汽车新能源带给我们的猜想

摘要：

“十二五”期间，自主乘用车在企业平均燃料消耗量满足国家第三阶段油耗法规限值基础上，推出燃料消耗量再降8% 的产品，开发满足下一阶段油耗限值的关键技术。在传统节能技术方面，一汽将从“高效动力、减轻自重、降低阻力、智能控制”四个方面，打造传统节油技术优势。在新能源方面，“十二五”期间，一汽将投资98亿元，打造乘用车纯电动、混合动力、插电式混合动力和商用车纯电动、混合动力等8个新能源产品平台，共计开发21款新能源新车。
上海大众的朗逸、上海通用的新赛欧都是非常典型的。商用车的自主品牌大通也已经推出。而支撑自主品牌的新能源车也已经开始全面布局。

目前以甲醇燃料电池技术最为成熟。国外各大石油公司和汽车均在致力于燃料电池汽车的研发以抢占在未来汽车发展中的滩头。

关键词：可代替型新能源、节能、环保、可再生能源。

一序言

随着世界能源危机和环保问题日益突出，汽车工业面临着严峻的挑战。一方面，石油资源短缺，汽车是油耗大户，且目前内燃机的热效率较低，燃料燃烧产生的热能大约只有35％—40％用于实际汽车行驶，节节攀升的汽车保有量加剧了这一矛盾；另一方面，汽车的大量使用加剧了环境污染，城市大气中ＣＯ的82％、ＮＯｘ的48％、ＨＣ的58％和微粒的8％来自汽车尾气，此外，汽车排放的大量ＣＯ2加剧了温室效应，汽车噪声是环境噪声污染的主要内容之一。我国作为石油进口国和第二大石油消费大国，污染严重，世界认定的20个污染最严重的城市有16个在中国。国内汽车产品水平与国外差距很大，平均油耗高出10％—10％，排放约为15—20倍，汽车工业面临的压力更大。

上个世纪末以来世界各国和各大汽车公司以及国内各大科研机构和高等院校纷纷致力于开发清洁节能汽车，新能源汽车获得了长足发展。汽油和柴油是传统内燃机汽车的能源，利用除此以外的能源提供汽动力的汽车均可称为新能源汽车。目前正在开发的新能源包括天然气、液化石油气、醇类、二甲醚、氢、合成燃料、生物气、空以及电荷燃料电池等，由此可见开发新能源实为势在必行。

二近期亮点（背景：2011上海车展）

前不久，上海车展上，徐建一阐述了被一汽称为“蓝途战略”的节能减排和新能源技术方面的布局与目标。
徐建一称，“蓝途战略”第一阶段目标是：“十二五”期间，自主乘用车在企业平均燃料消耗量满足国家第三阶段油耗法规限值基础上，推出燃料消耗量再降8% 的产品，开发满足下一阶段油耗限值的关键技术。在传统节能技术方面，一汽将从“高效动力、减轻自重、降低阻力、智能控制”四个方面，打造传统节油技术优势。在新能源方面，“十二五”期间，一汽将投资98亿元，打造乘用车纯电动、混合动力、插电式混合动力和商用车纯电动、混合动力等8个新能源产品平台，共计开发21款新能源新车。

三新能源汽车的种类及其特点

3．１　天然气汽车和液化石油气汽车

天然气汽车又被称为“蓝色动力”汽车，主要以压缩天然气（ＣＮＧ）、液化天然气（ＬＮＧ）、吸附天然气（ＡＮＧ）为燃料，常见的是压缩天然气汽车（ＣＮＧＶ）。液化石油气汽车（ＬＰＧＶ）是以液化石油气（ＬＰＧ）为燃料。ＣＮＧ和ＬＰＧ是理想的点燃式发动机燃料，燃气成分单一、纯度高，与空气混合均匀，燃烧完全，ＣＯ和微粒的排放量较低，燃烧温度低因而ＮＯｘ排放较少，稀燃特性优越，低温起动及低温运转性能好。其缺点是储运性能比液体燃料差、发动机的容积效率较低、着火延迟期较长。这两类汽车多采用双燃料系统，即一个汽油或柴油燃料系统和一个压缩天然气或液化石油气系统，汽车可由其中任意一个系统驱动，并能容易地由一个系统过渡到另一个系统。

3．２　　醇类汽车

醇类汽车就是以甲醇、乙醇等醇类物质为燃料的汽车，使用比较广泛的是乙醇，乙醇来源广泛，制取技术成熟，最新的一种利用纤维素原料生产乙醇的技术其可利用的原料几乎包括了所有的农林废弃物、城市生活有机垃圾和工业有机废弃物。目前醇类汽车多使用乙醇与汽油或柴油以任意比例掺和的灵活燃料驱动，既不需要改造发动机，又起到良好的节能、降污效果，但这种掺和燃料要获得与汽油或柴油相当的功率，必须加大燃油喷射量，当掺醇率大于１５％—２０％时，应改变发动机的压缩比和点火提前角。乙醇燃料理论空燃比低，对发动机进气系统要求不高，有较高的抗爆性，挥发性好，混合气分布均匀，热效率较高，汽车尾气污染可减少３０％以上。

3．３　　氢燃料汽车

氢是清洁燃料，采用氢气作燃料，只需略加改动常规火花塞点火式发动机，其燃烧效率比汽油高，混合气可以较大程度地变稀，所需点火能量小，有利于节约燃料。氢气也可以加入其它燃料（如ＣＮＧ）中，用于提高效率和减少Ｎ０２排放。氢的质量能量密度是各种燃料中最高的一种，但体积能量密度最低，其最大的使用障碍是储存和安全问题。宝马公司一直致力于氢气发动机研制，开发了多款氢发动机汽车，其装有Ｖ１２氢发动机的７系列轿车是世界上首批量产的氢发动机，该发动机可使用氢气和汽油两种燃料。

3．４　　二甲醚汽车

二甲醚（ＤＭＥ）是一种无色无味的气体，具有优良的燃烧性能，清洁、十六烷值高、动力性能好、污染少，稍加压即为液体，非常适合作为压燃式发动机的代用能源，使用该燃料的车辆可达到超低排放标准。二甲醚汽车（ＤＭＥＶ）不会排放黑色气体污染环境，产生的ＮＯＸ比柴油少２０％。

3．５　　气动汽车

以压缩空气、液态空气、液氮等为介质，通过吸热膨胀做功供给驱动能量的汽车称为气动汽车，气动发动机不发生燃烧或其他化学反应，排放的是无污染物辐射的空气或氮气，真正实现了零污染。目前开发比较成功的是压缩空气动力汽车（ＡＰＶ），工作原理类似于传统内燃机汽车，只不过驱动活塞连杆机构的能量来源于高压空气。ＡＰＶ介质来源方便、清洁，社会基础设施建设费用不高，较容易建造。无燃料燃烧过程，对发动机材料要求低，结构简单，可借鉴现有内燃机技术因而研发周期短，设计和制造容易。但目前ＡＰＶ能量密度和能量转换率还不够高，续驶里程短。

3．６　电动汽车

世界上第一辆电动车（ＥＶ）由美国人在19世纪90年代制造。ＥＶ大致分为蓄电池电动汽车（ＢＥＶ）、燃料电池电动汽车（ＦＣＥＶ）和混合动力电动汽车（ＨＥＶ）。电动汽车的一个共同特点是汽车完全或部分由电力通过电机驱动，能够实现低排放和零排放。

蓄电池电动汽车是最早出现的电动汽车。使用铅酸电池的汽车整车动力性、续驶里程与传统内燃机汽车有较大的差距，而使用高性能镍氢电池或者锂电池又会使成本大大增加。燃料电池具有近65％的能量利用率，能够实现零排放、低噪声，国外最新开发的高性能燃料电池已经能够实现几乎与传统内燃机汽车相当的动力性能，发展前景很好，但成本却是制约其产业化的瓶颈。

混合动力汽车融合了传统内燃机汽车和电动汽车的优点，同时克服了两者的缺点，近年来获得了飞速发展，并已经实现了产业化和商业化。目前我国自主品牌-比亚迪，在这领域占有一席之地。其代表作E6，F3DM就是采用电动的混合动力。

3．７　以植物油为燃料的汽车

为了寻找可代替石油的新能源，科学家也将目光投向了植物油，正在研制以植物油如大豆油、玉米油及向日葵油为原料的内燃机油。科学家们还在研究生物柴油，这是一种以植物油为原料的燃料，将来可作为柴油的替代品大量用于卡车和轮船。生物柴油中不含硫，因此不会对环境造成酸雨威胁。为生产生物柴油，化学家们正在对植物油进行酯化加工，使之变成甲基酯化合物，燃烧起来更干净，发动机内残留物也较少。

四新能源汽车的发展概况

我国天然气资源丰富，分布广泛，海南、北京、上海、重庆等省市被列为国家燃气汽车重点示范城市，各地均在燃油汽车基础上研制开发改装了压缩天然气汽车和液化石油气汽车，主要用于出租车、公交客车、大型车辆和工程设施等。

山西是产煤大省，甲醇汽车项目已进行多年，目前已达到商业运行阶段，所用甲醇汽车采用灵活燃料系统，既可用甲醇，也可用汽油，将乙醇当作有氧燃料使用，现在在河北和黑龙江等地推广。

我国从事燃料电池研究的单位有20余家，质子交换膜燃料电池技术已取得较大进展，但与国外还有不小差距，例如，国外将功率50—80ｋＷ的ＰＥＭ燃料电池用于轿车，而我国最大的ＰＥＭ燃料电池单堆功率为5ｋＷ，离轿车使用相距甚远。但是我国的镍氢电池和锂电池技术水平以及金属燃料电池技术已经达到世界先进水平。如比亚迪在2005年上海车展展出的Ｅ１电动车已经具备了很好的整车动力性能。

目前国内对压缩空气动力汽车的研究报道最多的是浙江大学，他们已经开发出压缩空气动力摩托车研究平台，探索出不少有益的结论，正在进一步深入研究，此外重庆大学和同济大学也做过一些探索性研究。应当说国内的发展才刚刚起步。

[福特] 首款纯电动车福克斯

零排放、零油耗的福克斯电动车是福特首款纯电动轿车，福克斯电动车采用先进的锂离子电池系统。每套电池系统都经过精心设计，力求最大程度使用规格统一的高品质零件——比如，中控硬件使用的就是已经在多款福特现有混合动力车型上获得成功的配件。使用家中的240伏电源，福克斯电动车完成一次完全充电的时间只需3至4小时。在电量全满状态，福克斯电动车的设计能提供足够满足大多数车主日常驾驶里程的需求。

福克斯电动车的仪表显示采用了相似的蓝色蝴蝶设计来代表到达最近充电点时的剩余的可行驶里程——蓝色蝴蝶越多，可用里程越多。“福特电动车是福特汽车承诺为消费者提供他们负担得起的、燃油经济性最佳的汽车产品的一部分。”卓楠说道：“随着消费者们越来越倾向于选择燃油经济性更卓越的汽车，福特将以更多他们真正想要的产品来满足他们的需求。”

[雷诺汽车] 绝美电动概念车DeZir

作为雷诺全新设计风格的首位诠释者， DeZir电动概念车展现了“以人为本”这一贯穿雷诺品牌始终的精神。雷诺的新设计理念为“人生阶段”（the Cycle of Life），根据人类生活周期，采用新的设计战略：坠入爱河、探索世界、建立家庭、工作、享受娱乐和获取智慧。而首个阶段的“坠入爱河”，正是DeZir激情、时尚和感性的设计的灵感来源。

DeZir的前端设计奠定了未来雷诺车型的家族脸谱：前脸处安有与车身同宽的进气口，正中大尺寸的镀铬钻石型标志骄傲地展示着雷诺的家族属性。车身线条流畅简约，极富美感，明亮的红色车漆给人以无限激情和遐想，整体充满了激情和动感，在去年巴黎车展首次亮相便艳惊四座。

通过新科技与轻量化技术，DeZir概念车将高贵的外形与环保的“心”完美融合在一起——DeZir里的“Z”代表着零排放。DeZir采用后轮电动驱动，优化了前后轮的重量分配。此外，流线型设计降低了风阻系数，新型材料的使用使整车重量保持在最低限度，加上制动能量回收系统，多项先进技术提高了DeZir的能量转化率，使其续航里程可达160公里。

[日产] 纯电动概念车Townpod零排放

在新能源汽车领域，日产汽车研发的100%纯电动零排放汽车日产聆风已经在日本、美国以及部分欧洲市场上市。

本次上海车展亮相的另外一款明星车型——Townpod纯电动概念车是日产汽车在纯电动汽车领域的又一杰作。它是一款不折不扣的颠覆传统的纯电动概念车。Townpod集乘用车的舒适性与轻型商用车的实用性于一身，操控灵活、外观时尚的它将成为未来交通社会中新一代创新型企业家的理想选择。

Townpod功能灵活多样，操做简洁，可以满足驾驶者商业出行的多层次需求。在外观设计上，由于取消了B柱且行李箱采用滑动门设计，车门位置留出了更大空间，方便乘客上下车。便利的双滑门设计方便搬运货物，后排座椅可滑动并折叠到前排座椅后部。

[东南汽车] V3菱悦电动车首发

东南汽车重头戏自主研发V3菱悦电动车的首发，正是东南汽车在新能源领域积极进取、不断超越向上的见证。

V3菱悦电动车延续了V3菱悦时尚动感的外观，采用驱动电机前轮驱动的动力配置，最大功率50Kw，最大扭力180Nm，配备了高性能锂电池，最高时速可达120km/h。更难得的是V3菱悦电动车在减速或制动时，通过控制电机可完成能量转换，转换后的电能会储存在电池中，实现了能量的回收，大大增加续航里程，其最大续航里程可达160km，可谓百分之百纯净动力。继得利卡电动车之后，V3菱悦电动车问世，东南汽车在轿车与商用车领域同步推进新能源战略，全面实践低碳环保的理念。

[长安] CLOVER电动概念车

CLOVER是长安汽车旗下一款纯电动技术概念车。它采用全新开发的永磁同步电机，该电机具有扭矩大、转速高、效率高、体积小、发热量小等特点。CLOVER配备了具有领先水平的电池及管理系统，该系统总能量大，具有能量密度高、瞬时输入电流高等特点。

在系统SOC计算、风道设计、结构布置等方面都具有独特优势。CLOVER独有的热管理系统保证了电机与控制器、电池与管理系统、DC/DC充电机始终在最佳温度中运行，保障了整车关键零部件的高效性和可靠性。 CLOVER造型简约流畅、含蓄内敛而又蕴含张力。黑白相间的内饰色调，在神秘而安静的蓝色背景光映衬下，烘托出一份脱离了都市喧嚣，脱离了发动机轰鸣的静谧与悠远。它不仅彰显了绿色环保的科技理念，更传递出了对未来时尚的设计理念。

[上汽] E1纯电动概念车

E1纯电动概念车是上汽瞄准国际先进水平，自主开发的一款纯电动车。E1为单厢三门四座A00级轿车，车身设计运用“One Box”概念，最大限度拓展车辆内部空间。

“零排放”的E1搭载了性能安全的磷酸铁锂电池系统，最高时速为120km，最大续驶里程为135km，0-100km/h加速时间为16秒。该车具备快速充电功能，30分钟内可充电80%。

上汽E1纯电动轿车由上海汽车技术中心自主研发，拥有完全自主知识产权。它的诞生是上汽积极履行社会责任的体现，是上汽提升核心竞争力的重要举措，更体现了上汽长远的战略眼光和准确的市场判断，它标志着上汽新能源汽车研发能力达到了一个全新的高度。

[雪铁龙] 新一代电动车C-ZERO

C-ZERO是雪铁龙旗下一款重要的量产电动车，也是欧洲市场上的首款新一代电动车。C-ZERO以零油耗、零二氧化碳排放量和零噪音为主打，一经推出便成为业界关注的焦点。在为出行提供极致环保的100%电动解决方案的同时，C-ZERO还为强劲的动力和优秀的续航能力提供了保障。C-ZERO一次充电续航里程130公里，最大输出功率为64马力，最高时速可达130公里。雪铁龙C-ZERO的电池组可以通过一个常规的220伏电源插座来进行充电，一次充满电耗时为6小时，同时还能通过一个400伏的电源插座进行快速充电，仅需花费30分钟的时间就能充上80%的电量。为电动机提供动力的是一个中置的330伏锂离子电池组，这个电池组不仅要比镍金属氢化物电池更轻、更耐用，同时还能提供同等的性能。

[沃尔沃] C30纯电动车

沃尔沃将在2013年开始推出C30 电动车，该车外形与普通C30一样，也具有同样的安全性、舒适性和空间。最大的区别在于，它完全依靠电力行驶，零尾气排放，并且行驶范围可达150公里。尽管装有两组大电池，C30纯电动车仍不失为一个全尺寸的四座轿车，并没有在行李空间和内部驾乘空间上妥协，保证了驾乘者宽敞舒适的空间享受。该车最高车速能达到每小时130公里。

五•新能源的未来发展道路

在各种汽车代用燃料中，ＬＰＧ和ＣＮＧ最方便投入使用，而且目前已经具有好的配套基础设施。在中国这样的农业大国特别是一些农业大省，乙醇资源丰富，乙醇汽车有良好的应用前景。二甲醚等合成燃料具有很好的排放特性，也将具有很好的应用前景，特别是作为代用柴油应用于混合动力汽车。混合动力汽车毫无疑问是下一代汽车动力系统的主要形式。

蓄电池电动汽车的使用性能不如混合动力汽车和燃料电池汽车，且成本高。氢燃料发动机的能量利用率不如氢氧燃料电池。因而蓄电池电动汽车和氢发动机汽车的发展前景不是十分乐观。当然随着太阳能电池技术的发展和突破，也许纯电动汽车能迎来一个不错的发展局面。

压缩空气动力汽车虽然实现了零污染，但其整车性能与传统汽车相差太远，只能在较
小的范围内应用于特定场合。

燃料电池是目前技术条件下能量利用率最高的车用能源。燃料电池的比能量可达200—350Ｗｈ／ｋｇ，为锂离子电池的2—3倍；能量转换效率高达60％～80％，是汽油机或柴油机的1.5～2倍，能实现超低污染甚至零污染，而且燃料电池使用的氢能源是可再生的。

目前以甲醇燃料电池技术最为成熟。国外各大石油公司和汽车均在致力于燃料电池汽车的研发以抢占在未来汽车发展中的滩头。

基于综合因素考虑，目前最容易投入使用的代用燃料是ＣＮＧ和ＬＰＧ。电、甲醇和乙醇的综合评价指数都低于汽油。可以预计ＬＰＧ和ＣＮＧ以及乙醇的市场份额将会不断增加。二甲醚和合成柴油在十年后其市场份额会快速稳定增长。混合动力汽车会进一步发展，迅速增加市场份额。而燃料电池汽车会在20年之后开始实现产业化逐渐增加市场份额。传统汽油机汽车的市场份额会在200年之后开始出现明显的下降，但柴油车会在重型车辆领域继续保持一定的市场份额。

标致雪铁龙集团和长安汽车去年7月签订了一个汽车合资公司的协议，这是标致雪铁龙集团在中国的第二家合资企业。合资公司将在中国生产并且销售乘用车和轻型商务车。第一阶段将在中国投放雪铁龙品牌旗下的DS系列产品，以及属于合资公司自主品牌的全新品牌产品。

上海汽车总裁陈虹表示，“十二五”末期，上汽希望能够实现年产销600万辆的目标，其在国际汽车行业的排名从现在的第八名有明显提高。陈虹同时表示，在600万辆的整体目标中，到2015年，自主品牌和本土化研发汽车要占销量总量的50% 左右。支撑这个目标的是自主乘用车荣威和MG双品牌，目前自主乘用车已初步建成了上海主导、南京和英国联动的自主开发体系。一些主要的合资企业也开始走向自主创新的道路，上海大众的朗逸、上海通用的新赛欧都是非常典型的。商用车的自主品牌大通也已经推出。而支撑自主品牌的新能源车也已经开始全面布局。

六结论

由上可见：随着全球能源日趋紧张，生态环境日益恶化，关于新能源汽车的开发与应用问题已成为各国汽车工业积极探索的焦点。全球汽车产业格局正面临第四轮重构，汽车产品将向安全、节能、环保方向迈进，“新能源汽车”概念也随之成为业界关注重点，新能源汽车成了各国竞相研发的目标和追求。未来5-10年全球新能源汽车有望走进大规模产业化阶段，并将带动整个相关产业链蓬勃发展。新能源汽车发展总体将遵循节能、环保两大趋势，逐步实现对化石类传统能源的替代。发展新能源汽车既代表了世界汽车产业发展方向，是未来世界汽车产业的制高点，是世界各主要国家和汽车制造厂商的共同战略选择。实现新能源汽车的发展战略已经变成国家的主题，全世界汽车发展都把这个战略作为主题。从国家战略的高度来审视，大力发展新能源汽车是新一轮经济增长点的突破口和实现交通能源转型的根本途径。

那么，新能源汽车行业如何透视现状、锚定未来、战略前瞻、科学规划，寻求技术突破、产业创新、为引领下一轮发展打下坚实的基础呢？

根据2009年7月1日起正式实施的《新能源汽车生产企业及产品准入管理规则》的规定：新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源（或使用常规的车用燃料、采用新型车载动力装置），综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术，形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。新能源汽车包括混合动力汽车、纯电动汽车（BEV，包括太阳能汽车）、燃料电池电动汽车（FCEV）、氢发动机汽车、其他新能源（如高效储能器、二甲醚）汽车等各类别产品。

中国目前的汽车保有量刚刚达到5000万辆，人均汽车拥有量仅为世界水平的三分之一，但年耗油量已经接近全国成品油总量的60%。按照目前的增长速度和油耗水平，我国汽车保有量在2020年突破1.5亿辆时，年耗油量将突破2.5亿吨。汽车的排放已成为了气候变化不可承受之重。

2009年我国汽车产销分别完成1379.10万辆和1364.48万辆，同比分别增长48%和46%，其中乘用车产销分别完成1038.38万辆和1033.13万辆，同比分别增长54%和53%，商用车产销分别完成340.72万辆和331.35万辆，同比分别增长33%和28%。由于在能源、环境和经济效益等方面原因，我国迫切的需要新能源汽车技术的产业化，这给新能源汽车的发展带来了强大的动力。

在国家政策的鼓励和市场预期的推动下，中国新能源产业发展热度不断高涨，国内汽车厂商纷纷推出发展计划。而中国新能源汽车产业体系也已基本形成，但在标准制定、企业间协作和整体系统规划还有所欠缺，相关工作还待进一步加强。目前，新能源汽车仍处在示范运行阶段。中国新能源汽车市场依然很小。进入新世纪以来，以混合动力、燃料电池、先进柴油、生物燃料、天然气、醇类汽车等为代表的新能源汽车技术呈现出突飞猛进的发展态势。“十二五”期间，我国新能源汽车将正式迈入产业化发展阶段。我国新能源汽车产业化将分三步走，第一步2008-2010年，在大城市公共服务领域开展示范运行，这是产业化前期。第二步是2011-2015年(“十二五”)开始进入产业化阶段，在全社会推广新能源城市客车、混合动力轿车、小型电动车。第三步是2016-2020年(“十三五”)，进一步普及新能源汽车、多能源混合动力车，插电式电动轿车，氢燃料电池轿车将逐步进入普通家庭。在未来的20年内，汽油和柴油仍是汽车主要的能量来源，但汽油和柴油的质量要求越来越高，发动机技术将快速发展以提高能量利用率。代用燃料会得到迅速运用，天然气汽车和乙醇汽车会率先大规模投入使用，二甲醚和合成燃料会逐步扩大应用。混合动力系统会得到快速发展和应用，混合动力汽车将至少在３０年内都是汽车工业最切实可行的解决能源问题和污染问题的途径。因此应当整合资源加速混合动力车的开发，抢占汽车技术发展的新高地。

燃料电池是最有前途的车用能量，也是未来汽车的主要能量源，国内石油工业应该与汽车工业联手开发先进的燃料电池技术，抢占未来先进汽车技术的前沿阵地！

结束语

综上所述，汽车新型能源及新能源开发短期内并不会呈很迅猛的趋势发展，但是随着全球石油存储量的日趋减少，开发新能源已呈现出起步的趋势，而全球油价持续不断大幅度的上涨则会加快新能源开发的速度，相信不远的将来各种环保燃料电池，将代替原始的发动机，可再生能源将会代替石油继续人类机械文明。这一天并不遥远。