科持创新“六个一”工程十大产业现状和发展趋势之三

-1-科技创新“六个一”工程十大产业现状和发展趋势之三——清洁汽车及动力电池目录（按住Ctrl的同时在页码前单击，立即进入相应页码的页面）1、清洁汽车及动力电池概述.....................................................................-2-1.1清洁汽车............................................................................................-2-1.1.1燃气汽车...................................................................................-3-1.1.2醇类燃料汽车...........................................................................-7-1.1.3.生物柴油汽车.........................................................................-10-1.1.4氢气汽车.................................................................................-10-1.1.5太阳能汽车.............................................................................-12-1.1.6电动汽车.................................................................................-13-1.2动力电池..........................................................................................-21-1.2.1燃料电池.................................................................................-21-1.2.2.太阳能电池.............................................................................-24-1.2.3.锂离子电池.............................................................................-25-1.3清洁汽车对经济和社会的影响......................................................-28-1.3.1节能减排.................................................................................-28-1.3.2可持续发展.............................................................................-29-1.3.3调整电网供电和充分利用电网低峰电力............................-30-1.3.4抢占汽车技术竞争制高点....................................................-30-2.清洁汽车与动力电池国内外发展概况..................................................-31-2.1新能源清洁汽车发展概况.............................................................-31-2.1.1纯电动汽车.............................................................................-31-2.1.2燃料电池电动汽车.................................................................-37-2.1.3混合动力汽车.........................................................................-41-2.1.4新能源清洁汽车的发展预测................................................-44-2.2动力电池..........................................................................................-46-3、清洁汽车与动力电池在江西省的发展情况.......................................-50-4、我省发展清洁汽车与动力电池需要解决的问题...............................-51-5.促进我省发展清洁汽车与动力电池的思考..........................................-52-[参考文献]...................................................................................................-54--2-汽车工业是国民经济的支柱产业，是衡量一个国家工业化水平的重要标志。经济发达国家在世界经济中的地位与其在世界汽车工业中的排名顺序是基本吻合的。汽车工业的发展将带动相关产业的技术创新和产业本身的发展。以汽油和柴油为燃料的汽车(亦可称为传统汽车)自19世纪80年代末诞生至今，已有百余年历史，为人类社会的进步作出了巨大贡献。汽车的广泛使用和普及，不仅大量消耗地球上有限的石油资源，而且还对环境造成了非常严重的污染。汽车尾气是城市大气的主要污染源。研究、推广和使用新能源清洁汽车十分必要和迫切。据有关研究机构预测，至21世纪20年代，在世界汽车市场上，先进的直喷式汽油机汽车、直喷式柴油机汽车和新能源清洁汽车(包括诸如燃气汽车之类和各种代用燃料汽车等)将“三分天下”。随着科技进步加快、环保要求更为严厉和能源形势的改变，新能源清洁汽车的市场份额将明显扩大，并最终超过传统汽车的市场份额。1、清洁汽车及动力电池概述1.1清洁汽车清洁汽车，或称清洁能源汽车、新能源汽车、绿色能源汽车，指能够节约能源、对环境污染极小或是零污染的汽车，它的废气排放指标优于现行排放法规并能满足下一阶段排放法规要求。清洁汽车采用新能源作为动力来源(或使用常规的车用燃料、采用新型车载动力装置)，在车辆的动力控制和驱动方面采用先进的技术，并具有先进的汽车结构。这里所指的新能源是广义上的，即除汽油、柴油之外的可作为汽车燃料或动力的各种洁净(或比较洁净)能源之总称。实践证明，如果不采用相应的技术，传统汽车即使改用清洁或比较清洁的燃料，也不一定是清洁汽车，例如各种燃气相对于石油燃料而论，是比较清洁的能源，但若不应用比较合适的喷射技术和控制系统，则污染排放仍然不能减轻，诸如甲醇、乙醇等其他代用燃料更是如此。-3-狭义上的新能源清洁汽车是指其所使用的能源类型与传统汽车的完全不同，动力系统结构也与内燃机的有着本质的区别，排放为零或几乎为零。在某种情况下，这种汽车也特指蓄电池式电动汽车和燃料电池式电动汽车。至于太阳能汽车，虽然所用能源类型对于石化燃料而论，是完全新型的，但就车辆的驱动形式而论，仍是电动的(从太阳能电池里获得电力)，因此，亦可将之归入电动汽车一类。一般认为，清洁能源汽车包括燃气汽车、醇类燃料汽车、生物柴油汽车、电动汽车、太阳能汽车等。电动汽车是目前发展的主要方向，开发和研制电动汽车是汽车发展的必然趋势，而电动汽车的关键是动力电池。1.1.1燃气汽车燃气汽车包括天然气汽车和液化石油气汽车两种。从本质上讲。燃气汽车仍属于内燃机汽车，只是为了适应气体燃料而作了一些必要的改动，主要的差别在于使用比较清洁的能源。(1)天然气汽车天然气汽车是以天然气作为燃料的汽车，按照天然气的化学成分和形态，可分为压缩天然气(CNG)汽车、液化天然气(LNG)汽车2种。天然气是一种高效、清洁、价廉的燃料和化工原料，是继煤和石油之后的第三大能源，储藏量丰富。天然气的主要成分是甲烷(CH4)，其成本比汽油和柴油均低，燃烧后的主要生成物为二氧化碳和水。由于天然气在车上与空气混合更加均匀，燃烧更完全，使一氧化碳、碳氢化合物和硫化物的排放大大降低，燃烧排放的炭烟也少，尾气较清洁。车用天然气的热值也较高，天然气发动机热效率与柴油机相当。从环保效益、经济效益看，压缩天然气作为汽车燃料的表现都是非常优秀的，尤其适合于城市公共交通和出租汽车使用。目前的压缩天然气汽车，技术已经比较成熟，保有量出现逐渐增加的趋势，是代用燃料汽车中水平较高的车辆。天然气汽车也可以实现“双燃料”供-4-给方式(如图1所示)，驾驶员可通过操作转换装置随意选择燃油或天然气，动力性能基本保持不变。图1双燃料汽车电子燃油喷射系统就燃料供给系统而言，燃油汽车至今已发展了三代，即化油器式、闭环控制式、微处理器控制多点顺序喷射加三元催化尾气净化装置(简称电喷汽车)。燃气汽车燃料供给系统技术也跟着燃油汽车发展了三代。我国现在的改装车全部属于第一代技术，它的燃料供给系统与化油器汽车大同小异，只不过用气化调节器(LPGV一液化石油气汽车)或调压器(CNGV一压缩天然气汽车)代替了化油器而已。相对于化油器汽车，第一代燃气汽车属于低污染汽车，CO可降低70%左右，HC(碳氢化合物)和NOx(氮氧化物)也有明显下降，但相对于电喷汽车则优势不明显。(2)液化石油气汽车液化石油气(LPG)是世界上使用得最多的传统汽车代用燃料之一，主要成分是丙烷。它是天然气处理过程或石油炼制过程中的一种副产品，常温常压条件下呈气态，容易与空气混合而形成混合气、点燃后可充分燃烧。此外，LPG不溶于水，不会随雨水流入地下而污染土壤和地下水。这些特征使之适合做汽车燃料。LPG汽车总的排污量仅是燃油汽车的四分之一左右，其中，CO排放量不到传统汽车的十分之一。如果采用先进的电喷系，则排放可满足-5-更高标准的要求。(3)燃气汽车优缺点优点：①有较高的经济效益。如果各类发动机的热效率比较近，则天然气汽车的燃料费用大约是汽油车或柴油车的一半。另外，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。从公交车看，使用天然气比汽油节省40%的费用，维修保养费节约50%。②有较好的环保效益。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。与汽油汽车相比，天然气汽车它的尾气排放中CO下降约90%，HC下降约50%，NOx下降约30%，SO2下降约70%，CO2下降约23%，微粒排放可降低约40%，铅化物可降低100%.。③比较安全。CNG、L,NG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。缺点：①由于气体燃料的能量密度低，天然气汽车携带的燃料量较少，一般行驶距离较汽油车短。由于