汽车清洁能源及应用

2024年3月23日发(作者：几号万圣节)

汽车清洁能源及应用

摘要:汽车清洁能源是当今环保节能的重要课题,因此,本文对汽车及汽车能

源的发展和汽车清洁能源的类型进行了详细的分析,以及对我国新能源汽车的应

用与发展进行了展望。

关键词:汽车能源清洁能源

随着我国经济的发展,汽车的数量也持续呈上升趋势,这对坏境造成污染的同

时也造成了能源的缺乏。因此,通过发展清洁的能源汽车,改善大气质量有着重要

的意义。

一、汽车及汽车能源的发展

中国汽车的制造业始于l956年7月13日,长春第一汽车制造厂生产的第一批

解放牌卡车标志中国汽车工业的开始。目前,中国汽车的年产量已经居于世界第6

位。改革开放以来,我国的汽车工业取得了很大的发展。但是,由于技术水平低,

开发能力差等多种原因,国产汽车的排放污染比较严重。

汽车工业的快速发展,在带给人们越来越方便的同时,由于燃料的消耗和汽车

尾气的排放,也使得能源和环保问题日益突出。在一些发达国家中,目前汽车排放

的尾气已占大气污染的30%-60%。因此,无可否认,汽车尾气排放污染物已成为污

染环境的重要因素。

汽车保有量的迅猛增加,石油消费也在快速增长。2000年,我国汽油产量是

4134.7万吨,汽车消耗量为35544万吨,占总量的86%,柴潮产量7079.6万吨,汽车

消耗量为14096万吨,占总量的19.9%,2000年我国进口石油为7000万吨。在交通

运输中,汽车是最大的石油消费用户。在石油产品中85%-90%和柴油的30%被汽

车所消耗。面的中国目前汽车的飞速发展和汽车保有量的迅猛发展,迫切需要辑

决石油短缺问题。同时,随着环境意识的不断增强,人们对控制汽车排放的呼声也

越来越高。如果汽车工业再不采取措施,利用先进技术,开发各种清洁汽车,将很难

有更大的发展。而开发全球化的具有先进技术的清洁能源的汽车是解决能源问题

的唯一途径。

二、汽车清洁能源的类型

1、以燃料电池为能源的汽车富氢燃料经电解生成氢,通过铂催化剂作用使氢

与空气中的氧反应而直接产生电能,因其作用的电解质不同而有不同的种类。目

前主要研究的以其介质命名有碱性燃料电池、磷酸燃料电池、熔融碳化物盐燃料

电池、固体氧化物燃料电池以及质子交换膜燃料电池等,其中质子交换膜燃料电

池较适合车用。

(1)燃料处理器对燃料进行重整,产生一定浓度的氢;

(2)电源组(燃料电池组)氢和空气中的氧在此产生直流电和可回收的热能,由

于每个电池单元的电压仅在1V以下,因此必须多个电池单元结合在一起才能达

到所需电压;

(3)动力调控装置将直流电转换成交流电,同时降低电压峰值并进行波形调整,

输往驱动电机。

2、以天然气为能源的天然气汽车天然气是世界上公认的清洁燃料,推广应用

天然气汽车是降低汽车发动机排放、改善能源利用结构和缓解石油短缺的有效措

施之一。以天然气作为燃料的汽车叫做天然气汽车。它是气体燃料汽车的一种。

用气体作为燃料的汽车有很多种,如利用木材、木炭、煤等煤气发生炉产生的煤

气车等等。但这些气体燃料用起来不是汽车跑不远就是使用起来不方便。而天然

气在发动机中燃烧好、废气排放污染低,价格又便宜,因而使天然气汽车在新世纪

中将会得到更大的发展。

现代技术先进的汽车燃料系统大多是用电脑控制的电子燃料喷射系统。就是

用电脑根据使用的工况自动地改变电子喷射阀所喷出的汽油的时间、流量以及点

火时间。如改用天然气作为燃料,需要将汽油的电子喷射阀换成或另外加装天然

气电子喷射阀,再改动电脑的控制软件的等程序,就可以成为燃烧天然气的天然气

发动机。当然,天然气燃料系统中的其它部件和储气瓶、减压阀等还是不可少的。

以天然气作为汽车燃料的具有以下特点

(1)有较高的经济效益在相同的当量热值时,世界各国一般将1立方米天然气

的价格控制为1升汽油柴油的一半。如果各类发动机的热效率比较接近,则天然

气汽车的燃料费用大约是汽油车或柴油车的一半。就汽车发动机而言,天然气容

易扩散,在发动机中容易和空气均匀混合,燃烧比较完全、干净、不容易产生积碳,

抗爆性能好,不会稀释润滑油,因而使发动机汽缸内的零件磨损大大减少,使发动

机的寿命和润滑油的使用期限大幅度增长。这些都会降低汽车的保养和运行费用,

提高汽车使用的经济性。

(2)有较好的社会效益与石油燃料相比,气体燃料在制备过程中能量损失较小,

对大气的有害排放污染物少。从燃料来源考虑,对环境保护是更有利的。汽车发

动机排放的废气中含有的有害成分,是城市大气污染的主要来源之一其中主要的

有害成分是一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)一氧化氮(NO)和二氧化氮(NO2),统称

为氮氧化物、二氧化硫、颗粒物质(PM)以及碳烟等。使用天然气作为汽车燃料

可以大量地降低发动机废气排放中的各种有害成分。这也是二十一世纪使用天然

气作为汽车燃料的一个最主要的原因。

(3)使用比较安全CNG、LNG和LPG汽车的气瓶或气罐等都很结实可靠。

天然气本身比空气轻(LPG除外),稍有泄漏,很快就会扩散到大气中。气体燃料系

统的各个部件,特别是密封部分,都经过严格的检查。因此,天然气作为汽车燃料是

比较安全的。

三、我国新能源汽车的应用与发展

我国从l994年起,就已经成为纯石油进口国。众所周知,天然气、液化石油气

具有良好的物理和化学特性,作为汽车代用燃料,能够有效地降低汽车尾气中的有

害成分。从长远来看。环保、安全和节约能源三大因素将主导汽车工业的未来。

我国应该根据各种不同的清洁汽车的特点选择适合自己发展的清洁能源汽车,以

促进我国汽车工业的更迅猛发展。

汽车和CNG汽车。这种汽车的车型有夏利、捷达、桑塔纳、小红旗,

富康等。已经具备产业化的基础我国大型的城市客车用单一的CNG发动机已经

达到欧洲排放法规的要求,实现了产业化在公交领域占有重要地位

b.混台动力汽车。我国的混合动力汽车的工作处于起步阶段,目前只有部分高

等院校和科研机构开展了前期的一些工作。

c.电动汽车。电动汽车的研究和开发处于试验阶段,科研单位和院校对电动汽

车的关键技术作了深人的研究,但大部分成果仍停留在试验阶段。

d.燃料电池汽车。燃料电池汽车的关键技术已经成熟,我国开展了大量的有关

电机和电控技术方面的研究工作,相关技术已经成熟。

总之,二十一世纪的汽车清洁能源,是解决汽车工业的发展所带来的能源与环

境保护问题,并且它对我国国民经济持续、快速、健康地发展具有非常重大的意

义。

参考文献:

[1]王秉刚.汽车清洁能源之路.可持续发展论坛.

[2]易宏彬.二十一世纪汽车清洁能源探讨. 2003年第3O卷第1期.