發(fā)展環(huán)?蛙(chē)的困境與希望
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根據(jù)我國(guó)實(shí)施的環(huán)保新標(biāo)準(zhǔn),歐Ⅲ排放的柴油機(jī)、CNG、LPG發(fā)動(dòng)機(jī)為動(dòng)力的城市客車(chē),將成為今后的主導(dǎo)車(chē)型。電動(dòng)城市客車(chē)、混合燃料客車(chē)目前國(guó)內(nèi)開(kāi)始試驗(yàn)性運(yùn)行,預(yù)計(jì)2008年將開(kāi)始投入使用。
與柴油發(fā)動(dòng)機(jī)相比,CNC、LPG燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)更為環(huán)保,而且造價(jià)并不高,目前使用安全問(wèn)題正在逐步解決,相信將來(lái)會(huì)有大的發(fā)展,而且在短期內(nèi)應(yīng)該成為解決排放污染的主要手段之一。然而推廣這些清潔能源的最大困難是氣站的建立,由于安全等因素考慮,這些加氣站無(wú)法建在市區(qū),同時(shí)一個(gè)城市要合理建成加氣站體系,其投入也非常昂貴,這很大程度上限制了這類客車(chē)的推廣。另外,目前CNG、LPG等燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)和性能仍需進(jìn)一步改進(jìn),由于性能不穩(wěn)定在局部地區(qū)LPG公交車(chē)已經(jīng)造成了營(yíng)運(yùn)費(fèi)用大幅提高等問(wèn)題。據(jù)悉,比LPG更環(huán)保的LNG已經(jīng)在長(zhǎng)沙試驗(yàn)成功,以今天科技的發(fā)展速度,這些技術(shù)的成熟并可以大量的投入營(yíng)運(yùn)不會(huì)太遠(yuǎn)了。
最為理想的是氫燃料電池動(dòng)力。目前氫燃料電池動(dòng)力已經(jīng)受到很大關(guān)注,氫燃料有很多讓人樂(lè)觀的特點(diǎn):排放無(wú)污染、能源效率高,其最大的優(yōu)點(diǎn)就是取之不盡、用之不竭,獲取氫最容易的方法就是電解水。目前,燃料電池動(dòng)力的推廣還有很多困難,技術(shù)上的障礙、氫能源大量生產(chǎn)和存儲(chǔ)、建設(shè)供給設(shè)施的巨額費(fèi)用等等。
客車(chē)常用的幾種環(huán)保動(dòng)力技術(shù)
客車(chē)的能源供給方式主要包括燃油(柴油、汽油)、燃?xì)?LPG、CNG、LNG)、電力3大類。這幾種能源當(dāng)中,國(guó)家認(rèn)定:LPG、CNG、LNG、電力以及清潔油為清潔能源,其中作為動(dòng)力源的排放標(biāo)準(zhǔn)依次為電力<CNG/LNG<LPG<普通燃油。
從技術(shù)方面而言,當(dāng)年中國(guó)客車(chē)企業(yè)的研究方向主要是進(jìn)一步加大對(duì)傳統(tǒng)燃油車(chē)技術(shù)的完善,而同時(shí)CNG和LPG技術(shù)性也正在發(fā)展和完善中,電動(dòng)車(chē)技術(shù)目前性能還較差,需要進(jìn)一步完善。從技術(shù)長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看,環(huán)?蛙(chē)生產(chǎn)的目標(biāo)應(yīng)是CNG、清潔柴油和電力。從經(jīng)濟(jì)的角度看汽車(chē)清潔能源的話,考慮到車(chē)輛購(gòu)置成本、氣體供應(yīng)以及氣站建設(shè)等多個(gè)方面,LPG<CNG<電動(dòng)。綜合到中國(guó)客車(chē)業(yè)的現(xiàn)狀,到目前為止,眾多客車(chē)企業(yè)開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品也還是以LPG為主要方向。
天然氣容易組織完全的燃燒,且燃燒時(shí)CO2排放少,但由于十六烷值低,不能直接用于壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī),柴油機(jī)應(yīng)用天然氣時(shí)多采用噴射柴油引燃天然氣的雙燃料方案。這種方案的最大優(yōu)點(diǎn)是微粒排放少,煙度低,但需要兩套燃料供給系統(tǒng)而使其結(jié)構(gòu)復(fù)雜,燃料供應(yīng)的調(diào)節(jié)比較困難。天然氣在汽車(chē)上使用的需采用高壓氣瓶來(lái)儲(chǔ)存,同時(shí)建設(shè)高壓加氣站網(wǎng)絡(luò)需要巨額投資,其續(xù)駛里程不如燃油汽車(chē),造成天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)汽車(chē)缺乏機(jī)動(dòng)性,但應(yīng)用天然氣對(duì)緩解石油危機(jī)有著很大的現(xiàn)實(shí)意義。CNG應(yīng)該是將來(lái)一段時(shí)間客車(chē)環(huán)保技術(shù)發(fā)展的主要研究對(duì)象。
混合動(dòng)力,顧名思義是將原動(dòng)機(jī)、電動(dòng)機(jī)、能量?jī)?chǔ)備裝置(蓄電池)組合在一起,它們之間的良好匹配和優(yōu)化控制,可充分發(fā)揮內(nèi)燃機(jī)車(chē)和電動(dòng)車(chē)的優(yōu)點(diǎn),避免各自不足,是當(dāng)今最具有實(shí)際開(kāi)發(fā)意義的低排放、低油耗車(chē)型。世界各國(guó)其實(shí)都在致力于開(kāi)發(fā)先進(jìn)的混合動(dòng)力電動(dòng)車(chē),美國(guó)、日本還有歐洲都在近幾年有了長(zhǎng)足的發(fā)展。近些年在國(guó)內(nèi)外各大客車(chē)展上我們也看到有混合動(dòng)力汽車(chē)展出。另外,我國(guó)的混合動(dòng)力汽車(chē)研究也逐漸進(jìn)入了實(shí)質(zhì)性階段。宇通、金龍、深圳五洲龍等企業(yè)都已經(jīng)能夠生產(chǎn)此類客車(chē)。
雖然燃料電池是未來(lái)最有前途的汽車(chē)動(dòng)力源,但目前許多領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)尚未完全突破。研究人員仍未找到可以完全替代稀有貴金屬
Pt 的催化劑,質(zhì)子交換膜和極板由于技術(shù)不成熟也還未能大批量工業(yè)化生產(chǎn),電堆的熱管理系統(tǒng)尚處于實(shí)驗(yàn)性階段。另外,氫燃料的制備、存儲(chǔ)和運(yùn)輸?shù)幕A(chǔ)設(shè)施投資巨大,關(guān)鍵技術(shù)和成本等方面還存在需要攻克的難關(guān),燃料電池在短期內(nèi)尚難實(shí)現(xiàn)大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化的目標(biāo)。
其他動(dòng)力能源。大多數(shù)專家堅(jiān)信,氫氣將是未來(lái)汽油最可靠的代替品,但氫動(dòng)力的發(fā)展障礙在于必須確保使用的安全性和必須有一套高效的燃料添加裝置。
生物燃料。乙醇,一種可替代燃料,將會(huì)降低30%的一氧化碳和10%的二氧化碳排放,我國(guó)政府在2001年開(kāi)始推廣乙醇燃料的使用。阻礙生物燃料乙醇廣泛應(yīng)用的因素在于它的生產(chǎn)成本過(guò)高,大概為傳統(tǒng)燃料汽車(chē)的4倍。
雙酯類柴油。雙酯類柴油又稱生物柴油,由柴油和向日葵花、油菜籽中的甲基酯混合而成。該燃料通常含有11%的氧來(lái)增強(qiáng)燃燒。甲基酯與柴油以30%的比例混合制成的,在技術(shù)上和環(huán)保方面都達(dá)到了理想的水平,顆粒排放能降低22%
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需要指出的是為滿足日益嚴(yán)格的要求,上述技術(shù)需考慮成本等具體因素的綜合采用。未來(lái)發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的發(fā)展重點(diǎn)是進(jìn)一步降低NOx和PM的排放量。從國(guó)外的發(fā)展來(lái)看,歐Ⅰ發(fā)動(dòng)機(jī)一般通過(guò)機(jī)內(nèi)凈化措施及優(yōu)化進(jìn)氣、燃燒過(guò)程,采用進(jìn)氣增壓技術(shù)解決;歐Ⅱ發(fā)動(dòng)機(jī)在前述基礎(chǔ)上進(jìn)一步采用中冷技術(shù)和EGR、電控燃油泵,部分機(jī)型采用氧化型催化器;歐Ⅲ以上發(fā)動(dòng)機(jī)在前述基礎(chǔ)上為提高噴油壓力一般采用電控共軌系統(tǒng)或單體泵、泵噴嘴,EGR也廣泛應(yīng)用,同時(shí)采用氧化型催化劑或顆粒過(guò)濾器,但前提是必須使用高品質(zhì)燃油。
滿足歐Ⅳ、歐Ⅴ以上標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)型目前處于研制當(dāng)中,需進(jìn)一步進(jìn)行優(yōu)化,采用復(fù)合型催化劑及降低NOx的措施,這些措施都將大大提高發(fā)動(dòng)機(jī)成本。研究代用燃料發(fā)動(dòng)機(jī)能較好地解決這一問(wèn)題。
產(chǎn)業(yè)化尚需時(shí)日
環(huán)保類客車(chē)進(jìn)入市場(chǎng)批量生產(chǎn)、實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化尚有很多問(wèn)題需要解決:一是現(xiàn)階段新型環(huán)保類客車(chē)技術(shù)還有諸多的技術(shù)關(guān)口尚未得到突破,生產(chǎn)出來(lái)的客車(chē)相比而言造價(jià)偏高,市場(chǎng)需求量并不大,而且環(huán)保作為一項(xiàng)公益性的理念,企業(yè)在重視這一理念的同時(shí),卻也不得不考慮自身前期研發(fā)的投入與具體經(jīng)濟(jì)回報(bào)之間的比較。二是研發(fā)周期與環(huán)保時(shí)限之間的沖突也是企業(yè)難以下手的原因之一。企業(yè)投入開(kāi)發(fā)完善其新產(chǎn)品需要一定的時(shí)間,相比國(guó)家越來(lái)越嚴(yán)格的排放法規(guī)而言,部分企業(yè)在投入產(chǎn)出上也有些應(yīng)接不暇。
注意環(huán)保還需要從大環(huán)境出發(fā),我國(guó)各地對(duì)環(huán)?蛙(chē)的要求不一,到目前為止,國(guó)內(nèi)真正談得上提倡注重引進(jìn)環(huán)保車(chē)型的也只有北京、上海以及少數(shù)省會(huì)城市及沿海發(fā)達(dá)城市。注重環(huán)保應(yīng)該從整個(gè)國(guó)民的大環(huán)境入手,否則,提倡的環(huán)保也只將是一句空話。
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