汽車清潔能源及應用

2024年3月23日發(作者：幾號萬圣節)

汽車清潔能源及應用

摘要:汽車清潔能源是當今環保節能的重要課題,因此,本文對汽車及汽車能

源的發展和汽車清潔能源的類型進行了詳細的分析,以及對我國新能源汽車的應

用與發展進行了展望。

關鍵詞:汽車能源清潔能源

隨著我國經濟的發展,汽車的數量也持續呈上升趨勢,這對壞境造成污染的同

時也造成了能源的缺乏。因此,通過發展清潔的能源汽車,改善大氣質量有著重要

的意義。

一、汽車及汽車能源的發展

中國汽車的制造業始于l956年7月13日,長春第一汽車制造廠生產的第一批

解放牌卡車標志中國汽車工業的開始。目前,中國汽車的年產量已經居于世界第6

位。改革開放以來,我國的汽車工業取得了很大的發展。但是,由于技術水平低,

開發能力差等多種原因,國產汽車的排放污染比較嚴重。

汽車工業的快速發展,在帶給人們越來越方便的同時,由于燃料的消耗和汽車

尾氣的排放,也使得能源和環保問題日益突出。在一些發達國家中,目前汽車排放

的尾氣已占大氣污染的30%-60%。因此,無可否認,汽車尾氣排放污染物已成為污

染環境的重要因素。

汽車保有量的迅猛增加,石油消費也在快速增長。2000年,我國汽油產量是

4134.7萬噸,汽車消耗量為35544萬噸,占總量的86%,柴潮產量7079.6萬噸,汽車

消耗量為14096萬噸,占總量的19.9%,2000年我國進口石油為7000萬噸。在交通

運輸中,汽車是最大的石油消費用戶。在石油產品中85%-90%和柴油的30%被汽

車所消耗。面的中國目前汽車的飛速發展和汽車保有量的迅猛發展,迫切需要輯

決石油短缺問題。同時,隨著環境意識的不斷增強,人們對控制汽車排放的呼聲也

越來越高。如果汽車工業再不采取措施,利用先進技術,開發各種清潔汽車,將很難

有更大的發展。而開發全球化的具有先進技術的清潔能源的汽車是解決能源問題

的唯一途徑。

二、汽車清潔能源的類型

1、以燃料電池為能源的汽車富氫燃料經電解生成氫,通過鉑催化劑作用使氫

與空氣中的氧反應而直接產生電能,因其作用的電解質不同而有不同的種類。目

前主要研究的以其介質命名有堿性燃料電池、磷酸燃料電池、熔融碳化物鹽燃料

電池、固體氧化物燃料電池以及質子交換膜燃料電池等,其中質子交換膜燃料電

池較適合車用。

(1)燃料處理器對燃料進行重整,產生一定濃度的氫;

(2)電源組(燃料電池組)氫和空氣中的氧在此產生直流電和可回收的熱能,由

于每個電池單元的電壓僅在1V以下,因此必須多個電池單元結合在一起才能達

到所需電壓;

(3)動力調控裝置將直流電轉換成交流電,同時降低電壓峰值并進行波形調整,

輸往驅動電機。

2、以天然氣為能源的天然氣汽車天然氣是世界上公認的清潔燃料,推廣應用

天然氣汽車是降低汽車發動機排放、改善能源利用結構和緩解石油短缺的有效措

施之一。以天然氣作為燃料的汽車叫做天然氣汽車。它是氣體燃料汽車的一種。

用氣體作為燃料的汽車有很多種,如利用木材、木炭、煤等煤氣發生爐產生的煤

氣車等等。但這些氣體燃料用起來不是汽車跑不遠就是使用起來不方便。而天然

氣在發動機中燃燒好、廢氣排放污染低,價格又便宜,因而使天然氣汽車在新世紀

中將會得到更大的發展。

現代技術先進的汽車燃料系統大多是用電腦控制的電子燃料噴射系統。就是

用電腦根據使用的工況自動地改變電子噴射閥所噴出的汽油的時間、流量以及點

火時間。如改用天然氣作為燃料,需要將汽油的電子噴射閥換成或另外加裝天然

氣電子噴射閥,再改動電腦的控制軟件的等程序,就可以成為燃燒天然氣的天然氣

發動機。當然,天然氣燃料系統中的其它部件和儲氣瓶、減壓閥等還是不可少的。

以天然氣作為汽車燃料的具有以下特點

(1)有較高的經濟效益在相同的當量熱值時,世界各國一般將1立方米天然氣

的價格控制為1升汽油柴油的一半。如果各類發動機的熱效率比較接近,則天然

氣汽車的燃料費用大約是汽油車或柴油車的一半。就汽車發動機而言,天然氣容

易擴散,在發動機中容易和空氣均勻混合,燃燒比較完全、干凈、不容易產生積碳,

抗爆性能好,不會稀釋潤滑油,因而使發動機汽缸內的零件磨損大大減少,使發動

機的壽命和潤滑油的使用期限大幅度增長。這些都會降低汽車的保養和運行費用,

提高汽車使用的經濟性。

(2)有較好的社會效益與石油燃料相比,氣體燃料在制備過程中能量損失較小,

對大氣的有害排放污染物少。從燃料來源考慮,對環境保護是更有利的。汽車發

動機排放的廢氣中含有的有害成分,是城市大氣污染的主要來源之一其中主要的

有害成分是一氧化碳(CO)、碳氫化合物(HC)一氧化氮(NO)和二氧化氮(NO2),統稱

為氮氧化物、二氧化硫、顆粒物質(PM)以及碳煙等。使用天然氣作為汽車燃料

可以大量地降低發動機廢氣排放中的各種有害成分。這也是二十一世紀使用天然

氣作為汽車燃料的一個最主要的原因。

(3)使用比較安全CNG、LNG和LPG汽車的氣瓶或氣罐等都很結實可靠。

天然氣本身比空氣輕(LPG除外),稍有泄漏,很快就會擴散到大氣中。氣體燃料系

統的各個部件,特別是密封部分,都經過嚴格的檢查。因此,天然氣作為汽車燃料是

比較安全的。

三、我國新能源汽車的應用與發展

我國從l994年起,就已經成為純石油進口國。眾所周知,天然氣、液化石油氣

具有良好的物理和化學特性,作為汽車代用燃料,能夠有效地降低汽車尾氣中的有

害成分。從長遠來看。環保、安全和節約能源三大因素將主導汽車工業的未來。

我國應該根據各種不同的清潔汽車的特點選擇適合自己發展的清潔能源汽車,以

促進我國汽車工業的更迅猛發展。

汽車和CNG汽車。這種汽車的車型有夏利、捷達、桑塔納、小紅旗,

富康等。已經具備產業化的基礎我國大型的城市客車用單一的CNG發動機已經

達到歐洲排放法規的要求,實現了產業化在公交領域占有重要地位

b.混臺動力汽車。我國的混合動力汽車的工作處于起步階段,目前只有部分高

等院校和科研機構開展了前期的一些工作。

c.電動汽車。電動汽車的研究和開發處于試驗階段,科研單位和院校對電動汽

車的關鍵技術作了深人的研究,但大部分成果仍停留在試驗階段。

d.燃料電池汽車。燃料電池汽車的關鍵技術已經成熟,我國開展了大量的有關

電機和電控技術方面的研究工作,相關技術已經成熟。

總之,二十一世紀的汽車清潔能源,是解決汽車工業的發展所帶來的能源與環

境保護問題,并且它對我國國民經濟持續、快速、健康地發展具有非常重大的意

義。

參考文獻:

[1]王秉剛.汽車清潔能源之路.可持續發展論壇.

[2]易宏彬.二十一世紀汽車清潔能源探討. 2003年第3O卷第1期.