,围绕低碳经济发展的能源技术创新包括:清洁能源、可再生能源等低碳以及无碳能源技术的开发和利用,形成稳定的财政资金投入。
【关键词】能源消耗量;制约因素;系统、总成互动匹配;新型动力技术;评价方法
【中图分类号】U461.8 【文献标识码】B
〔Abstract〕: Reducing vehicle’s energy consumption can not only minimize exhausting pollution emission and protect ecological environment, but also will improve working efficiency; analyzing the restriction factor for improving vehicles fuel economy, adopting new electronic technology[1] to optimize each systems, assemblies performance and parameter, to realize the best interactive matching; exploration using a green new dynamic and technical standard and environmental protection light material, to reduce vehicle weight, resistence, power loss and carbon emission, laying down effective and practicable energy consumption technical regulation and putting into effect.
Keywords: Energy consumption; Restriction factor; Systems and assemblies interactive matching; A new dynamic technology; Appraising method
0.序言
汽车的诞生给人类带来了前所未有的丰盛的恩典,由于考虑不周、重视不足产生了交通事故,同时给生态环境带来了污染;提高生活质量,首先要保证汽车的行驶安全性,降低营运汽车燃料消耗量[2]和温室气体排放,减少噪声和电磁干扰;降低汽车能源消耗量的方法很多,提升内燃机燃料燃烧的热效率和传动系统效能,降低空气阻力系数和轮胎滚动阻力,汽车轻量化设计和分析比功率的科学使用范围,降低检测和计量误差,优化能源结构和布局,能源消耗量限值标示,汽车燃料消耗量标准的比对分析,新型动力系统、能源的使用和再生制动能量的回收,提高道路质量和汽车的单位里程,车联网和智能交通管理,汽车导航和巡航系统的使用,降低汽车闲置、空驶率和增加利用率,智能电控系统(ECU)、电源和灯光电器的使用,提高高能电池质量比容量和寿命,节能奖惩政策,汽车环保材料的再回收利用,电子节能技术标准和科研成果的推广,主动、自觉遵守道路交通法规和科学使用等;研究、分析和设计它们对降低能源消耗技术的权值函数,制定技术法规认真实施,提高汽车安全环保性能和经济性;继承、改进提高传统的科学节能技术,研发、创新发展新的电子能耗评价理念。
1. 内燃机新技术普及利用
首先要选择能源利用率和燃烧效率高、功率输出大、污染物排放和噪声少、技术先进、制造成本低、可回收利用高的绿色环保型内燃机;天然气丰富的西北等地区宜增加采用天然气发动机,沿海、南方经济发达地区宜采用多点电喷和缸内直喷的汽油发动机和少量的外部插电式混合动力技术,中西部、东北地区易使用技术成熟、先进的汽油和柴油发动机,减少因能源、经济发展不均衡带来的能耗、污染和成本增加;每天都有新技术发明产生,常归纳总结发表和进行技术信息交流,不好高骛远、天马行空和牵强附会,不闭门造车,采用适合我国科技和技术标准发展所需的、经济承受得起的新技术产品,会少走弯路和减少技术浪费;汽油发动机采用电子可变气门正时和升程、进气歧管长度智能化、缸内燃油直喷、分层匀质压缩燃烧、电子控制节气门开度、涡轮增压和电控系统最佳点火时间控制等新技术,柴油发动机采用高压共轨燃油喷射、发动机与排气系统科学匹配、故障诊断和可变压缩比等新技术,绿色天然气发动机混合气浓度智能控制、提高压缩比、正确的点火电压和时间,热管理和科学的方法,排气系统余热的利用,不仅节能还提高了发动机升功率、减少了排放法规的排气污染物,内燃机与驱动电机智能匹配技术,减少二次能源能量转换造成的效率下降和能源浪费;新技术采纳后,通过实验室测量内燃机功率提高和碳排放,制定快速评价能耗下降的提案,如果将共性节能新科研成果和先进技术打包重视起来,当作技术法规执行并普及,会提高工作效率和减少燃料消耗量,收效和环境改善会很明显。
2.降低汽车阻力的方法
汽车阻力因素很多,如空气、轮胎滚动、坡道、加速(惯性)阻力等,应认真理论分析降低这些阻力的因子,要发明、采纳计算这些阻力的标准软件,权衡哪些是主要影响因子,采用科学方法,克服主要阻力,减少营运车辆燃料消耗量;随着智能交通(ITS)技术普及和道路质量的提高,高速公路的建设和车辆行驶速度的提高,降低空气阻力、轮胎滚动和惯性阻力显得很重要;影响空气阻力的因素很多,如车身流线型设计、降低质心高度、迎风面积和限速可减小空气阻力系数,采用扁平子午线轮胎,轮胎材料的优化和花纹科学设计等可减少滚动阻力和噪声,制定汽车、发动机、传动系、轮胎等总成的转动惯量标准,消减传动系和轮胎动平衡技术误差,汽车各系统、总成性能优化互动匹配和比功率最佳点设计,汽车功能技术参数无误,高速行驶平稳、噪声小等将减少惯性阻力;这些阻力系数下降,将减小阻力和能耗,增加行驶稳定和安全性。
3. 使用轻量化设计方法和环保材料
随着先进CAD、CAE设计软件和量子计算在汽车产业的应用及环保功能材料性能的提高,保证汽车安全性能需要各系统、总成和零部件变截面、变强度设计等,减少污染要求使用轻型环保材料,研究车辆轻量化进程、材料性能标准,精确控制车辆、轴、轮重量和分配;高性能轻型功能材料包括优质高强度钢板、铝板、铝合金、镁合金、耐热耐寒高分子材料、(碳)纤维复合材料等;汽车轻量化要使用小型备胎、高强度轻型钢化玻璃、蜂窝铝、铝合金、功能配置基本化,轻装上阵降低能源消耗量;汽车各系统、总成和零部件等技术可靠性科学设计,控制、减少零部件数量和提高功能强度,满足强度、刚度标准和技术要求,不过分装饰;考虑成本、采用可回收利用的环保材料如防锈高强度钢板、铝板、铝合金、聚酯纤维制品、无硫和无铅燃料、水性涂料、无石棉制动衬片和环保高分子材料等;研究汽车重量――车速――能耗间的函数曲线,制定车辆环保轻型材料更换方案标准和寿命成本核算机制,随着消费者对汽车安全性、舒适性、经济性和智能化要求的提高,各种配置的增加,汽车重量也一直在小幅增加,采取措施控制是降低能源消耗量和污染的不失之举。
4. 新能源和电子节能技术标准的推广
4.1 新能源汽车
新能源技术包括纯电动汽车(EV)、外接插电式混合动力汽车(PHEV)和燃料电池汽车(FCEV)等,这些产品技术质量还不十分成熟,仍需小范围、小批量示范应用;电动汽车的驱动电机和控制系统技术集成薄弱,高能电池质量比容量小、充电时间长和续驶里程短的技术瓶颈还未完全解决,大范围推广效率不高,等电安全技术、质量考核成熟和掌握无线充电技术后再推广也不迟,否则会造成技术浪费、成本增加和环境污染;随着复旦大学新型水锂电池的研发成功,电池容量增加、成本下降、安全性提高和充电时间的大幅缩短,将来获得商业化使用评价要求后,电动汽车是未来的主流车型;外接插电式混合动力汽车技术相对成熟,技术成本高,节油率满足国家标准要求,内燃机与驱动电机仍需科学一体设计和智能匹配,公共汽车等商用车可适当普及利用;燃料电池电动汽车科技含量高、价格昂贵,仍处于研发试制和测试阶段,燃料电池发动机内氢气与氧气化学反应生成电能的技术难度大,氢气储存压力高、制氢技术、气瓶材料和密封性等要求苛刻、仍有技术难点,应掌握科学安全使用的技术知识和方法,保障安全,制定新能源汽车关键技术保密和普及标准,主动、积极参与科研课题、新能源汽车公告试验、与企业合作的研发试验及强制性检测试验,通过科技服务维护机构良好信誉,为国家、集体创造可观的社会价值。
4.2 电子节能技术标准的应用
汽车电子[3]化时代的到来,汽车装配的许多系统、总成和部件等都用电子控制;如电控系统单元ECU控制的ABS、EMC、ESC、BAS、照明技术、中控门锁、启停系统、各种传感器、导航系统、巡航和故障诊断系统等,汽油机的发电机、燃油喷射、点火时间、空然比、氧传感器和气门升程等,柴油机的燃油供给系统、高压共轨系统、增压系统、排放后处理系统等,电子控制系统实现混合动力电动汽车的驱动电机与内燃机智能管理和最佳使用,满足节能和环保技术要求;随着电子、电气技术和控制技术成本比例和产生价值的升高,智能汽车、汽车电子架构平台设计系统和电子节能技术受到了重视,科学掌握、使用汽车开放系统架构(AUTOSAR)标准、软件(见图1)和CAN总线、LIN总线、Flexray和MOST总线系统,通过车辆网等网络将各个电子控制系统连接起来合理分配使用、智能化管理,会降低电子、电气和控制系统匹配不良引起的电安全技术、电功率、系统工作效率低产生的能耗损失,早日实现汽车安全环保性能法规和能源消耗量技术标准的要求。
5. 结论
本文分析了汽车能耗降低的内燃机新节能技术,降低车辆阻力的方法,保证车辆轻量化要采用环保功能材料标准,使用共性新能源技术、新电子节能理论和AUTOSAR软件、标准,推广能耗技术法规,实现能耗降低和生态环境改善。
鸣谢:感谢政府管理部门的政策、技术支持和部分领导、同事及企业研发机构的技术合作。
参考文献(References):
[1]姜立标主编,现代汽车新技术,―北京:北京大学出版社,2012.02
关键词:汽车节能 热效率 稀薄燃烧 可变配气系统 涡轮增压 轻量化 制动能量回收。
一,国际国内资源现状与汽车节能的意义。
根据2016年12月《世界石油杂志》的数据,当前原油+凝析油的证实储量为1.7亿万桶,自1999年以来首次出现下降,如果按8300万桶/天的原油+凝析油消耗量,石油还可以开采56.5年。而我国石油最终采储量为130亿~160亿吨,仅占世界的1.8%,人均可采储量远低于世界平均水平。
目前,中国车用燃油占燃油总消耗量的近55%,而石油的进口依赖度已近55%,能源危机的时代即将到来。汽车节能是关乎国际民生的大事,国家在积极寻找新能源的同时,要注重对现有能源的合理应用,提高能源利用率。中国作为一个能源需求大国,应积极展开节能汽车研发技术攻关。
二,影响汽车能耗的因素。
结构方面影响汽车能耗的因素包括发动机,传动系,汽车的整车整备质量,汽车的外形与轮胎。提高发动机热效率,采用档位数无限多的无级变速器,降低汽车总质量,合理设计汽车外形,选用子午线轮胎都可以减小能耗。汽车使用方面包括:车速的选择,档位选择,挂车应用,正确的维修保养。目前公认的汽车减排包含三大技术措施,一是提高动力总成效率,特别是发动机热效率。第二个技术途径是新材料的合理选用,减轻汽车自重,即汽车轻量化。第三,汽车制动能量回收。
三.汽车节能技术
3.1发动机节能技术
汽车作为发动机的核心,其节能至关重要。发动机节能实际上主要是降低燃料消耗。发动机作为石油能源消耗大户,世界各国的发动机工程技术人员和制造商历来将降低其能源消耗作为目标。
3.1.1.采用可变配气系统技术
进气门和排气门专职对发动机冲量交换过程的控制。其特性参数主要由三个:气门开启相位,气门开启持续角度和气门升程。这三个特性参数对发动机的性能,油耗和排放有重要影响。随发动机负荷和转角的改变,这三个特性参数的最佳选择是不同的。进气门开启相位提前,一方面为进气过程提供较多的时间,特别有利于解决高转速时进气时间不足的问题;另一方面气门叠开角增大,有更多的废气进入进气管随后又同新鲜冲量一起返回气缸,造成了较高的内部排气再循环率,可降低油耗和氮氧化物排放。进气门关闭相位推迟,一方面在高转速时有利于提高体积效率,另一方面在低转速时也会将已经吸入气缸的新鲜冲量重新推回进气管中。气门升程增大,一方面在高负荷时有利于提高体积效率另一方面在低负荷时又不得不将进气门关的更小造成更大的泵气损失和节流损失,综上所述出于不同的考虑对气门参数提出不同要求。但是,传统的气门正时只能设计成对某一转速或狭小的转速范围最有利于提高其体积效率。而可变配气系统是气门特性参数可变的,达到使各种工况都能优化的进、排气门系统。可变配气系统基本可以实现可变气门正时、可变气门升程和可变气门持续角等功能。
3.1.2废气涡轮增压技术
废气涡轮增压可以明显提高发动机动力性,降低油耗及排放。增压后适当加大了过量空气系数,使燃烧过程得到一定改善,其指示热效率往往也会有所提高。如果增压与非增压发动机功率相同,则增压发动机可以减少排量和机械损失,燃油消耗率降低。另外由于发动机排量减少整台发动机体积质量都会减少,这样也会降低整车油耗。发动机采用增压后还可以在保证原有功率和一定转矩下适当降低转速。这样,由于机械损失和摩损减少,对改善燃料经济性有利。
3.1.3稀薄燃烧技术
常规汽油机其混合气是均质的,一般在空燃比α=12.6~17范围内工作。常规汽油机的缺点:为防止发生爆燃采用较低的压缩比,这导致热效率较低;浓混合气的比热容比低使热效率降低;只能用进气管节流方式对混合气充量进行调节,泵气损失较大;在化学计量比附近燃烧,其有害排放特别是氮氧化物排放较高。总之常规汽油机特别是用三元催化转化器的汽油机,过量空气系数必须控制在λ=1附近,限制其性能进一步调高,稀薄燃烧汽油机空燃比α17,且能保证动力性能,增大空燃比,使用稀薄混合气工作,可以提高压缩比ε,增大绝嶂甘k值,保证燃料完全燃烧,所以是提高汽油机经济性和降低排放的有效方法。
3.2汽车车身节能技术
汽车车身节能技术,主要包括注重车身造型减小空气阻力和车身轻量化两个方面的节能技术。空气阻力所消耗的功率与车速的三次方成正比,在车速高时,空气阻力将是汽车主要行驶阻力。车身质量约占汽车总质量的30%,所以汽车轻量化对减轻汽车自重,减少能耗至关重要。
利用空气动力学原理设计出更合理的汽车造型,是达到减小空气阻力、减小油耗、提高燃料经济性的重要途径。改善汽车造型的空气动力性能方法有①车身造型进一步强调空气动力化。②发动起布置形式的合理选择③设置前、后扰流板等空气动力学附加装置,改善气流流动状况。④优化车身细部外形,减小车身表面的凹凸面和突起物。此外,缩小汽车的迎风面积,即减小车身宽度和高度也可有效减小空气阻力。
车身轻量化是现代车身设计的主流方向,而这一导向最充足的理由就是汽车节能。汽车轻量化技术包括汽车结构的合理设计和轻量化材料的使用两大方面。对于未来汽车轻量化设计我们可以从制造材料方面寻找突破口。具体方案有①使用密度小,强度高的材料。②使用同密度、同弹性模量而工艺性良好的截面厚度较薄的高强度钢。③使用基于新材料加工技术的轻量化结构用材,如连续挤压变截面型材、激光焊接板材等。
3.3制动能量的回收
汽车制动能量回收就是指在汽车制动时,将其中一部分机械能经再生系统转化为其他形式的能量进行回收,并加以再利用的技术。汽车采用制动能量回收,有助于提高汽车能源利用率、减少油耗,减轻制动器的热负荷,减少磨损,提高汽车行驶安全性和使用经济性。目前制动能量回收只能用于纯电动汽车和混合动力汽车,它的制动能量回收系统包括与车型相配的发电机、蓄电池以及可以监视电池电量的智能电池管理系统。
四,小结
进入21世纪,能源和环境正成为影响世界汽车产业发展的两大决定性因素。能源和环境问题向汽车节能技术提出更高要求。汽车节能的途径和措施非常多,涉及能源、材料、电子技术、汽车设计制造、汽车维修、汽车使用等诸多方面。现代汽车可以节能的空间很大,但是要实现节能技术的重大创新和突破必须是国家重视、全民参与、科学研究、经济发展,所以汽车节能的工作是长期而艰巨的。
作者简介:耿世科,男 1993年7月8日 汉河南省开封市杞县 河南理工大学 邮编:454000
周精浩,男1996年4月4日 汉 河南省商丘市睢县 河南理工大学 邮编:454000
一、**期间本市能源发展基本情况
**期间,本市大力推进能源建设,不断提高能源供应能力,积极推动全社会节约能源,努力缓解经济社会发展的能源约束瓶颈,能源工作取得较大成绩,能源供应基本保障了经济社会快速发展的需要。
(一)能源消费较快增长
**年,全市能源消费总量达到8069万吨标煤,与**年相比,年均增幅达到8%。其中,全市用电量达到922亿千瓦时,年均增长10.5%;最高用电负荷在采取错避峰措施的情况下年均增长9.9%,按本市常住人口计算,人均用电负荷接近1千瓦;成品油消费1500万吨,年均增长11.9%;天然气消费量达到18.7亿立方米,比**年增长了6倍。
(二)能源建设不断推进
**期间,本市顺利接收了三峡水电,建成了外高桥电厂二期工程2台90万千瓦超临界机组、**化工区2台30万千瓦联合循环机组,全市发电装机容量达到1250万千瓦,形成了以500千伏双回路环网为基础的城市电网主网架。东海平湖油气田扩建工程投产,年供应能力从4亿立方米增加到6亿立方米。**年1月西气东输天然气供应**后,形成了双气源供应格局。基本建成了城市天然气高压主干管网框架。
(三)能源结构逐步优化
**期间,本市加大能源结构调整力度,成效显著,大气环境质量明显改善。煤炭在全市一次能源消费总量中的比重从**年的65%左右,下降到**年的52.8%;天然气和市外来电等清洁能源的供应量快速增加;太阳能、风能等可再生能源建设实质性起步,风力发电装机容量达到2.44万千瓦,太阳能光伏发电累计达到195千瓦,太阳能光热利用集热面积超过40万平方米,在全国率先实施了绿色电力机制。
(四)节能降耗成效明显
本市积极推进产业政策与能源政策相结合,着力提高能源利用效率。**年,本市万元生产总值综合能耗(以下简称“万元GDP能耗”)为0.88吨标准煤,比**年下降了16.5%。其中,通过加快工业结构升级,淘汰了一批高能耗、低附加值、高污染的劣势企业,万元工业增加值能耗下降了29.9%。强化建筑节能管理,颁布实施了《**市建筑节能管理办法》。推进节能机制创新,开展了合同能源管理模式探索。
万元GDP综合能耗变化情况
(五)能源技术取得突破
结合能源工程建设,能源技术水平进步显著。外高桥电厂二期工程的百万千瓦级超临界机组是目前国内已建成投产的单机容量最大、具有国际先进水平的煤电机组。**化工区热电联产机组在国内率先采用国际先进的200MW级燃气-蒸汽联合循环发电技术,热效率超过80%。在燃料电池、光伏发电等先进能源技术的科研、制造和应用等方面也取得了较大进展。
本市在能源发展中,还存在一些亟待解决的困难和问题。主要是能源供应能力依然不足,能源安全保障体系不完备,能源利用效率与国际先进水平相比还有较大差距,能源价格形成机制有待进一步完善,环保治理措施相对滞后等。
二、**期间本市能源发展面临的形势
(一)**期间国内外能源形势
**期间,国际能源形势总体上比较复杂,能源高价位运行的局面仍将持续。我国能源供应面临着资源、环境、运输和安全生产等多重制约。国家在《**规划纲要》中,确定了我国能源方针:
坚持节约优先、立足国内、煤为基础、多元发展,优化能源生产和消费结构,构筑稳定、经济、清洁、安全的能源供应体系。同时,确定了把资源节约作为基本国策,明确了**期末全国万元GDP能耗比**期末降低20%左右的目标,这是一项必须完成的约束性指标。
(二)**期间本市能源发展形势基本判断
1、节能降耗任务十分艰巨。由于一批钢铁、石化等耗能较大的项目将集中投产,居民生活水平不断提高,本市能源需求总量仍将较快增长。按照本市《**规划纲要》中提出的**年万元GDP能耗比**年下降20%左右的目标,**期间全市能源消费量的年均增速要从**的8%降到5%左右,难度很大,但必须如期完成。
2、能源供需主要矛盾发生转变。在LNG项目建成之前,本市天然气供应存在一定的缺口,这将是**期间本市能源供应和安全保障中的主要问题。电力供应矛盾将随着华东电网及全国供应形势好转和市内电源建设而进一步缓和,关键是要解决市外来电通道和市内电网建设落地难的问题。
3、能源和环境协调发展的任务加重。国家要求到**年,本市二氧化硫排放总量应从**年的51.3万吨下降到38万吨,其中电厂的排放量从30.6万吨下降到13.4万吨以下。**要成功举办世博会,必须进一步改善环境质量。在能源消费总量不断增长的同时,大幅度减少二氧化硫等污染物排放,必须采取强有力的措施。
4、能源价格存在上升压力。国际油价高位运行,国家实施成品油价格形成机制改革和煤电价格联动政策,进口国外资源比重增加等因素,都将推动本市能源价格水平上升,这对用能多的产业可能会产生一定的影响,但也有利于促进产业结构优化升级。
5、新能源发展既有挑战更面临重大机遇。由于成本和技术等因素,新能源在**期间还不能替代传统化石能源。但随着国际能源价格上涨和技术的突破,新能源及相关产业的发展面临重大战略机遇。**在燃料电池及汽车的核心技术研发上在国内已具有相当的优势,应进一步加大研发和产业化力度。
从长远看,本市缺乏一次能源,利用国内外能源资源都存在许多制约因素,能源问题将是长期制约本市经济社会发展的瓶颈之一。
三、**期间本市能源发展目标
(一)发展目标和总体方针
发展目标:着眼于**年**基本建成“四个中心”和现代化国际大都市的目标,立足于增强城市国际竞争力,实现本市能源可持续发展。到**年初步形成多样、安全、清洁、高效的能源供应和消费体系,为全面实施本市**规划提供良好保障,并与“**”发展做好充分衔接。
总体方针:保障能源安全,强化能源节约,重视发展新能源和可再生能源,实现能源与环境协调发展。
——保障能源安全。能源建设要适度超前。坚持能源来源多渠道,能源供应多主体。一次能源品种多样化,以煤炭为主。电力建设市内外并举,以市内为主。天然气建设利用好国际国内两种资源,多源并进。加快构建能源储备体系,完善应急预案。
——强化能源节约。落实节能工作责任制。节能降耗与产业结构优化升级、环境保护、技术进步、培育科学的生活方式相结合,综合运用法律、经济、技术、行政和宣传教育手段,确保实现本市节能降耗目标。
——发展新能源和可再生能源。瞄准未来世界能源技术革命的方向,把新能源和可再生能源发展作为本市科教兴市重点领域,坚持开发与应用并举,使本市成为国内重要的新能源和可再生能源技术研发和产业化基地之一。
——能源与环境协调发展。推进能源的清洁利用,扩大清洁能源的利用。煤炭消费既要控制总量,又要优化结构,主要用于大型发电机组。全面完成电厂烟气脱硫工程,用天然气替代分散烧煤,确保实现国家下达的二氧化硫控制目标。
(二)能源总量和结构
**期间,按照GDP年均增长9%以上、万元GDP能耗下降20%左右测算,能源消费弹性系数下降到0.5左右,**年全市能源消费总量要控制在1亿吨标准煤左右。煤炭消费总量将从**期末5300万吨增加到近6000万吨,但在一次能源中的比重将下降到46%左右;天然气比重将从3%增加到7%,市外来电比重将从7%增加到10%左右;石油消费比重基本保持在37%左右;可再生能源得到进一步发展。
(三)能源规划布局
1、电力布局。规划市内、市外电源分别占全市电力供应能力的2/3和1/3左右。市内电源规划形成5+X格局:即五大发电基地(外高桥、石洞口、吴泾-闵行、漕泾和临港)和若干个调峰与热电联产电厂,发展分布式供能系统。市外电源规划形成2+X格局:即一是华东电网内的安徽煤电基地,二是华东电网外的三峡和金沙江等西南水电,并在华东电网内参与建设核电、抽水蓄能等。**期间市内电源建设的重点是外高桥电厂三期和推进黄浦江沿岸燃煤电厂向漕泾转移;市外来电重点是落实输电通道、增加皖电东送。基本建成网架结构坚强、安全可靠的城市电网。
2、天然气布局。长远规划形成西气、川气、进口LNG和东海气等多气源供应格局。在五号沟、漕泾等地区规划天然气应急备用站。
**期间建成进口LNG一期工程、接收川气东送,扩建五号沟应急备用站,并基本形成覆盖全市的天然气高压主干管网系统。
3、煤炭和石油布局。煤炭存储设施主要与燃煤电厂布局相结合,黄浦江沿岸的煤炭码头和堆场转移到长江口和杭州湾沿岸。炼油设施发展重点在漕泾地区,石油存储设施主要分布在外高桥、漕泾地区和洋山港区。
4、可再生能源布局。风力发电主要布局在三岛两区(崇明、长兴、横沙岛和南汇、奉贤区),重点在海上。太阳能利用主要是结合建筑物一体化建设。结合城市垃圾处理,建设沼气回收发电示范工程。将崇明岛和世博园区建成新能源利用综合示范区。
四、**期间本市能源发展的主要任务
(一)加快能源建设,保障能源供应和安全
1、增加天然气资源
全力以赴增加气源供应,西气要争取增量,东海气要确保稳产,LNG项目要加快建设,积极做好接收川气的工作。确保进口LNG项目一期工程在2009年建成投产,形成西气、川气、进口LNG和东海气多气源供应格局。确保如期建成五号沟LNG应急备用站扩建工程,并在应急情况下发挥过渡气源作用。**年,全市天然气的供应量将达到55-60亿立方米。为满足“**”期间本市能源需求,**期间本市要启动LNG二期扩建工程,还需着手开展第二个LNG接收站选址工作。
做好天然气供需平衡和新气源衔接,确保安全、平稳供气。一是加强天然气需求侧管理,优化用气结构,确保居民和城市正常运行的用气需要。二是合理安排燃气电厂的建设进度,现有燃气机组主要用于调峰。三是在进口LNG项目建成前保持现有人工煤气的生产能力。四是合理提高天然气价格,促进合理、节约用气。
2、推进煤炭清洁利用
按照节能降耗、环境保护和布局优化的要求,加快黄浦江沿岸的南市、吴泾、闵行、杨树浦电厂以及崇明堡镇电厂老旧煤电机组改造,“上大压小、以新代老”,实施煤电厂布局的重大调整。南市电厂结合世博动迁予以拆除;吴泾热电厂改建2台30万千瓦高效供热机组;闵行电厂和杨树浦电厂进行“拆二建一”易地改造,在漕泾地区建设2台百万千瓦级的超超临界煤电机组;崇明堡镇电厂易地建设适当规模的清洁、高效发电机组。积极研究建设煤整体气化联合循环(IGCC)示范机组的可行性。
全面实施煤电厂烟气脱硫工程,确保**年全市电厂的二氧化硫排放量达到国家要求的减排目标。对其他用煤也要采取相应的治理措施,在有天然气资源的情况下,鼓励使用天然气替代分散燃煤。
3、加快市外电力通道和城市电网建设
抓住市外来电资源较为充裕的时机,着力打通市外来电通道。
全力配合国家建设皖电东送通道和金沙江送**80万伏直流特高压输电线路。**年,接收市外来电能力超过1000万千瓦,并为“**”期间接收西南水电创造条件。
城市电网的建设重点是建成500千伏外半环网架,以及世博、虹杨、南汇、三林、练塘、漕泾等6座500千伏变电站和一批220千伏输变电工程,加快推进架空线入地。输变电设施建设采用节能、省地技术。
4、保障石油供应
继续发挥国家石油公司的主渠道作用,顺应国内成品油零售和批发市场逐步开放的趋势,建立石油交易市场,吸引国内外多种渠道油品资源的流入,保障市场供应充足、稳定。同时,增加石油储备的规模,在五号沟地区建设航空油料码头和油库。
(二)加大节能工作力度,提高能源利用效率
1、加快产业结构调整
进一步推动产业升级,加快形成以服务经济为主的产业结构,大力发展低能耗高附加值产业,降低高能耗产业的比重,加快提高工业附加值率。加快淘汰高能耗工艺、技术、设备和产品,对高污染、高能耗、低效益企业,有步骤地实行关、停、改。控制高能耗低附加值项目的准入,严格实施建设项目能耗审核制度,将项目万元增加值能耗作为重要审核条件,严格把关。
2、加快节能技术开发应用
加强节能技术的研发,把节能技术的自主研发和引进消化再创新,作为政府科技投入、推进高新技术产业化的重点领域。支持企业加大投入,争取在新型照明、节能型空调、混合动力汽车、高效电机、蓄冷蓄热等领域不断取得新突破,提升节能技术水平。大力推广应用节能技术、节能设备、节能工艺、节能材料,组织制订和实施分行业的节能技术改造计划,实施工业设备节能、建筑节能、交通节能、余热余压利用、窑炉节能改造、空调和家用电器节电、绿色照明、能量系统优化、热电联产和分布式供能、政府机构节能十项重点节能工程。
3、强化节能管理
抓好重点企业、重点产品的节能,做好钢铁、电力、石化、化工、建材等耗能多的行业的节能工作,把年用能量在5000吨标准煤以上的单位作为节能管理的重点。对汽车、空调、冰箱、风机、水泵等节能潜力大、使用面广的用能产品,严格实施能效标识制度。
加强能源供应侧的节能管理,努力降低厂用电率、线损和燃气产销差;优化电厂调度,降低全市发电煤耗。做好能源需求侧管理。经济和行政手段并用,进一步依靠技术进步,优化用电负荷特性,继续做好电力错避峰工作,缓解峰谷矛盾。强化燃气需求侧管理,促进燃气和电力互补利用。
4、创新节能机制
发挥大型能源企业在技术、人才、资金等方面的优势,能源企业要承担为用户节能降耗服务的社会责任。积极推广合同能源管理,扶持节能服务公司(ESCO)发展,为用户提供节能诊断、设计、融资、改造、管理等专业服务。推进“能效电厂”建设,研究设计合理可行的电价和投融资机制,使投资节能与投资新建电厂取得同样的投资收益。进一步加强国际交流与合作,学习借鉴国外成功的节能经验。
5、加强节能宣传教育
积极组织开展创建节约型机关、企业、社区、学校等活动。加强舆论宣传和引导,对浪费能源的行为进行批评曝光,形成节能光荣、浪费可耻的文明风尚。以区县和重点用能企业为重点,开展节能培训;在各级各类学校开展能源资源国情和节能教育;利用社区等平台,普及节能知识和措施,引导居民在改善生活质量的前提下,培养科学的用能方式,推广使用节能产品,努力形成全社会共同节能的良好氛围。
(三)加快能源技术创新,保障能源可持续发展
1、大力发展以氢能为代表的新能源
将氢能作为能源长远发展战略的重点,以氢能汽车为抓手,进一步巩固和增强已有的领先优势。利用吴泾、漕泾、宝钢地区的副产氢气,围绕形成万辆级氢能汽车生产能力的目标,加大氢能技术研发和产业化投入。加强氢基础设施建设,制订氢储存、运输和加注技术规范,形成安全可靠的氢气供应链,采取各种措施鼓励氢能产品和技术应用及产业化。
2、积极发展可再生能源和替代能源
重点发展风能和太阳能。建设东海大桥10万千瓦海上风电项目和临港、崇明、长兴等风电项目。**年,风电规模达到20-30万千瓦。太阳能利用主要是结合建筑物一体化建设,积极应用太阳能热水器,**年光伏发电规模达到7-10兆瓦。发挥科技、产业、资金等综合优势,加大生物质能的研发和产业化力度。积极研究二甲醚等煤基燃料替代石油制品的可行性,抓好关键技术攻关,做好与城市基础设施布局的衔接。
3、发展能源装备产业
进一步加大能源装备技术研发和产业化步伐,力争使**成为国内最大的能源装备产业基地。重点推进煤炭液化和气化技术、IGCC技术、LNG船和燃气轮机的国产化关键技术研发,提升超超临界火电、核电和脱硫脱硝制造技术水平,大力发展可再生能源装备产业。
4、培育能源技术创新基地
发挥**紫竹科学园区研发力量聚集优势,以洁净煤、可再生能源、核电、氢能等新能源技术领域为重点,加快推进自主创新和技术突破,加快推进能源技术研发机构和人才的集聚,争取成为国家级新能源技术创新基地。
五、政策和保障措施
(一)加强能源工作组织领导
建立本市能源工作领导小组,统筹协调和确定能源开发与节约、能源安全、能源对外合作等重大政策和重大事项。各有关部门要密切配合,形成合力,进一步加大能源工作力度。建立能源研究机构,为政府决策提供咨询服务。
(二)落实节能降耗责任制
按照经济社会发展和能耗下降责任相结合、行业主管和企业主管部门形成合力、市政府各部门和区县政府工作相衔接的原则,建立节能降耗责任体制。市发展改革委、市经委对节能工作总负责、总协调,各主管部门、各区县分别对本行业、本地区的节能工作负责。分解节能降耗目标,将节能降耗责任和成效纳入各级政府、各个部门目标责任制和领导干部年度考核体系中。进一步加强能源统计力量,完善统计体系,建立能耗指标公报制度和工作通报制度。
(三)完善能源价格机制
发挥价格杠杆对配置资源的基础性作用,加快建立反映能源供求状况、体现能源稀缺程度、有利于吸引优质资源流入、有利于形成能源安全体系、有利于节能降耗的价格机制。
建立与上游资源价格涨跌同向联动的机制。成品油、天然气价格逐步与国际市场接轨。继续完善峰谷、季节差价,促进削峰填谷。对清洁能源和可再生能源实施价格激励政策。逐步理顺能源比价关系。
实施差别化价格政策。制订分行业万元增加值(产值)能耗或产品单耗限额标准,超过限额标准的耗能,实施累进加价;对列入计划应予淘汰的高能耗劣势产业的用能,实施加价。完善阶梯式价格管理政策,对满足基本需求的生活用能,价格保持相对稳定;对超出基本需求的能源消费,实行分级递增的价格政策。
建立完善相应的配套措施。对垄断行业实行严格的监管机制,对调价收入使用建立合理的调节机制,对公交等公益性行业实行补贴机制,对困难群体采取社会保障措施,确保价格改革平稳实施。
(四)加强财税政策支持
加大节能资金投入,落实国家对节能和可再生能源、新能源发展的财税优惠政策,并加大公共财政对节约资源管理和政府机构节能改造的支持力度。进一步研究集中部分能源调价收入,用于能源安全与平衡和支持节能技术、可再生能源和新能源的开发利用。在政府采购和财政性资金支持的建设项目中,优先选用节能产品、节能技术、节能材料,并积极采用可再生能源。
(五)推进规划落地实施
将能源规划与城市布局规划相结合,由市规划部门统一规划预留能源通道及能源项目用地,各区县要将电源、变电站、天然气门站、能源通道走廊和能源储备站场等重大能源设施的规划纳入区县规划并严格控制,积极支持、配合能源项目建设。
近年来,中国汽车节能技术推广应用也取得积极进展,新能源汽车经过近10年的研究开发和示范运行,初步具备产业化发展基础,电池、电机、电子控制和系统集成等关键技术取得明显进步,纯电动汽车和插电式混合动力汽车开始小规模投放市场。
但与先进水平相比,我国尚未完全掌握汽车节能关键核心技术,燃料经济性水平还有一定差距,节能型小排量汽车市场占有率偏低;新能源汽车整车和核心零部件技术尚未突破,产品成本高,社会配套体系不完善,产业化和市场化发展受到制约。总的来讲,我国新能源汽车尚处于起步阶段,产业化发展面临诸多挑战。
技术攻关、示范工程和基础设施建设等都需要较大资金投入
与传统汽车开发相比,我国新能源汽车的研发仍处于初级阶段,要实现真正产业化,尚需大量资金投入到技术攻关、基础设施建设和示范推广等方面。
首先,产业化技术瓶颈仍需大量投入。尤其在基础技术研究、关键部件和材料的研发及产业化方面,需要大量资金投入。其次,充电站、加氢站的广发就爱难舍需要大量投入。最后,新能源汽车的产业化发展离不开大量的示范推广工作和政策、资金投入。与传统汽车比较,目前混合动力汽车成本要增加30%-40%,纯电动汽车成本增加40%-50%,燃料电池汽车成本要增加100%以上。我国新能源汽车目前商业化示范运行的范围仍然有限,未来国家主导的大规模示范工程,还需要大量资金投入。
多项政策驱动新能源汽车行业投资机会
国家的新能源汽车整体规划指出:“改造现有生产能力,到2010年形成50万辆纯电动、充电式混合动力和普通型混合动力等新能源汽车产能,新能源汽车销量占乘用车销售总量的5%左右”。此外,还有中央财政对“13城千辆”新能源公务车进行补贴,加大新能源相关配套设施建设。特别是2012年04月18日国务院常务会议通过的《节能与新能源汽车产业发展规划(2012-2020)》更为新能源汽车行业的发展树立了合理的目标:
一是产业化取得重大进展。节能与新能源汽车的生产和消费稳定增长,产业规模位居世界前列。到2015年,纯电动汽车和插电式混合动力汽车累计产销量超过50万辆;到2020年,纯电动汽车和插电式混合动力汽车生产能力达200万辆、累计产销量超过500万辆,燃料电池汽车、车用氢能源产业发展水平与国际同步。
二是燃料经济性显著改善。到2015年,节能型乘用车新车平均燃料消耗量降至6.9升/百公里以下。到2020年,节能型乘用车新车平均燃料消耗量降至5.0升/百公里以下,达到国际先进水平;商用车新车平均燃料消耗量接近国际先进水平。
三是技术水平大幅提高。掌握先进内燃机、高效变速器、汽车电子、轻量化材料和普通混合动力等汽车节能关键核心技术,新能源汽车、动力电池及关键零部件技术整体上达到国际先进水平,形成一批具有较强国际竞争力的节能与新能源汽车企业。
四是配套能力明显增强。关键零部件技术水平和生产规模基本满足国内市场需求。充电设施建设与新能源汽车产销规模相适应,满足重点区域内或城际间新能源汽车运行需要。市场营销、售后服务及动力电池回收利用体系基本完善。
五是管理制度较为完善。建立起有效的节能与新能源汽车管理制度和扶持政策体系,形成比较完备的技术标准和管理规范体系。
新能源汽车及其关键零部件产业将在国家相关政策扶持下快速成长,随之而来的就是相关的投资机会。
新能源汽车的投资机会分析
从时间上来说,新能源汽车行业短期看混合动力、中期看纯电动、长期看燃料电池。混合动力汽车采用油电混合驱动,不需要充电,又能达到一定的节油要求,是目前最适于产业化得新能源汽车。纯电动汽车短期受电池技术、成本、动力性能、充电设施等因素制约,但在客车、行政用车、特种车等方面因可得到财政补贴,而有一定的产业机会。燃料电池汽车目前技术不成熟,离产业化差距大。
从产业链的角度来说,混合动力车产业链,除了行驶系统、动力系统、车身系统将传统汽车产业链进行延伸以外增加了电池、电机、电控系统等组件组成的新能源动力系统;纯电动汽车和混合动力相似,只是去掉了传统的发动机、油箱等组件,汽车的行驶能量完全由电池组储能提供,因此对电池储能规模、电机率大小的要求比混合动力汽车更大。
从新能源动力系统产业链来看,投资机会包括:具有锂、铂、镍、稀土等上游资源的矿业和关键零部件制造厂商(包括电池、电驱系统等);其中电机电控值得关注,而整车制造不大适合于风险投资,动力电池则是新能源汽车投资的核心。
锂电池的投资机会。《汽车产业调整和振兴规划》中明确“形成10 亿安时(Ah)车用高性能单体动力电池生产能力”,新能源汽车产业将促进电池市场规模快速增长,全球动力电池市场规模将超过5000亿人民币。
按照电池种类,动力电池包括:锂电池、镍氢电池、铅酸电池、超级电容器等。其中超级电容器能量密度过低,或可用作辅助电源;镍氢电池目前为动力电池的主要类型,但潜力有限;而锂电池应用前景最好,将逐步取代铅酸电池和镍氢电池。总的来说,2015年之前镍氢电池仍是混合动力汽车的主流电池品种;而从中长期来看,随着磷酸铁锂电池的技术突破以及成本降低,锂电池有望广泛应用,其需求将于不久之后爆发。
锂电池中,正/负极、电解液和隔膜构成其产业链的核心。其中正极材料是锂电池性能的关键:磷酸铁锂具有较好的安全性,能量密度相对较大,是目前最好的正极材料;截至2008年10月不完全统计,全国有40多家磷酸铁锂电池材料生产厂家,其中进入工业化批量生产并向市场稳定供货的企业有近10家。负极材料中,石墨类碳负极材料由于其来源广泛和价格便宜,一直是负极材料的主要类型;此外,改性天然石墨正在取得越来越多的市场占有率,近年来也逐步开始使用钛酸锂作为负极。相对而言,负极材料整体投资价值相对较小。
除了正负极材料之外,电解液一般由高纯度的有机溶剂、电解质锂盐(六氟磷酸锂)和必要的添加剂等原料构成,国产电解液从2002年进入市场并逐步取代进口产品;性能优异的隔膜对提高电池的综合性能具有重要作用,隔膜产品目前基本依赖进口,国内仅少数企业可以生产,逐步进入市场。
一、研究专题和期限
专题一:通用性用能系统综合节能技术研究与应用
方向1、电机及其系统综合节能技术研究与应用
研究目标:针对目前电机系统中普遍存在的负载特性不匹配等问题,从电动机、被拖动装置、传动装置系统及管网负荷,进行系统节能优化设计,探索“合同能源管理”机制,完成3家以上节能改造工程,实现节电15-20%,并制定相关标准。
研究内容:电机系统能耗诊断、评估方法研究;专用电机群能耗综合分析软件的开发;电机及其系统节能集成技术研究;电机及其系统群节能工程化实施技术的研究。
研究期限:2*年9月30日前完成研究任务
方向2、燃煤工业锅炉综合节能技术研究与应用
研究目标:针对量大面广的燃煤工业锅炉存在煤耗高、污染重的问题,开发燃烧与控制系统集成节能技术,探索“合同能源管理”机制,在蒸发量4t/h、10t/h、20t/h典型燃煤工业锅炉上,完成5台以上的综合节能技术应用示范,达到节煤10%以上,制定锅炉运行能效标准,并研制大型无烟煤链条锅炉新产品。
研究内容:现有燃煤工业锅炉节能技术评估与经济性分析;链条锅炉燃烧数值模拟及无烟煤燃烧技术的开发;锅炉及蒸汽系统的优化配置设计;锅炉优化运行管理指导系统及远程监测平台的研制。
研究期限:2*年9月30日前完成研究任务
方向3、余热高效利用技术及能效评估方法的研究与应用
研究目标:为充分利用冶金等高能耗行业的大量余热,采用分级回收、梯级利用的方法,将完整的余热利用系统与分散的区域性热能供应相结合,并建成相应的示范工程,节能效率超过10%,同时开发出高能耗行业能效管理评估软件。
研究内容:1)中低温余热分级回收与梯级利用的能级分析方法,及其系统集成关键技术的研究;2)低温烟气余热利用的移动方式热能供能技术的研究;3)高能耗行业能效管理评估方法的研究。
研究期限:2*年3月31日前完成研究任务
方向4、分布式供能系统优化及关键技术应用
研究目标:针对*的气候特点和典型用能场所的能流分析,以及作为电网黑启动的电源点,提出分布式供能系统的优化配置,形成相应的技术规范,并建成2个以上带补燃余热锅炉的分布式供能系统应用示范,燃气轮机发电机组单机容量达到250kW。
研究内容:补燃余热锅炉及系统的优化设计技术研究;适合*用能特点的典型分布式供能系统的优化;用于电网黑启动的分布式电源点优化布局方案的研究。
研究期限:2*年9月30日前完成研究任务
专题二:重点耗能领域节能减排关键技术研究与综合应用示范
方向1、清洁高效发电关键技术综合应用示范
研究目标:针对*燃煤电厂为主的现状,为降低煤耗、控制污染物排放,以外高桥发电基地为重点,建成运行效率世界领先的百万千瓦级燃煤机组;在125MW、300MW、600MW和900MW典型燃煤机组上,实施能耗及NOx排放的在线监测与运行管理指导系统,实现机组发电煤耗下降3g/kw•h以上,NOx排放下降50~80mg/Nm3;建成2-3条脱硫废渣建材产品示范生产线,并完成1万平方米以上的应用示范。
研究内容:1)百万千瓦级燃煤机组系统节能关键技术的研究;2)燃煤电厂清洁高效运行优化技术的研究;3)燃煤电厂脱硫废渣预处理技术和综合利用成套技术的研究;4)发电厂凝汽器物理阻垢缓蚀关键技术的研究。
研究期限:2*年3月31日前完成研究任务
方向2、电网安全与电力系统节能技术的研究与示范
研究目标:在发电侧的电站布局和单机容量调整后,合理规划中心城市用电和大机组供电之间的资源配置,以保障电网安全运行和降低能耗,并建设相当20MW以上的“能效电厂”。
研究内容:1)电网节能调度的研究,电力系统节能及安全技术的研究;2)用于“能效电厂”建设的节电技术的研究,“能效电厂”发展模式的研究。
研究期限:2*年9月30日前完成研究任务
方向3、大型煤化工生产园区节能技术研究与集成示范
研究目标:针对吴泾传统化工基地,形成以公用工程为主线、集清洁生产和循环经济为一体的园区综合节能示范,开发大型煤化工生产园区节能集成技术,实现化工园区万元产值能耗下降10%以上。
研究内容:1)化工园区公用工程的优化与集成设计、化工装置能源梯级利用技术、园区公用工程信息集成技术与优化调度技术的研究;2)煤化工装置及高炉尾气制氢技术的研究。
研究期限:2*年3月31日前完成研究任务
方向4、典型企业通用性能源系统节能技术集成应用示范
研究目标:在张江高科技园区内,以典型的制药企业通用性能源系统为综合节能对象,形成以蒸汽系统、中央空调系统、压缩空气系统、电机拖动系统和中水回用系统集成优化的示范工程,以及优化运行集中监测平台,实现节能15%以上。
研究内容:通用性能源系统节能集成技术优化应用;关键设备的能耗在线监测与运行优化管理指导系统;通用性能源系统优化运行集中监测平台的研制。
研究期限:2*年9月30日前完成研究任务
方向5、临港新城大型住宅小区新型供热系统研究与应用示范
研究目标:为满足临港新城对居民住宅区建设的规划要求,结合临港新城住宅区所处地理位置的特点,开发太阳能热水系统和空气能热泵热水系统综合应用技术,进行系统集成与产品研发,建立住宅小区应用示范,并编制相关的技术标准和应用图集。
研究内容:屋面太阳能集热器与建筑外观一体化整合设计研究;供热系统优化与控制关键技术研究;供热系统的节能特性与指标分析;供热系统在大型住宅小区中应用的示范推广模式研究。
研究期限:2*年9月30日前完成研究任务
方向6、大型公共建筑综合节能技术研究与示范
研究目标:针对大型公共建筑,建立一套适合*气候特点的实用节能技术集成体系,形成相应的设计及施工导则,并建成节能指标达到65%的大型公共建筑应用示范。
研究内容:节能65%的公共建筑设计方法的研究;大型公共建筑节能设计及施工标准的研究;建筑的能源监控与保障体系的研究。
研究期限:2*年9月30日前完成研究任务
方向7、港口电能技术研究与示范
研究目标:通过采用港口集装箱场地起重机油改电技术,达到节能20-30%;采用储能技术,节油20%,减少油烟排放50%以上;实现靠港船舶采用岸上供电。
研究内容:大跨度高架滑触线供电技术和跨箱区移动技术研究;用于起重机能量回收的储能技术研究;电源变频转换技术研究。
研究期限:2*年3月31日前完成研究任务
方向8、青草沙水库运行节能和新能源应用关键技术研究与示范
研究目标:针对青草沙水库供水量大,运行能耗大的问题,通过对泵站泵组选型,进出口水流道的优化,高压大功率变频器等先进技术的应用,提高特大型泵站的运行效率和系统整体运行效率;利用当地丰富的风力资源,探索水源水库与风电场的有机结合。
研究内容:1)大型原水工程输水系统及水泵装置运行节能技术研究;2)滩涂及岸线风电场设计的关键技术研究。
研究期限:2*年3月31日前完成研究任务
方向9、老港卫生填埋场沼气发电集成技术与示范
研究目标:针对污泥在填埋处理后,稳定化过程时间长,产生的大量沼气未资源化利用的问题,通过采用污泥与矿化垃圾混合填埋的方法,开发污泥填埋场沼气管道设计及气体收集技术,并在老港填埋场建成2万立方米以上的沼气发电示范工程。
研究内容:填埋场导气系统研究;污泥或改性污泥模拟填埋场稳定化过程研究;填埋场沼气性质及产量与填埋时间关系研究;填埋场沼气净化系统与发电系统研究。
研究期限:2*年9月30日前完成研究任务
方向10、乘用车回收利用关键技术研究与应用示范
研究目标:为加强汽车制造业的资源循环利用,针对*汽车行业的实际特点,从产品设计、制造、报废、再制造等环节,进行乘用车回收利用体系的系统化研究,并建成产业化示范,其可回收利用率达到90%,同时研制出用于零部件拆解再利用的一系列测试、生产设备,并提出相应的方法和标准。
研究内容:乘用车绿色设计关键共性技术研究;乘用车零部件再制造关键共性技术研究;零部件再制造产品体系规划与基于生命周期评价的决策支持研究。
研究期限:2*年9月30日前完成研究任务
专题三:淀山湖蓝藻水华控制与预警关键技术集成与示范
研究目标:结合国家太湖流域污染防治规划,围绕淀山湖蓝藻水华预警、控制、湿地恢复及对策,开发蓝藻控制应急处理处置成套技术,建立预警预报示范平台,形成相关技术体系,提升淀山湖水环境管理能力。
研究内容:(1)开展淀山湖蓝藻水华预警预报技术研究,初步建立淀山湖蓝藻水华预测预报示范平台;(2)开展淀山湖蓝藻水华控制研究,建立湖区生态修复、内源控制等综合示范工程;(3)研发淀山湖湖滨带污染控制与生态恢复技术,建立湖滨带水陆联合污染控制生态恢复技术体系,开展湿地修复技术集成和工程示范;(4)研究建立跨省市生态补偿、协调机制和联合水污染控制对策;建立淀山湖蓝藻水华预警和控制技术评估体系和平台。
研究期限:2*年9月30日前完成研究任务
二、申请方式
1、本指南公开。凡符合课题制要求、有意承担研究任务的在*注册的法人、自然人均可以从“*科技”网站进入“在线受理科研计划项目课题可行性方案”及下载相关表格《*市科学技术委员会科研计划项目课题可行性方案(*版)》,按照要求认真如实填写。
2、申报单位应具备较强技术实力和基础,具备实施项目研究必备条件,具有实施项目必需的研究开发设施及匹配资金(企业牵头申报的匹配资金不能少于1:1);鼓励以产学研联合方式申请,多家单位联合申请时,应在申请材料中明确各自承担的工作和职责,并附上合作协议或合同。
3、课题责任人年龄不限。鼓励通过课题培养优秀中青年学术骨干。作为课题责任人和主要科研人员,同期参与承担的863、973、国家科技攻关和*市重大、重点科研项目数不得超过三项。
4、本专项课题的申请起始日期*年6月20日,截止日期为*年7月11日。课题申报时需提交书面可行性方案及其附件一式4份,并通过“*科技”网站提交可行性方案和其他所有表格。书面可行性方案集中受理时间为*年7月7日至7月11日,每个工作日上午9:00—下午4:30。所有书面文件请采用A4纸双面印刷,普通纸质材料作为封面,不采用胶圈、文件夹等带有突出棱边的装订方式。
5、已申报今年市科委其它类别项目者应主动予以申明,未申明者按重复申报不予受理。
6、网上填报备注:
1)点击连接可进入《科研计划项目课题可行性方案》申报页面;
2)首次登录必须选择“初次填写”转入申报指南页面,点击"专题名称"开始申报;
3)有关操作可参阅在线帮助。
1.化学反应的绿色化
化学反应的绿色化是指在相关的制备和反应过程中做到“零排放”。而传统意义上的“零排放”是指反应物经过催化作用以及一系列的反应完全转化成为所需的物质,从而实现百分之百的转化率。其实这样一种概念是十分难达到的,尽管已经有许多先进的技术和手段达到了近乎“零排放”的标准和要求,但想实现真正意义上的转化率为百分之百还是存在着困难的。近些年来随着相关学者的研究不断深入,许多新的技术也应运而生,将传统意义上的“零排放”转变了概念,意为在尽量满足较高的转化率的情况下,将得到的副产物也直接经过下一反应步骤并转化成为环境友好的物质进行排出或是进一步加以利用。这种新型的转化思想也将原本无用或是对环境存在着威胁和污染的物质“变废为宝”,让副产物成为能够被人们所利用的原料物质。这类技术的研发不仅仅是改善了环境污染的问题,还一定程度上节约了能源,可以称得上是真正的绿色环保、节约能源的技术手段。
2.产品的绿色化
之所以要强调化工产品的绿色化,是因为石油化工类的产品在我们的日常生活中实在是太普遍了,不得不承认的是石油化工类的产品的的确确改变了我们的生活,给生活带来许多方便和优越,但相对于这些有利之处来说,其对于我们生活环境的污染也是不容小觑的。比如,我们生活中最普遍的洗涤用品,过去我们常用的洗衣粉中都是含磷的,而这些含磷的洗衣粉在溶于水之后随着生活污水一同被排到江河湖海中,造成了赤潮,给自然环境与生态平衡带来了相当大的影响,因此,近些年来人们逐渐对此问题开始重视起来,研发了不含磷的洗涤剂,从根本上杜绝这种环境污染问题。同时,还有许多常见的石油化工类污染就每天在我们身边发生,比如汽车使用的汽油以及柴油。由于人们生活水平越来越高,对于汽油和柴油的需求量也越来越大。近些年来我国对于汽车能源的开发上也格外关注,低硫低碳、环境友好的配方和技术逐步成熟起来;另外,我国还在不断开发太阳能汽车、以及新能源汽车等等,另外,对于交通工具的能源上,我们国家还大力推崇使用电能的汽车。
二、节能技术在石油化工企业中的应用
最初,人们为了追求高效率的生产以及最大程度上提升经济效益,不断研发一些节能技术,而近些年来,由于能源枯竭的问题日益严重起来,有越来越多的专业人员和学者们都投身于节能技术的开发和研究,不仅仅是从经济利益角度出发,更重要的是能够节约能源,实现人类经济和自然的可持续发展。目前,在石油化工行业中较为常见的一种节能技术为变频调节技术。在石油化工企业中,耗费能源最大的就是电动机,包括泵类以及风机等等。因此,想实现石油化工企业的节能化应该从根本上减少电动机的耗能。而变频调节技术正是针对于电动机的一种有效的技能技术改革。变频调节技术的根本原理是通过控制方案与实际负荷相互之间的匹配,在控制的过程中实现阀门阻力的降低,从而提高系统的效率,以此来实现对于泵类以及风机的科学化、节能化控制。这种控制技术可以根据石油化工企业的生产过程中的实际需要,按照生产要求以及计算选型,并且全面参考产品方案的调整以及原料的调整,科学地控制各项指标和参数,降低企业的电能耗费以及设备磨损等等方面的耗费,实现成本上的节约以及能源上的节约,不论对于企业自身长远地发展还是对于能源方面的可持续发展都是具有着重要的意义和价值的。
三、结语