交通新能源使用现状.doc

中国交通新能源使用现状一、新能源新能源又称非常规能源。是指传统能源之外的各种能源形式。指刚开始开发利用或正在积极研究、有待推广的能源，如太阳能、地热能、风能、海洋能、生物质能和核聚变能等。 新能源的各种形式都是直接或者间接地来自于太阳或地球内部伸出所产生的热能。包括了太阳能、风能、生物质能、地热能、核聚变能、水能和海洋能以及由可再生能源衍生出来的生物燃料和氢所产生的能量。也可以说，新能源包括各种可再生能源和核能。相对于传统能源，新能源普遍具有污染少、储量大的特点，对于解决当今世界严重的环境污染问题和资源（特别是化石能源）枯竭问题具有重要意义。同时，由于很多新能源分布均匀，对于解决由能源引发的战争也有着重要意义。 联合国开发计划署（UNDP）把新能源分为以下三大类：大中型水电；新可再生能源，包括小水电、太阳能、风能、现代生物质能、地热能、海洋能（潮汐能）；穿透生物质能。 我国在新能源的应用方面，还处于开始阶段，但较前几年来说，已经有了明显的进步甲醇汽车技术在上个世纪发展就基本成熟，具备实用能力；乙醇在汽油机上使用的技术也已经比较成熟，关键是需要国家产业政策的支持，使消费者和制造产商都能从中获利，以创造适合其市场化的条件；生物柴油的应用仍然处于起步阶段，用油料植物提炼的工艺问题已经基本解决，建立绿色能源基地和生物柴油产业的尝试工作已经开始；目前最具有工业前景的工艺路线为合成气一步法合成二甲醚，但它面临了很多问题：需要高效、低价的煤制气工艺及设备i 需要能满足大型化二甲醚生产用的反应器；解决以煤为原料N -甲醚生产过程中二氧化碳的利用；相关催化剂的开发与生产；二甲醚的分离与提纯；加速DM E作为化学中间体的应用开发。 据美国能源部估计，2050年全球的汽车保有量将增长到35亿辆，其中发达国家增长约一倍，而发展中国家增长15倍。国际能源机构的统计数据表明，预计到2020年交通用油占全球石油总消耗的62以上。美国能源部研究预测，2020年以后，全球石油需求与常规石油供给之间将出现净缺口，2050年的供需缺口将达到500亿桶，几乎相当于2000年世界石油总产量的两倍。 2007年6月24日，十届全国人大常委会第二十八次会议首次审议了节约能源法修订草案，修订草案中明确规定，国家鼓励生产节能环保汽车，节约能源法修订草案中增设了交通运输节能的内容。草案提到，国家鼓励开发和推广应用清洁、替代燃料，鼓励开发、生产、使用醇类燃料汽车、混合动力汽车、电动汽车、燃气汽车等新能源汽车。在国际社会能源结构调整中，在可再生能源、新能源已经逐步走上历史舞台的时代，中国政府和全社会也在致力于发展新能源和可再生能源，化解能源结构单一的矛盾，通过实现能源结构多元化的思路应对未来可能出现的能源风险：第一，多元化发展，清洁汽油、清洁柴油、混合动力、燃料电池、生物质能、纯电动等技术多元发展；主要汽车厂商也兼顾多种技术，如丰田汽车公司兼顾混合动力技术和燃料电池汽车技术，戴姆勒克莱斯勒汽车公司兼顾先进柴油车技术、混合动力汽车技术和燃料电池汽车技术。第二，阶段性不均衡发展。比如：短期内，清洁柴油技术相对成熟、混合动力初步商业化：中期，混合动力汽车有望进入大规模商业化阶段；长期，燃料电池有可能进入规模化生产阶段。第三，汽车厂商强强联合。节能汽车研发成本高，一般在10亿美元以上，汽车厅商将组成联盟，如通用和丰田在燃料电池汽车研发上一度联手；通用、戴一克、宝马在混合动力汽车研发上组成技术联盟；戴一克、福特合作研发燃料电池汽车。第四，政府的大力支持，这无疑是个充要条件。二、新能源应用现状1、N G ( 含LPG ) 来源丰富，世界天然气的探明储量与石油大体相当，由于在开发程度上天然气赶不上石油( 主要是第三世界) ，天然气的储采比比石油的大，也就是，天然气将伴随人类更多的岁月。而液化石油气的来源没有天然气丰富，但也属于较为丰富之列。燃料经济性好第一方面是热效率高，天然气的辛烷值比汽油高，其RO N 和 O N 高达120，燃用天然气比燃用汽油时许可压缩比高( 大约高2-, 4个单位) 。若原汽油机的压缩比等于8，燃用天然气时压缩比允许提高到10- 12，相应的理论循环热效率可以提高712。如果采用两用方式，压缩比不变。燃用天然气时热效率提高的幅度没有这样大可以利用天然气辛烷值高，抗爆性好的优势，通过适当调大点火提前角使热效率有所提高。液化石油气的辛烷值赶不上天然气，但是还是比汽油高，故也有提高压缩比、提高热效率的潜力。第二方面是燃料的价格较低。天然气开采后的再加工成本( 含运输) 比汽油低，售价理应比汽油低。我国的天然气售价各地不一，以西安为例，l m 3CN G售价为265元，而汽油l kg的售价为7元。按照热值计，l m 3天然气相当于08l kg汽油，O 81kg汽油的售价为567元。因此，天然气比汽油要便宜53。影响燃油价格的因素很多。从能源结构和环保等因素出发，各国均从政策上对天然气、液化石油气等新能源给予倾斜，使燃用新能源可从能源费用上获益3050。这是决定新能源与汽油价差的重要因素。 排污少与汽油相比，天然的燃烧比较完全，故其排放物中CO 低90，H C低50，微粒低40；天然气混合气的热值低，燃烧温度较低，故其N O x排放浓度小30：天然气中含硫量极少，排放物中SO 几乎为零，S02低70；因天然气中不含铅，故铅的排放为零；天然气成分中含碳元素比较少，故在发热量相同排气中的C02低23。发动机使用寿命长； 维修费用较少；怠速及过渡工况运行稳定性好当然，天然气也存在一些不容忽视的缺点。不过这些缺点或面I临的问题都是可以解决的，如动力性下降，采取适当的技术措施不难克服；储气瓶占据空间较大，增加了布置上的难度，但并未到达不能接受的程度；用户初始投资较大，可以通过燃料费用上的收益予以补偿；加气站网络投资大，通过政府给政策以及投资者经营加气站等巨大效益的吸引力，也可以解决。根据天然气的发展势头，天然气汽车会得到迅速的发展。到了二十一世纪中叶，天然气汽车在汽车总保有量中将占举足轻重的地位。在我国汽车保有量中，以天然气和液化石油气汽车为代表的燃气汽车的数量增加很快，已经从几年前的微不足道，发展到了现在的3l 万辆，成为汽车大家庭中不可忽视的族群，而且其增长的势头很猛。从天然气和液化石油气的理化性能看，其着火危险性并不比车用汽油大，但汽车的使用、维护和管理人员对燃气汽车尚不熟悉，容易发生工作不到位甚至失误，使汽车运行过程中的事故隐患较多。此外，燃气汽车燃料供给系统的薄弱环节相对比较多，比较容易发生泄漏并由此引发火灾。近年来，与燃气汽车有关的火灾事故时有发生，应当引起高度的重视。影响LN G 供应的主要瓶颈是天然气液化和再气化能力，LN G 生产国和主要大油气公司将要建造更多的LN G 设施。但由于项目建造成本和其他开支增加，投资、气价波动、未来需求、项目选址、供货合同及政治不确定性等因素，都会影响LN G项目建设和市场供应。除此之外，就是LN G的运输问题了。2、甲醇甲醇作为替代能源具有很多优点：首先，因为甲醇的来源广泛，且具有一定的可再生性，可利用天然气、煤、石脑油、重质燃料以及木材、垃圾等来提炼，其中煤制甲醇更具重大意义，尤其对含硫量高、不易民用或工业用的煤，也不影响生产甲醇。从煤中制取甲醇，也可在多种可点燃物质中提取混合醇，再将甲醇作为燃料代替汽油，等于汽车烧煤；其次，甲醇含氧量高，燃烧充分，能有效地降低和减少有害气体的排放，按照国家标准，碳氧化合物下降989，碳氢化合物下降8811，达到欧标准，部分指标达到欧标准，有利于环境保护，故有绿色环保燃料之称；第三，甲醇燃烧生成的积碳少，避免了因积碳的形成而引起表面点火、动力下降等现象，且可降低各工况排气温度，有利于降低零部件热负荷，延长发动机部件的使用寿命；第四，甲醇是一种性能优良的溶剂，能有效地消除油箱及油路系统中杂质的沉淀和凝结，有良好的油路疏通作用，减少为清洁疏通油路而购买的如油路通、燃油精等添加剂的费用开支；第五，燃用低比例甲醇汽油时，无须作任何改造即可正常使用；第六，因为甲醇辛烷值高，适用于高压缩比发动机，可提高发动机的效率。我国的能源状况是贫油少气富煤，以煤制甲醇是较好的出路，甲醇与汽油按一定比例混合就成为甲醇汽油，它可以直接代替普通汽油，缓解汽油的紧张局面。据研究表明：甲醇汽油燃烧比90号汽油的排气中有害物少，对环境污染的影响也轻，比无铅汽油燃放排气的氧化碳和未燃烧的碳氢化合物也少得多。经上海环保产品质检总站实际测试，一氧化碳降低90以上，碳氢化合物降低90以上。车用甲醇燃料作为一种清洁型的车用燃料，不但可以有效地节约石油资源，还大大减少汽车尾气污染，是一种清洁的车用燃料。主要问题及应用前景：第一，低温起动性较差，甲醇的汽化潜热比汽油要高出许多，使进气温度较低，影响了燃料的充分汽化，导致低温起动性较差；第二，甲醇与汽油易分层，甲醇与汽油必须借助于某些添加剂才能互溶，但对温度很敏感，这也就提高了对燃料的要求和增加了储运的难度；第三，腐蚀作用及毒性；第四，热值较低。甲醇的合理应用可降低汽车排污，其能量密度虽然赶不上汽油和柴油，但仍不失为能量密度较高的品种之一，从性质上看，它的主要特性与汽油接近，甲醇的辛烷值高和含氧的特性，使其在点燃式发动机上有良好的应用前景。3、二甲醚二甲醚是乙醇的同素异构体，但其常态为气态。主要优点：来源比较丰富，二甲醚可用天然气、煤、石油焦炭或生物质为原料制得。二甲醚的十六烷值高，为5560，是柴油的理想替代燃料。二甲醚的气化性能比柴油好，其分子结构中没有CC键，只有CO 和CH 键，又含有、较大比例的氧( 348) ，故可实现无烟燃烧。二甲醚的自燃温度低，滞燃期短，燃烧噪音低。主要问题及应用前景：1) 储气瓶占用空间大二甲醚的能量密度小，在液态下，二甲醚相对于柴油的容积系数为19，这意味着它的按容积计量的能量密度较小，为了保证大体相等的行驶里程，二甲醚汽车储气瓶的容积必须等于柴油车油箱的19倍。2) 携带不便二甲醚在几个大气压下为液态，其携带上的难度类似液化石油气，没有汽油、柴油方便，当利用原柴油机的供油系统供给二甲醚时，需要设法保持储气瓶的压力，比液化石油气汽车稍显复杂。3) 汽车用户的初始投资较大，初始投资与液化石油气汽车相当。4) 建站费用较高与天然气和液化石油气一样，需要从无到有建立完善的加气网络。建加气站的投资力度与液化石油气相当，低于天然气。目前，在我国液化气已经十分普及，我国液化石油气每年进口均在4000万吨以上，倘若二甲醚作为民用燃料能得以推广，则因燃气需求量不断增加而导致大量进口液化石油气的局面迅速扭转。另外，二甲醚作为车用代用燃料，有着天然气、甲醇、乙醇、氢气不可比拟的综合优势。4、生物燃料主要优点：乙醇作为汽车能源，来源是比较丰富的，且具有一定的可再生性，同时它具有有利于提高热效率的一些特性，如辛烷值高，许可压缩比高以及着火界限宽，火焰传播速度快，有利于采用稀混合气等，最主要的是，乙醇的含氧量为50，有利于改善燃烧，降低排污，与汽油混烧，可使混合燃料也变成含氧燃料。从乙醇在汽车上的应用前景上看，虽然其能量密度赶不上汽油和柴油，但燃用乙醇的发动机主机与汽油机成本相当，掺烧量不大时可以通用，汽车的使用成本与汽油车基本相当，燃料的运输性、燃料供给的方便性以及工作性能与汽油也十分接近。主要问题及应用前景：乙醇作为汽车能源，除了一些应用上的问题，如：低温起动性较差，醇与汽油易分层，价格昂贵以及具有腐蚀性等，目前，美国一项最新的能源报道指出，备受关注的新能源乙醇燃料并非完全“ 清洁” ，过度使用也可能隐含弊端。目前世界上普遍用玉米做原料生产生物燃料，由于大量消耗玉米，加上大豆等油料作物种植量的下降，导致玉米价格飞速上涨。不过，在中国可再生能源中长期发展规划中，已明确提出，中国发展新能源将遵循不和民抢粮，不和粮争地的原则，中国生产生物燃料的原料将是非粮食作物。根据国家有关部门的预测：2010年我国汽油市场的规模将达到6650万吨。全国2004年燃料乙醇产量只有20万吨，在扩大车用乙醇汽油试点后，2005年达到75万吨，而2006年超过 万吨。虽然，近几年我国燃料乙醇的产量增加迅猛，到2010年也远远达不到660万吨( 按照10的乙醇添加量) 的需求。生物柴油生物柴油属生物能源，生物能源包含的内容很广。能源短缺，石油供应紧张，尤其是柴油供应更为紧张的现实，使人们对柴油替代能源的研究开发十分重视。生物柴油是一种理想的柴油机燃料，是很具潜力的汽车可再生替代燃料。生物柴油是以油料作物、野生油料植物和工程微藻等水生植物油脂，以及动物脂肪、餐饮废油等为原料油，通过酯交换工艺制成的甲酯或乙酯燃料，这种燃料可供内燃机直接使用。生物柴油是一种清洁含氧燃料，具有可再生、易于降解、燃烧污染排放低、温室气体排放低等特点。中国“ 十五纲要” 已明确提出发展各种石油替代品，将发展生物液体燃料确定为新兴产业发展方向。生物柴油在我国具有巨大的发展潜力，在经济效益、环境效益和社会效益乃至能源安全等方面具有重大深远的作用。生物柴油的应用推广可以促进我国能源安全、可持续发展、建设节约型社会国策的落实。虽然生物燃料被普遍认为是一种更加清洁的能源，但目前有许多经济学家和环保人士认为，一旦生物燃料大规模推广，就会带来环境破坏、粮食涨价等诸多问题，而在人口众多但耕地面积较少的亚洲和非洲，这一问题就更加突出。5、电能主要优点：第一，来源丰富，电能是二次能源，原则的讲，它可以来源于任何一种其他的能源。能源的种类很多，许多并不适合在汽车上直接使用。但是，这些即将二十一世纪的重要能源而且更长远考虑会成为人类能源基础的能源品种不宜在汽车上直接使用，并不意味着它们转化为二次能源后仍不适合在汽车上应用。因此电动汽车的能