我国新能源汽车的发展现状

据《中国新能源汽车发展战略研究》报告预测,我国机动车拥有量将从2005年末的4 000万辆增长到2020年的1.4亿辆,2030年为2亿辆左右。机动车燃油消耗量占石油总消耗量的比例将从2000年的33%左右上升到2020年的57%。我国石油储藏量仅占世界储存总量的2.4%,从1993年起成为石油纯进口国,2000年石油总需求的33%依赖进口。因此,我国从能源、经济和社会的安全考虑,已着手进行汽车能源替代品的研发。

1.燃气汽车

燃气汽车的燃料包括CNG、LPG和氢气。目前世界上在用的这两种车辆超过了500万辆,约占世界汽车总保有量的0.7%,占新能源燃料汽车保有量的80%。CNG汽车和LPG汽车也是我国清洁汽车行动计划的主角,2008年在21个城市和地区推广,保有量超过24.3万辆,其中CNG汽车占52%。中国现有车用燃气加注站约为710座以上,其中CNG加注站约为400座。在以川渝地区为代表的天然气资源丰富的地区,加注站分布密度上升很快,已经初步形成了加注网络。不过,同全国82 000座传统加油站相比,CNG和LPG加注站的不足仍然制约着传统车用燃气作为大规模替代燃料的发展前景。目前主要的CNG汽车保有者仍然是营运类的公交车和出租车。

从汽车结构来分,使用燃气的汽车分为两类:燃气与传统汽、柴油并用的双燃料汽车和单一燃料的燃气汽车。中国目前在用的CNG和LPG汽车多数为双燃料汽车。这些双燃料汽车当中,有些是改装的燃油汽车,但大部分属于专门生产的双燃料汽车。

氢气作为车用的替代能源被政府和工业界广泛重视,发动机上改用氢燃料时,原则上不需要发动机作较大的改动就可以极大拓宽稀燃范围,提高汽车的燃料经济性,降低NOx和HC的排放,不过氢气燃烧后会产生大量水蒸气,气缸材料、润滑系统和点火系统都需要使用新设计或者新材料。氢能源的来源及加氢网络将长期制约氢燃料汽车的推广,现在主要通过制造氢燃料电池来解决氢能源应用危机。

2.醇类燃料汽车

醇类燃料汽车的燃料主要有乙醇和甲醇。借助现代发酵技术和现代化工分离技术,能将农作物的秸秆、玉米、甘蔗、棉籽、林灌木、树枝等农林产品以及畜牧业的废弃物等转化为优质的电、油和气。其中,利用生物制取的燃料乙醇是一种更清洁的能源,添加到车用燃料中的比例可达到10%、20%、50%、85%,甚至汽车可完全使用燃料乙醇。

当前,我国生物燃料乙醇产业按照“定点生产、定向流通、封闭运行”的原则布点发展,乙醇汽油的消费量已占全国汽油消费量的20%左右,成为世界上继巴西、美国之后第三大生物燃料乙醇生产国和消费国。

3.生物柴油汽车

目前我国生物柴油汽车的研究刚刚起步,与西方发达国家相比差距很大,未能形成生物柴油的产业化。

4.燃料电池汽车

燃料电池汽车由氢燃料罐和电池组成新型驱动装置,替代传统的发动机。它改变了汽车对石油的依赖,水是唯一的排放物。燃料电池有多种类型,用于汽车的主要是质子交换膜燃料电池。

由清华大学牵头研发的燃料电池公交车最高车速为86km/h,在40km/h等速运行条件下百公里氢燃料消耗3.3kg,约合12.4L汽油,而同类柴油车的油耗则为20L。同济大学牵头研发的燃料电池小客车尽管比先进国家起步晚了10年,但目前已与先进国家达到同一水平,在性能方面甚至开始超越它们。我国燃料电池发动机研发进步显著,已成为世界上少数几个掌握车用百千瓦级燃料电池发动机制造及测试技术的国家之一。自主品牌的燃料电池在额定功率下发动机的氢燃料效率不小于50%,质量比功率不小于16W/kg。2006年年底诞生的第四代“超越”燃料电池小轿车集成了200余项自主知识产权,仅动力平台就有65项专利。与第三代燃料电池汽车相比,总功率从80k W增加到100k W,最高车速由120km/h升至150km/h,一次性充氢续驶里程由230km增至300km。由10辆“超越三号”燃料电池轿车经10万km行驶后测算,百公里耗氢仅1kg,能源费用约35元,而同类普通汽车耗油费用约55元。

5.混合动力汽车

混合动力汽车有两个动力源:发动机和电动机。起动和中速以下行驶时,因发动机效率低,仅由电动机驱动车辆;常规行驶时,发动机作为主动力源;加速时,电池组为电动机供电,增强输出功率;减速或制动时,车轮惯性驱动电动机,将电动机变为发电机,为电池组充电。

目前,国内主要汽车企业均已进入混合动力领域。东风电动车辆股份有限公司自主研发的20辆混合动力公交车在武汉已运行了50万km,载客100多万人次,并已通过验收;一汽红旗HQ3已下线,具备了小批量生产能力,获得了国家汽车产品公告;一汽丰田公司生产的普锐斯轿车已上市;长安、奇瑞、东风等混合动力轿车开始陆续投放市场。

6.纯电动汽车

纯电动汽车是我国第一批取得产品准入公告的电动汽车,目前已批量生产和应用。北京理工大学等“产学研”研发的4种车型40辆公交车已投入北京121路公交线和密云区进行载客示范运行:其等速百公里耗电仅70k W·h。天津清源电动车辆股份有限公司与天津汽车集团等单位联合研制的纯电动轿车最高车速超过了120km/h,一次充电续驶里程达252km。该公司已有112辆纯电动轿车出口美国。“十五”期间,我国完成了三项纯电动汽车整车标准和两项电机标准的制定,纯电动汽车技术标准已基本齐全。以混合动力和多种燃料为主体的新能源汽车将出现产业化高潮。纯电动汽车将在特定区域、特定路线以及特种车辆市场方面得到发展;燃料电池汽车开始进入成熟期和商业化运营阶段;电动汽车保有量占汽车总保有量的5%～10%,年产销电动汽车达到150万辆以上。到2030年,电动汽车保有量占汽车总保有量的50%以上,年产销电动汽车达1 000万～1 950万辆。