我国新燃料汽车应用现状分析报告.docx

1、我国新燃料汽车应用现状分析报告我国新燃料汽车应用现状分析摘 要为了解决目前汽车数量增加、耗能增加、石油紧缺以及排放污染严重等问题，世界各国都在加大力度研究新燃料、新能源汽车。而我国目前的新燃料、新能源汽车的种类有天然气汽车、液化石油气汽车、醇类燃料汽车（甲醇、乙醇）、二甲醚汽车、生物柴油汽车、混合动力汽车、纯电动汽车、燃料电池汽车、太阳能汽车等。整理相关文献、研究报告、学术论文、学术期刊及相关新闻报道等，对这些新燃料汽车所用燃料的来源，储量，技术研究现状，产品开发现状，应用现状，生产销售数量，存在问题及对策，应用前景等情况进行研究，对比分析这些新燃料汽车。得出短期，天然气汽车是最具发展潜力的新

2、燃料汽车，油电型混合动力汽车在短期的发展前景也很广阔；中期，生物柴油、醇类燃料、二甲醚等新燃料会成为汽车代用燃料的较佳选择；长期，纯电动汽车、燃料电池汽车、太阳能汽车等新型的零排放汽车是汽车工业发展的一个必然趋势。可以为我国汽车工业的发展以及新燃料汽车的发展提供一些参考。关键词：新燃料；现状；前景Application of a new analysis of automotive fuelInstructor:Shi Shuaibing Author:Iiu YingjunAbstractIn order to resolve the current number of cars incre

3、ases, energy increases, the oil shortage problem of serious pollution and emissions, the world are increasing efforts to research new fuels, new energy vehicles. However, there are new fuels, new types of energy vehicles are natural gas vehicles, liquefied petroleum gas, alcohol fuel vehicles (metha

4、nol, ethanol), dimethyl ether automotive, bio-diesel cars, hybrid vehicles, pure electric vehicles, fuel cell Cars, solar cars. Compilation of relevant literature, research reports, academic papers, academic journals and news reports, etc., for these new fuel sources of fuel used cars, reserves, tec

5、hnology status, product development status, application status, production and sales volume, problems and solutions Prospects, etc. for studies, comparative analysis of these new fuel vehicles. Draw the short term, natural gas vehicles is the most promising new fuel vehicles, oil - electric hybrid v

6、ehicle development prospects in the short term is very broad; the medium term, biodiesel, alcohol fuels, dimethyl ether and other new Fuel will be a better choice for alternative fuel vehicles; the long term, pure electric vehicles, fuel cell vehicles, solar cars and other new zero-emission car is a

7、n inevitable trend of development of automobile industry. For the development of Chinas automobile industry and the development of new fuel vehicles to provide some reference.Key words:new fuel;status;prospect第一章 绪论在我国乃至全世界，应用最广泛的汽车燃料是汽油和柴油，这也就是所谓的传统燃料。传统汽车燃料的种种缺陷给人类社会带来了种种问题，这些问题已经到了不容忽视的地步。在我国，无论是

8、目前大统天下的汽油车，还是蕴蓄着发展空间的柴油车，其共同点是能源的最终上游是来自于有限的石油资源。而目前这一不可再生能源的前景着实危机四伏，不容乐观。具体而言有如下几个方面：能源利用效率低：燃机在额定功率附近才有最高效率，而在部分功率输出条件下运转，效率迅速降低。燃机过载能力低，在过载运转时容易熄火。环保压力大：燃机汽车的致命缺点是，排放废气中的有害气体，会对环境造成广泛而长期的污染。尽管采取了各种各样的机和机外的技术措施，也只是尽量达到低污染的水平，由于燃机汽车总量的庞大，即使是低污染也给地球环境带来了巨大的影响。资源供给紧：国际石油价格据高不下，中国能源安全问题进一步凸显。据有关石油资源研

9、究机构的估计，70年后全球石油资源将枯竭。石油显然已经成为经济发展的命脉，同时也是瓶颈。我国人口占到世界人口总数的21，但是石油资源只占到世界总量的3。节能已经不是简单的节省资源，而是关系到国家的可持续发展战略。中国从1994年起成为石油纯进口国，2000年进口原油7013万t，进口成品油3000万t，耗资 250亿美元。2003年，我国车用燃油消耗达到7000万吨，相当于全年石油消费量的1/3。据国际能源机构的数据显示，中国2004年每日消耗546万桶原油，高于日本的日耗543万桶，并超越后者，成为仅次于美国的第二大石油消费国家。今后几年石油进口将继续快速增长，专家估计，到2020年，中国的

10、石油供应将出现明显缺口。2008年8月，全国油气资源评价项目办公室评价结果显示，我国石油远景资源量1086亿吨，我国石油储量产量进入平稳增长阶段。但这远远不能满足国经济快速发展的需要。综上所述，以汽油或柴油作为动力能源的传统发动机正在面临前所未有的考验。社会的发展趋势要求必须有新燃料替代传统燃料。随着经济的快速增长以及社会的不断进步，我国在能源方面面临的挑战日益严峻，能源需求激增与供给不足之间的矛盾日益突出，严重制约我国经济社会的进一步发展。在这种背景下，开发利用新能源成为解决我国能源供需矛盾、实现可持续发展的有效途径。中国正处于经济高速发展时期，但在发展的同时也面临着很多问题，新能源作为一种

11、“绿色”新技术，在减少环境污染，缓解环境压力的同时，也可以缓解我国的能源危机，充分体现了“科学发展”、“可持续发展”、“和谐发展”的发展理念，发展潜力巨大，新能源开发正迎来前所未有的历史发展机遇。要更好更快地开发利用清洁、高效的新型能源，一方面，采取切实措施，广泛宣传节约能源和鼓励使用清洁、高效的新型能源，使全社会都了解节能和利用新能源和可再生能源的意义，加大新型清洁、高效能源在中国的推广和应用力度。另一方面，把新能源的推广应用工作作为一项能源政策，纳入中央各部的重要议事日程和中国经济建设的总体规划之中。温家宝总理在政府工作报告中指出，要开发风能、太阳能等清洁、可再生能源。在国资源紧，国际油价

12、高涨的情况下，发展新能源有着现实的意义。能源问题以及由此而引起的环境问题，已成为中国和世界都必须严肃面对且必须解决的重要问题之一，根本出路是大力发展没有环境污染的新能源。当前，新能源在世界围得到了迅速的发展，尤其是近两年来，随着国际石油价格大幅波动，新能源发展得到世界许多国家的广泛关注，成为国际能源领域的热点。据了解，近年来，我国经济快速发展，能源消费也在逐年增长。数据显示，2007年我国共生产原油1.87亿吨，同比增长1.6；进口原油1.63亿吨，同比增长12.4。另外，还直接进口了3380万吨成品油。在石油需求日益增加的情况下，必须顺应能源市场的发展要求，积极稳妥地推进新能源研究、投入和建

13、设。近年来，我国汽车工业得到了快速发展。汽车保有量的增长同时带来了燃油消耗总量的快速增加。我国已经成为世界上第二大能源消费国。据有关人士预计，到2020年我国石油需求量将超过4亿吨，其中，汽车燃料消耗约2亿吨，石油的对外依存度将有可能达到60%。随着机动车保有量的激增，我国机动车尾气污染问题更显严重，国家环保中心表示2010年我国汽车尾气排放量占空气总污染源的64%。综上所述，随着我国汽车工业快速发展，环境污染与能源紧缺这两个重要的问题将愈显严峻。解决这些问题的有效途径是：1、采取政策与技术措施大幅度节约燃料消耗；2、开发应用各种清洁替代燃料。设想到2020年，全国汽车燃料消耗比预测值节约20

14、左右，替代燃料（尤其是可再生的替代燃料）比例也达到20左右，能源紧缺与环境污染问题将会得到有效缓解。因此，开发与推广环保节能的新型替代燃料汽车是一项关系我国经济健康、持续发展的重要任务，也是汽车工业走自主创新道路的核心目标。尽管新能源发展如火如荼，但新能源发展也是一柄“双刃剑”。既要加快发展，又不能操之过急，要注意避免各方面的风险。特别是目前一些技术不过关、投入过高的问题要引起重视，并加以研究解决。需要加强新能源技术研发和储备，逐步发展，层层推进。同时，在加快新能源发展的同时，要坚持发展与环保相统一的原则，坚持把综合效益放在首位，防止新能源带来新污染。目前，我国正在研究或已经投入应用的新燃料、

15、新能源汽车种类有天然气汽车、液化石油气汽车、混合动力汽车、纯电动汽车、生物柴油汽车、醇类燃料汽车（甲醇、乙醇）、二甲醚汽车以及燃料电池（氢气，甲醇、天然气和汽油也可以替代氢（从这些物质里间接地提取氢）汽车等。第二章 燃气汽车1.燃气简介燃气主要是天然气和液化石油气。天然气主要成分是烷烃，其中甲烷占绝大多数。天然气在燃烧过程中产生的能影响人类呼吸系统健康的物质极少，产生的二氧化碳仅为煤的40%左右，产生的二氧化硫也很少，天然气燃烧后无废渣、废水产生，相较于煤炭、石油等能源具有使用安全、热值高、清洁等优势。液化石油气（LPG）是以三个或四个碳原子的烃类（如丙烷、丙烯、丁烷、丁烯)为主的混合物，具有

16、辛烷值高、抗爆性能好、热值高、储运压力低等优点，是一种性能优良的汽车代用燃料。2.燃气来源及储量卡塔尔是我国最重要的天然气来源国之一，从2013年开始卡塔尔每年向我国提供至少700万吨的LPG。澳大利亚是中国另外一个重要的气源国，2009年8月18日，中石油与埃克森美孚公司签订协议，将从该公司购买4500万吨的LNG。11月4日，中石化与埃克森美孚签署了一项200万吨/年的LNG长期供应框架协议。LNG长期协议只是中国气源进口的一种形式，几大公司还从国际市场购买了大量的LNG现货，主要来自于马来西亚等气源国。2009年年底，中国首条引进境外天然气资源的大型管道工程中亚天然气管道投产，每年来自于

17、中亚土库曼斯坦等国的45亿立方米天然气将北上、南下，成为继西气东输一线后的一条能源大动脉。此外，在土库曼斯坦之外，乌兹别克斯坦、哈萨克斯坦也有部分多余的气可以供应到中国，三国加起来会在原来的基础上再增加200亿到300亿立方米的资源量。2009年3月26日，中缅签署了关于建设中缅原油和天然气管道的政府协议，天然气管道输气干线全长2806公里，输气口径1016毫米，年输气能力120亿立方米。中俄天然气协议也取得积极进展。中俄在签署了天然气供应基本条件的框架协议，俄方承诺未来每年将向中国供应700亿立方米的天然气，其中，西线方向约为300亿立方米，东线方向约为380亿立方米。2008年，中国累计探

18、明天然气储量6.42万亿立方米，可采储量3.92万亿立方米，剩余可采储量3.2万亿立方米，增产潜力依然巨大。这其中，绝大部分的天然气资源都集中在塔里木、柴达木、鄂尔多斯和盆地这“四大盆地”。液化石油气的来源通常有从炼油厂石油气中获取、从油田伴生气中获取和从天然气中获取，因此此可知，液化石油气的来源与石油和天然气有关，并且液化石油气的储量与我国石油和天然气的储量有着密切的关系。我国自产燃气、海外进口燃气、中亚天然气管道、中缅天然气管道，加上中俄天然气贸易谈判，中国的燃气来源多元化格局已经基本形成。3.燃气汽车的发展现状在我国，燃气汽车发展非常迅速，截至2009年底，我国正式确定的清洁汽车重点推广

19、应用城市(地区)有19个，其中包括市、市、市、市等等。截止目前，我国30多个省市天然气汽车保有量已经超过30万（占我国汽车总量的0.4%）辆，加气站数量已有上千座。我国天然气汽车尚处于起步阶段，仍有一些技术问题需要开发研究，特别是天然气液化和存储技术，目前国有几家正在研制汽车的LNG装置。油田与中国科学院低温实验中心合作研制了一套500L/h的LNG装置；中科院低温实验中心与锦阳燃气集团公司合作研制了LNG-20型装置和一套300L/h的LNG装置，并开始使用。随着我国对LNG研究的深入，制约LNG汽车市场的“瓶颈”将相继被突破。LNG用于汽车燃料的弱点是低温-162摄氏度储存，不宜长时间存放

20、。现在开发出了能使其存放7天车载燃气系统，只要把LNG汽车发展最理想的对象锁定在公交车、出租车上，就可以扬长避短，克服LNG低温储存时间短的缺陷，突破不易低温储存的“瓶颈”；另一个弱点就是LNG汽车改装燃气系统成本费用较高。目前国已经开发一种功能比较完善、技术比较成熟的LNG汽车燃气系统，据测算，一套大车燃气系统的价格约1.5万元人民币，较进口的便宜2/3到1/3，小车的燃气系统价格约需1万元，考虑市场的成熟和扩大，其价格将会大幅度下降。而我国液化石油气汽车的发展将越来越不如天然气汽车。1997年底统计，我国生产LPG的企业共计64家。1998年机构调整，7月正式组建中国石油化工集团公司，该公

21、司生产LPG企业24家，中国石油天然气集团公司生产LPG企业34家，其余是地方企业。1998年国生产680.1万吨，1999年生产761.3万吨，2005年国消费LPG2000万吨以上，不足的1000多万吨靠进口解决。最近，由于国际市场石油价格的增长，也直接影响到LPG的进口价格，对我国LPG市场的供需有着直接影响。随着我国能源结构的调整，2005年前城市燃气以天然气和LPG为主，2010年前后，城市燃气会向天然气为主导气源的方向发展，这是一个必然的发展趋势。尽管液化石油气在汽车燃料方面的应用较天然气更为成熟，但是LPG受国际油价的影响，价格的波动性较大，并且油气的差价较小；国生产优质车用LP

22、G的厂家较少，气源的源头受到限制；目前政府对天然气的开发利用和支持力度较大，使天然气得到了飞速的发展，并且CNG比LPG更环保、节能、经济，故使液化石油气汽车市场受到了一定的负面影响。目前，天然气汽车的应用已经非常普遍了，但主要还是用在出租车和客车上，小轿车上应用还比较少。天然气汽车属于新能源汽车，更大围的普及和应用仍面临很多问题，但是随着对天然气汽车的不断深入研究，这些问题将相继被突破。4.燃气汽车存在的问题及对策天然气汽车在使用中存在着一些问题，其中最为突出的是发动机功率下降、发动机腐蚀与早期磨损的问题。下面具体分析这些存在的问题及对策：发动机功率下降及其原因 汽车在使用天然气作燃料时，功

23、率一般要下降15%左右，个别时候下降更多。在燃料性质方面，汽油是液体燃料，而天然气是气体燃料。用天然气作燃料时，进入气缸的空气量减少，充气系数下降，从而导致发动机功率下降。在发动机构造方面，决定发动机功率的主要因素是发动机的压缩比，压缩比越大，热效率越高，有效功率就越大。目前投入运行的天然气汽车大多是两用燃料汽车，这种两用燃料汽车为了兼顾使用汽油的需要，压缩比提高较小或者没有提高。因此天然气高抗爆性的特性并未得到充分发挥，导致发动机功率下降。腐蚀与早期磨损及其原因 汽车以天然气作燃料时，燃烧室部件明显腐蚀，甚至曲轴也出现腐蚀，气门、活塞环和气缸磨损严重，与使用汽油时相比，汽车大修期通常要缩短1

24、/3-1/2。天然气汽车出现腐蚀和早期磨损的原因是由于天然气中含有微量硫化物(硫化氢)，引起气缸、气缸壁的腐蚀与磨损，使发动机动力下降，使用寿命缩短，汽车大修期缩短。提高天然气汽车功率的措施 提高充气系数是提高功率的一种途径。另外，适当将发动机气缸盖减薄，提高发动机的压缩比，就可以提高发动机的功率，在一定程度上弥补部分功率损失。天然气是气体燃料，使用中不会出现发动机润滑油稀释现象，因此可以使用粘度较低的润滑油，这样可以减少粘度造成的功率损失，提高发动机的效率。减少腐蚀和磨损的措施 天然气脱硫：对天然气进行脱硫处理是减少腐蚀和磨损的重要手段。采用耐腐蚀材料：采用抗硫化物腐蚀的金属材料制造发动机也

25、是防止腐蚀的一个重要措施。使用专门的天然气汽车发动机润滑油：使用天然气汽车发动机润滑油代替目前使用的汽油机润滑油是防止天然气汽车发动机腐蚀的有效措施，这种方法不但简便，而且不增加成本。因此可以看出，提高充气系数、提高发动机压缩比以及使用专用天然气汽车发动机润滑油，可以解决天然气汽车发动机功率下降的问题。对天然气进行脱硫处理，采用耐腐蚀材料，使用专门的天然气汽车发动机润滑油可以减少腐蚀和磨损。在目前，燃气汽车的费用较传统汽车的要高一些，且动力不足，汽车以双燃料形式并存时整车费用较高，燃气管路和补充设备尚未形成像加油站那样的网络以及技术上落后于传统汽车，这些都限制了燃气汽车的发展。但随着社会对新能

26、源汽车需要的增加，这些问题都会被相继克服，以气代油是一种发展趋势。5.燃气汽车的发展前景汽车保有量的飞速增长、石油资源和环保的严峻形势，决定了发展燃气汽车成为解决能源问题和环境问题的重要途径。“十一五”期间，新型清洁能源汽车已被列入国家科技发展中长期规划，国家将继续组织实施涉及各种清洁能源汽车的重大科技项目，重点支持包括天然气汽车在的整车、零部件等关键技术，将进一步促进燃气汽车的发展。我国天然气资源大规模开发及管道建设步伐加快使发展CNG和加气站更为方便。根据我国天然气利用规划，近十年“西气东输”、“陕京二线”等一大批输气管道及沿线城市燃气管道相继建成，我国大规模利用天然气的基础设施逐步完善，

27、天然气加气站也将逐步形成网络。发展CNG汽车具有稳定的气源保证，以为例，目前市已建立了完善的天然气输配系统，由陕北、大港、华北等油田向供气，2005年年供气量近6亿m3，2006年达8亿m3，管网长度6894km，其中，高压管线591km，为“十一五”期间市大力发展CNG汽车大规模建设加气站提供了保证。从目前形势来看，天然气汽车在我国的发展形势一片大好，无论从政策、技术能力，还是设施设备等，都为我国天然气汽车的发展提供了一定的基础和保障。虽然液化石油气相对于传统燃料有很多优越性，但由于天然气更为优越的性能及种种因素，液化石油气汽车在一定时期有一定的发展潜力，但长远来看，以气代油的时代是属于天然

28、气的。第三章 混合动力汽车（HEV）1.混合动力汽车简介混合动力汽车是指同时装备两种动力来源热动力源（由传统的汽油机或者柴油机等燃机产生）与电动力源（电池与电动机）的汽车。通过在混合动力汽车上使用电机，使得动力系统可以按照整车的实际运行工况要求灵活调控，而发动机保持在综合性能最佳的区域工作，从而降低油耗与排放。混合动力汽车采用能够满足汽车行驶需要的较小发动机，依靠电动机或其它辅助装置提供加速与爬坡所需的附加动力。其结果是提高了总体效率，同时并未牺牲性能。混合动力汽车的设计是可回收制动能量的，当汽车制动时回收这些能量，并将其暂时贮存起来供加速时再用。当司机想要有最大的加速度时，燃机和电动机并联工

29、作，提供可与强大的燃机汽车相当的起步性能。在对加速性要求不太高的场合，混合动力车可以单靠电机行驶，或者单靠燃机行驶，或者二者结合以取得最大的效率。根据混合动力驱动的联结方式，混合动力系统主要分为串联式混合动力系统，并联式混合动力系统和混联式混合动力系统三类。根据在混合动力系统中，电机的输出功率在整个系统输出功率中占的比重，也就是混合度的不同，混合动力系统还可以分为微混合动力系统（BSG系统），轻混合动力系统（ISG系统），中混合动力系统和完全混合动力系统四类。总之，混合动力汽车就是用两种或更多动力源，以不同的联结方式和不同的混合度组合以驱动汽车的。2.混合动力汽车的发展现状在国外的新能源车家族

30、中，混合动力车的商业前景最被看好。混合动力车的原理是，采取传统的燃机和电动机作为动力源，通过油、电互补的工作模式节约油耗，降低碳排放量。我国自主开发的多款混合动力汽车也已在多个城市开展了多年的示考核。据有关预测数据显示2010年我国混合动力汽车的保有量逾5万（占我国汽车总量的0.09%）辆。进行混合动力电动汽车技术研究包括整车开发及其整车匹配标定技术，燃机、传动装置及其控制系统技术，以及电池系统、电机驱动系统和整车多能源动力总成控制系统等各种电动汽车都具有的共性技术的研究开发，最终实现混合动力电动汽车产品通过国家汽车产品型式认证，实现批量生产和产业化的目标。我国在混合动力汽车研究和发展方面投入

31、了大量的人力和物力，在国家、地方与企业的积极参与下，也取得了不小的成绩。目前，国企业以一汽集团、二汽集团为代表，国科研院所以清华大学、理工大学为代表，已经成功推出多款混合动力客车、混合动力轿车样车，在并联混合动力系统和ISG技术方面取得了较大的进步。到目前为止，从研究车型上来看，国对混合动力客车的研究较为深入，己进入小批量生产阶段，在部分路段实现了试运行。但对混合动力轿车的研究不够深入，从技术水平上来看，国目前还处于探索的中初级阶段，技术的集成度还比较低，缺乏高度自动化、智能化的控制系统和能源管理系统，两种动力源只是简单结合，统一协调能力还不够强。完全具备自主知识产权的整车产品还不成熟，这些与

32、国外的先进技术水平相比还有较大距离。当前，在所有节能、环保型汽车中，混合动力汽车被公认为最可行、最现实的节能技术。在石油安全危机、国际油价高位运行的今天，研究混合动力汽车更具有重要的现实意义。我国混合动力汽车的研究与发达国家相比，在混合动力客车方面约有5年的时间差，而在混合动力轿车的研究开发上尚有很大差距，我们应该加大投入研究的力度，缩小我们和国外在汽车新技术上的差距。3.混合动力汽车的发展前景混合动力车的研发应该是当务之急。原因之一是混合动力车并非什么远在天边的高科技，又有成熟的商品化车型可借鉴；原因之二是混合动力车特别适合中国大城市交通普遍拥堵，汽车频繁制动的国情，节能治污的效果可能会更加明显。其实，如果中国的油价继续攀升或实行燃油税，道路拥堵又难以根本改善，市场的混合动力车的需求就会非常迫切。合资生产或者进口混合动力车，估计很快就会被精明的生产商或经销商提到议事日程。混合动力车将是中国车市的新商机。为彻底摆脱对地球上石化燃料的最终依赖，其他形式的非油电形式混合的混合动力系统也引起了社会的广泛关注，比如燃料电池混合动力系统、超级电容混合动力系统、飞轮电池混合动力系统、车辆静液驱动系统等。混合动力汽