齐头并进而非顺序发展
中国新能源路线图到底是什么样?日前,在第四十二场工程科技论坛上,汽车安全与节能国家重点实验室主任欧阳明高首先为我们介绍了国际上几个跨国汽车公司的新能源路线图。
丰田汽车公司的路线是:2000年,主要是汽油和柴油,同时油电混合动力汽车开始起步→2006年实现混合动力汽车产量30万(这一目标已经提前实现)→2010年前后,燃料电池车普及开始。 在2020年,丰田汽车公司将提供燃油动力汽车(此时,已经没有柴油、汽油之分)、油电混合动力汽车以及燃料电池汽车——当然,燃油动力汽车依然占有大部分的产量份额。
大众汽车公司的路线是:汽油、柴油动力车→2010之前天然气合--成燃料等开始大量在汽车上得到使用→2020年之前从生物中提取的合成油开始大量使用→2020年之后氢燃料车批量上市。
本田的路线则是:“清洁的汽油车”→油气混合动力车→天然气汽车→最终的氢燃料电池汽车。
欧阳明高认为,中国的新能源汽车路线图将不同于以上任何一种模式,因为中国汽车业是后发的,一方面汽车传统发动机技术落在跨国公司之后,另一方面新能源技术却紧跟汽车发达国家。因此,我国的汽车能源技术,与别国相比,不是顺序发展的,而是齐头并进的,即在优化现有车用能源动力系统(即发展节油汽车)的同时,发展新能源汽车。
在本次论坛接近尾声之时,中国工程院院士郭孔辉的总结也认同了欧阳明高的判断。郭孔辉认为,中国汽车能源的出路不外乎开源和节流:节流方面,主要的方法是优化现有的传统发动机、发展新材料技术以及以新的设计理念重构轻量化车身;开源方面,先是替代能源的运用,然后逐步过渡到氢能源。
混合动力汽车的追捧
如果从发动机的角度来看,其技术路线大致可以是:直喷技术→混合动力技术→氢燃料电池技术。在如何优化传统发动机方面,很显然直喷技术是非常关键的。一汽技术中心主任李骏认为,新型汽油机技术的开发路线为“均质直喷+增压中冷+可变相位+降低排量”。其中,汽油直喷技术,可以通过对汽车的直接启动,减少普通的停车、起步油耗,这一块能在较短时间内实现将燃油改善4%左右;而增压等技术则可以提高发动机功率,最高可以提高40%。李骏还描绘了新型柴油机技术的关键内涵,即“共轨高压直喷+进气增压中冷+可控混合气燃烧+排气后处理+EGR控制+发动机电子控制技术”。通过以上的路线,李骏乐观地认为,柴油车的燃油经济性较汽油机改善30%以上。
混合动力汽车是目前国内汽车行业最热衷的话题,目前国内已经呈现争相开发的局面,直接由863计划资助的整车项目有4家,此外,还有近20家由地方政府支持或自筹资金的企业从事混合动力的开发。在本次论坛上,当然不乏混合动力汽车的“倡导者”,国家电动汽车专项总体组成员、东风汽车工程研究院院长黄佳腾就是其中一个。他认为,由于混合动力汽车对电池技术依赖少,对现有汽车生产体系不造成冲击,对现有基础设施没有额外要求,因此混合动力汽车是最现实的,是传统汽车向新能源汽车过渡的解决方案。下一个5年混合动力汽车技术接近完善,性价比基本满足市场要求,产业化条件逐步成熟。
很显然,氢燃料是最终的解决方案,根据国家电动汽车重大专项总体组长万刚介绍,氢燃料汽车目前发展态势很好,相关标准和法规以及技术准备初步成形,而未来发展路线是:2006年~2007年形成百辆级的汽车企业制造规模;2008年~2010年形成千辆级的汽车企业制造规模,并实现商业化运营车队;2015年之前,形成万辆级的汽车企业制造规模,并实现地区化和商业化。
较长时间内替代燃料比例不会很大
从传统内燃机到氢燃料发动机,过渡技术可不仅仅是混合动力技术,还有代用燃料技术。在本次论坛上,也有力图为代用燃料正名的人士,例如一位从事煤液化油研究的人士就提出,目前煤液化油的成本已经具备与汽柴油竞争的能力。不过其论点一经提出即遭到多位人士的反对。如一位专家举例说,目前煤液化油比较成功的是神华集团,但要看到的是神华集团的煤储量多,而且都是褐煤(最适宜液化成油的煤种),另外还是露天开采。据这位专家介绍,通常8吨煤才能搞出1吨煤液化油,那么如果要达到年1万吨煤液化油的规模,就需要一个年产8万吨的煤矿,而且为达到一定的经济成本,这个煤矿至少能开采20~30年。这位专家认为,能达到这样条件的煤矿国内找起来都难。
在本次论坛上,记者的印象是,代用燃料似乎并不被看好——即使两位研究燃料技术的专家袁兆成和蒋福康也表达了这样的看法:“在今后20~30年或更长的时间内,交通运输燃料仍将以石油燃料为主。”
代用燃料包括天然气、液化石油气、煤液化油、甲醇、乙醇、二甲醚、生物柴油等,在专家眼中,天然气、乙醇汽油还可以,而其他代用燃料则很难成为主流。首先看甲醇,吉林大学教授袁兆成介绍说,德、美、日先后在上世纪70~80年代进行大规模实验并应用,但由于甲醇含有毒性以及其金属腐蚀性难以解决,目前已经基本被上述国家弃用,美国加州作为甲醇实验最积极的地区,其甲醇汽油加油站目前已仅剩一家。乙醇呢?相对甲醇来说,其应用难度是小的,但乙醇的致命点是成本高、不经济,按照袁兆成及北京石油协会炼制专业委员会主任蒋福康的介绍,乙醇热值低,与汽油混用时油耗增加,乙醇的批量使用必须依赖政府制定的财政补贴政策。二甲醚,这一代用燃料的成本也很高,而且来源少,对汽车机件造成磨损、腐蚀,袁兆成和蒋福康均认为其不可能成为主要的汽车代用燃料。生物柴油在欧洲的应用已经起步,但其也存在问题,关键是原料和供应量,目前受资源和技术的制约,生物柴油成本高,短期内难以和石油形成竞争。
蒋福康认为,不论是何种替代燃料,均没有足够的依据可以将其简单地定位在大量取代我国的石油燃料上,仅是可能减轻并最终消除由于石油紧张带来的各种压力以及对经济发展的负面影响。在经济全球化的条件下,所有替代燃料都要与石油燃料进行技术经济比较,即在原料、技术、投资和成本、能源利用效率、二氧化碳排放及处理,以及为清洁生产所付出的代价等方面,要做整体评估比较,并最终能处于与石油燃料相当或更为优势的条件下,才能扩大生产和推广应用。因此,蒋福康等分析比较后认为,短期内,中国仍将主要用压缩天然气、乙醇汽油作为主要的汽车代用燃料,且在今后20~30年或更长的时间内,所有替代燃料在交通运输燃料中的比例不会很大,预计中国到2020年替代燃料在交通运输燃料中的比例为5%左右;2020年以后替代燃料的比例会有所增加。
重构轻量化车身
轻量化车身至少有两个方面的好处,一是节能,二是减少原料消耗。实现车身的轻量化包括使用轻量化的材料、重构整车结构以及鼓励小排量车的生产和使用。
高强度钢、铝合金、镁合金、塑料等都属于轻量化材料,据东风汽车有限公司副总工艺师冯美斌介绍,2002年美国的中型汽车上,轻质材料就已经占到总材料比例的30%,中国这方面还差得较远,主要存在的问题是轻质材料产量小、成本高。
湖南大学校长钟志华认为,重构整车结构也能实现轻量化车身,例如对车身重新进行分块设计,减少零部件数量、减少焊接点,从而实现在材料减少的情况下汽车刚度和强度不减。
在本次论坛上,专家们认为,要加快轻量化材料的研究与应用,政府必须尽早出台诸如限制车辆自重及油耗的强制性法令法规;采取激励措施,鼓励企业优先使用镁、铝、稀土等我国优势资源。
编后·
在整个论坛和采访中,记者感受到,其实,采取怎样的路线,这些都是很容易达成共识的,而专家们最大的困惑是技术如何转化为生产力,如何实现产业化。有些专家认为原因是国家的相关法规不够严、鼓励的措施不够及时到位,造成企业缺乏更新技术的动力;有些专家认为技术转化缺乏平台,因为国内主要轿车厂商都合资了,这些企业都优先使用外方母公司的新能源技术,国内研究的技术进不去,也应用不了。对于前者,确实应该多吸取国外政府鼓励新能源发展的成熟经验。对于后者,则要采取有所为有所不为的战略,按照本地区的特点,制定发展的方向,例如,替代能源方面,我们就应该多研究天然气和乙醇汽油应用技术;再如,在轻量化车身方面,就应该鼓励企业优先挖掘使用镁、铝、稀土等我国优势资源。只有发挥出我们的比较优势,才能降低成本,才能挖掘需求,进而实现新能源路线的优化。 (责任编辑:常亚梅) |