独家观点| 汽车节能减排多技术并行发展优化人类生存环境

中国汽研北京分院2022-06-27 16:43:45

汽车节能减排多技术并行发展

优化人类生存环境


众所周知,几乎所有国家都承认全球变暖的威胁是真实的,只有通过全球各领域人员共同努力才能解决全球变暖问题。2018年12月15日气候变化《巴黎协定》实施细则在波兰卡托维兹通过会议决议。本次会议最重要的部分就是确定了透明的报告和监督机制,各国将遵守这个机制来汇报碳排放量,落实“将本世纪全球平均气温上升幅度控制在2摄氏度以内,并将全球气温上升控制在前工业化时期水平之上1.5摄氏度以内”的目标。

回顾最近国际能源署发布的《来自燃料燃烧的二氧化碳排放2018:回顾》,在2016年,全球燃料燃烧产生的二氧化碳排放量为323.1亿吨,排放量自2000年以来二氧化碳排放量增长了40%,而中国的温室气体排放已经占到了全球排放量的27%。

1汽车排放的温室气体排放及环境危害日趋严重


汽车温室气体排放量是全球温室气体第二大组成部分,在2016年,中国的汽车温室气体排放量为8亿吨,是美国的一半,在亚洲的占比为35%。中国经济持续增长从2008年至今,在短短10年的时间里,中国汽车制造行业出现了飞跃式的发展,无论是汽车产量还是销售量连续10年名列世界第一,随之中国汽车的温室气体排放量也成为全球首位。



其次,汽车尾气污染物排放带来日益严重的环境问题,据早前中国机动车排污监控中心数据:2015年汽车的氮氧化物排放量占总排放量的32%,部分城市细颗粒物的分析结果表明,汽车尾气为当地排放量的20%以上,最高达52.1%,华北地区部分城市,车辆尾气污染是PM2.5的主要来源。现如今汽车尾气排放问题已是我国各级政府重点整治项目。

2低碳化汽车发展多技术并行

当前液体碳氢化合物(如汽油,柴油和航空煤油之类的传统燃料)占据了绝大多数运输工具的日常燃料消耗;但面临温室效应恶化及环境污染问题,各国提出 “低碳社会”发展和确立节能减排目标。


汽车内燃机技术升级仍是汽车节能减排的主要方向



传统燃油以本身的较高的比能量和提炼、存储、运输、使用等环节的便利还具有优势;未来电动车比例不断攀升(预计2020年要达到200万辆,占比7%,2025年要达到500万辆,占比15%,2030年要达到40%。)

传统内燃机动力汽车在2030年仍有50%以上的市场规模;但日益严苛的燃料消耗量和污染物排放标准,传统动力系统需要持续升级,目前国际上先进的汽车和内燃机企业已经开发储备了丰富的技术应对措施。优化燃烧、改善进气、优化内燃机能量管理、耐摩擦技术等围绕提升内燃机热效率相关技术陆续进入推广应用阶段。

与电气化技术相结合的混合动力系统的稳步发展、48V系统也将迎来较大范围的应用。但我国对内燃机的研发上和国际先进公司有一定差距、仍需要加强开发能力和培养人才。

从源头入手大规模使用较清洁燃料


面对仍有传统燃油汽车巨额的保有量,生物燃料推广将有助于节能减排。其中生物燃料乙醇,可作为燃料与汽油混合。据不完全统计,已经有超过40个国家和地区推广生物燃料乙醇和车用乙醇汽油,年消费乙醇汽油约6亿吨,占世界汽油总消费的60%左右。

早在20世纪70年代中期美国开始销售乙醇汽油,现在几乎所有美国汽油都含有一些乙醇。美国能源情报署(EIA)估计,2017年,美国消耗的142.85亿加仑成品汽油中含有约143.9亿加仑的燃料乙醇,相当于成品汽油消耗总量的约10%。

通常,具有10%乙醇含量的汽油被称为E10,而几乎所有汽油车都可以使用E10。乙醇优点是充分燃烧的产物只有二氧化碳和水,在汽油中掺杂乙醇可以提升油品的含氧量,燃烧更充分,有效减少CO和HC等有害化合物。

生物柴油燃料是无毒和可生物降解的,它与从原油中提炼的石油柴油燃料相比,生物柴油燃烧产生的空气污染物较少。

美国政府认为生物柴油是碳中性的,因为作为制造生物柴油原料来源的植物,如大豆和棕榈树,在生长时会吸收二氧化碳;这些植物对二氧化碳的吸收抵消了制造和燃烧生物柴油时形成的二氧化碳。

美国生产的大多数生物柴油都是用大豆油制成的。一些生物柴油也可由用过的植物油或动物脂肪产生,包括回收的餐馆油和油脂。

在美国的乙醇生产,为农民提供支持并创造国内就业机会。由于乙醇是在国内生产的,来自国内种植的作物,它减少了美国对外国石油的依赖,并提高了国家的能源独立性。其中2017年,美国出口了近14亿加仑的燃料乙醇,美国连续八年成为乙醇净出口国。

同样的我国发展生物燃料乙醇不仅有利于促进粮食供求平衡,形成粮食生产和消费良性循环发展的局面,稳定农业生产,为农民开辟新的增收渠道,也减少进口石油依赖。

2018年12月29日,发改委等七部委联合发布公告称,2019年1月1日起,全国全面供应符合第六阶段强制性国家标准VIA车用汽油(含E10乙醇汽油)、VI车用柴油(含B5生物柴油)。


动力电池和燃料电池技术持续发展



汽车电动化对环境友好,对节能减排具有积极的作用;作为核心部件电池在过去数年内急剧地进行技术革新,价格也正在下降。虽然纯电动汽车与传统内燃机汽车价格上和行驶里程上仍有差距,我国在动力电池学术水平、技术能力、产业和人才有着较高水平,通过进一步的技术革新,有着美好的运用前景。从目前全产业链上电池部分矿物原材料进口依赖度大、使用环保电能、下一代电池技术及废旧电池有效利用等还有待改善。

在燃料电池技术发展方面,国内燃料电池技术尚处于试验认证阶段,而国外燃料电池车已进入商业化初期,在产业链及关键部件技术与国外差距较大;不过在政府产业技术路线规划及各路资本的共同推动下燃料电池汽车上下游产业链建设、零部件技术难点突破和基础设施滞后等问题将逐一得到解决,使我国燃料电池产业化。

千百万年来,人类历经和优化利用了不同形式的能量源,逐渐意识到我们获取能量的同时需减少温室气体及空气污染所带来的影响,汽车尾气排放占全球温室气体排放量较大,气体污染物对环境的影响日益受到人们重视;

特别以当今中国为例,燃油汽车保有量巨大,电动汽车使用的电以煤电为主,二氧化碳减排效益还不不明显。但随着内燃机技术不断发展、燃料与电源的清洁化,车辆用电的碳排放会越来越低。

汽车节能技术、电动汽车、无人驾驶技术、汽车互联共享技术等的协同推进将重塑交通系统,有利于温室气体减排,降低空气污染,优化人类生存环境。

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