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未來能源和燃料的需求與挑戰(zhàn)
2007-03-30 來源:中宏網(wǎng) 文字:[    ]

  各國政府的能源政策是由對能源供應(yīng)的不同情況、對能源安全性的考慮,以及廢氣排放(特別是CO2)要求而定。不同國家和地區(qū)并沒有明顯的一致性。

  各地區(qū)能源政策的側(cè)重點有所不同。美國市場受能源安全的戰(zhàn)略驅(qū)動,更關(guān)注低成本的傳統(tǒng)石油資源市場的開發(fā)和戰(zhàn)略儲備。在2004年就達(dá)到7億桶。而同期全球每天原油開采量822萬噸桶。但在最近5年內(nèi),也由政府主導(dǎo),啟動了氫燃料和混合動力車的計劃。

  歐洲政策是通過稅收杠桿,鼓勵能源高效使用和降低排放,特別是依賴高技術(shù)的柴油車來減少能耗和降低CO2的排放。最近幾年還致力于開發(fā)可再生的生物燃料和混合動力汽車。

  日本政策更關(guān)注于提高能源使用效率、車輛小型化、氫能源及混合動力車,并率先將后者實現(xiàn)了量產(chǎn)化。

  為支持經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展,中國的政策較適中,開始注重節(jié)約能源,在“十一•五”規(guī)劃中,提出了2010年實現(xiàn)新車平均百公里油耗比2005年降低15%的目標(biāo)。同時提倡使用可再生能源,著手新能源的開發(fā)。世界石油消耗預(yù)計平均每年增長2%

  需求增長主要是由于發(fā)展中國家的消耗,但美國仍然是人均石油消耗量最大的國家。中國近年來對進(jìn)口石油的依存度越來越高。到2005年這項指標(biāo)已達(dá)42.9%。進(jìn)口原油達(dá)到31.3億噸。預(yù)計未來20年,中國的石油消耗平均每年增長4.5%。

  近幾年里,石油成本急劇上漲—需求量會持續(xù)增長,油價進(jìn)一步攀升。2006年4月23日國際油價又創(chuàng)歷史新高,達(dá)到75.17美元/桶。以后的幾天雖然有所下降,但仍維持在70美元/桶的高位上。雖然今年3月26日,國家發(fā)改委出臺了《關(guān)于調(diào)整成品油價格的通知》,但成品油價格上調(diào)后,仍與國際價格存在著700元/噸左右的差價,同時也仍未改變成品油價格機(jī)制倒掛的問題。因此成品油的新一輪漲價也勢在必行。這是一個嚴(yán)竣的挑戰(zhàn)。

  盡管油價可能會從目前的高價狀態(tài)有所回落,但不可能跌到上世紀(jì)90年代以前的20~30美元/桶范圍,低價油時代已經(jīng)一去不復(fù)返。但能源挑戰(zhàn)也帶來了人類力圖改變依賴傳統(tǒng)石化燃料的狀況,和降低消耗,保護(hù)環(huán)境的動力。同時使人類更關(guān)注新能源的開發(fā),使得替代燃料更具吸引力,從而產(chǎn)生了一個低碳燃料和相關(guān)技術(shù)的新興市場。新能源的近期目標(biāo)

  能源解決的方案長期目標(biāo)是零排放的電動汽車,輔之以可再生的液體生物燃料。但這需要相應(yīng)的設(shè)備和技術(shù)開發(fā)方面一定的投資。

  對于傳統(tǒng)燃油來說,目前國內(nèi)的煉油廠主要是用于汽油生產(chǎn)。在政府開始推廣柴油車的情況下,煉油廠有了生產(chǎn)柴油的動力和壓力,但成品油價格機(jī)制倒掛,使煉油廠對生產(chǎn)柴油無積極性。如中石化煉油業(yè)務(wù),2004年盈利208億元人民幣,而由于國際原油價格的暴漲,到了2005年則凈虧300億元人民幣,今年一季度則虧損達(dá)78.75億元人民幣。在這種國際油價的背景下,如果國內(nèi)煉油廠要生產(chǎn)適應(yīng)歐III排放標(biāo)準(zhǔn)的柴油,尚須大額投資,并且要有國家政策的支持。

  就目前而言,汽油加乙醇配制的E10乙醇汽油是一種投資少,見效快,產(chǎn)業(yè)鏈帶動效應(yīng)很大的生物燃料。目前國內(nèi)已有27個地區(qū)均完成了乙醇汽油的試點任務(wù)。并已實現(xiàn)混配1020萬噸生物乙醇汽油的能力。

  這種“乙醇汽油”產(chǎn)品甚至?xí)峁┫蛑匾暿褂每稍偕剂系膰馐袌龀隹诘臋C(jī)會。根據(jù)美國國會有關(guān)促進(jìn)生物燃料生產(chǎn)和使用的未決法案,到2025年底將確保乙醇汽油在美國燃料市場的份額達(dá)到1135.5億L。美國2005年能源法要求2012年達(dá)到283.8億L。而2005年美國僅生產(chǎn)了151.4億L(約合1151噸)乙醇汽油。美國的頂級風(fēng)險資本年會(TED)的一些成員正在籌措資金準(zhǔn)備在清潔能源,特別是在乙醇汽油的生產(chǎn)上押下“賭注”。其中微軟主席蓋茨計劃斥資8400萬美元,入股西海岸最大的乙醇銷售商。量子基金創(chuàng)辦人之一羅杰斯也計劃籌資5億美元推出生物燃料基金等等。

  能源是一種稀缺昂貴的商品,必須使其效率最大化。系統(tǒng)技術(shù)是解決燃油經(jīng)濟(jì)性最有效方法

  改進(jìn)動力系統(tǒng)效率,使用替代燃料將為中國的汽車工業(yè)發(fā)展提供最有前景的解決方案。改進(jìn)效率和/或使用替代燃料而達(dá)到低排放車。

  主要的動力系統(tǒng)技術(shù):

  采用渦輪增壓和減小運(yùn)動部件摩擦副尺寸,以增加進(jìn)氣率和進(jìn)氣量、減小摩擦損失獲得相當(dāng)?shù)幕蚋叩墓β剩?br>
  變排量(MDS)停缸技術(shù),這樣在城市交通堵塞時只使用部分發(fā)動機(jī)氣缸工作,以減少油耗與排放;

  可變氣門正時、可變進(jìn)氣管長度技術(shù)可根據(jù)負(fù)荷大小,優(yōu)化進(jìn)、排氣門開度和進(jìn)氣量大小,如VTEC、VVTi、VLIM等;

  缸內(nèi)直噴(DFI)、分層燃燒(FSI)改進(jìn)了燃燒環(huán)境,提高了燃燒效率。系統(tǒng)的其它技術(shù)選擇應(yīng)包括:

  無級變速器(CVT)如果優(yōu)化得好,其效率可相當(dāng)于手動變速器;

  自動機(jī)械式變速器(AMT)通過優(yōu)化齒輪選擇可以比手動省油5%,適于低功率/較輕重量的汽車?梢宰孕羞x擇換檔時機(jī),從而改善自動變速器的燃油經(jīng)濟(jì)性,缺點是價格偏高。

  雙離合器傳動(DCT)是基于手動變速器的基礎(chǔ)上,使得手動變速器具備自動變速性能,同時大大改善了汽車燃油經(jīng)濟(jì)性,消除了變速時動力中斷現(xiàn)象。DCT中的兩個離合器與兩根輸入軸相連。換檔與離合操作時均通過集成電子和液壓元件的模塊來實現(xiàn),而不再通過離合器踏板操作。DCT既有自動變速器和無級變速器的便利性和舒適性,又有高達(dá)10%的燃油經(jīng)濟(jì)性。

  動力系統(tǒng)的改進(jìn)通常是成本最低的解決方案。

  混合動力可以省油,而省油比例取決于應(yīng)用車型和使用路況。預(yù)計起/停系統(tǒng)(SSS)的微混系統(tǒng)相對來說市場最大。

  帶有電控起/停(SSS)功能和微混合動力

  一般是皮帶傳動起動機(jī)/發(fā)電機(jī)

  省油3~10%,交通擁堵時可高達(dá)20%

  最適于城市運(yùn)輸,城市汽油車

  中度混合動力

  電機(jī)和小排量發(fā)動機(jī)

  電機(jī)功率占總功率10~30%

  省油20~35%,其中一半甚至更大比例來源于減小排量的發(fā)動機(jī),以及減速、制動時的能量回收

  最適宜于多種路況使用的經(jīng)濟(jì)型汽油和柴油系列車

  在日本及美國市場有本田思域IMA和雅閣IMA

  高度混合動力

  使用1個或2個電機(jī)獲得強(qiáng)勁的功率

  電機(jī)功率占總功率30%以上

  發(fā)動機(jī)和電機(jī)的多種不同布置

  省油30~50%,但高速巡航時主要依靠發(fā)動機(jī),因此省油效果達(dá)不到這么高

  最適宜于家庭用車或高檔車(包括SUV),客車和城市運(yùn)輸貨車

  市場銷售:豐田普瑞斯,福特Escape,雷克薩斯RX

  在城市擁擠的交通路況下,混合動力系統(tǒng)提供了較好的燃油經(jīng)濟(jì)性。高速順暢的路況下,傳統(tǒng)柴油車比汽油或混合動力更省油。柴油混合動力燃料經(jīng)濟(jì)性最好但成本高。

  隨著能源需求持續(xù)增長,和全球?qū)Νh(huán)境保護(hù)的嚴(yán)格要求,因此對能源使用效率和排放水平也相應(yīng)提高了要求。目前我國汽車的排放標(biāo)準(zhǔn)落后于歐洲約5年。如果我國汽車企業(yè)要把產(chǎn)品出口到歐、美,則需提高發(fā)動機(jī)水平,達(dá)到歐洲排放標(biāo)準(zhǔn)。歐洲市場需要低成本,高效率產(chǎn)品:

  ●目標(biāo)是清潔柴油機(jī)和汽油機(jī)

  ●增加電控起/停技術(shù)

  ●適配高比例的生物燃料

  ●具有價格競爭力的CVT和帶雙離合器的變速器有很大的市場空間

  ●美國的能源成本在不斷上升,越來越依賴于石油輸出國組織(OPEC)

  ●需要非常清潔的汽油機(jī)

  ●在V6/V8機(jī)上采用低成本的需求排量技術(shù)(可停缸技術(shù))

  ●采用較低成本的集起動機(jī)/發(fā)電機(jī)ISG(IntegralStart Generator)。這是一種中度并聯(lián)式混合動力

  ●具有價格競爭力的CVT和帶雙離合器的變速器是一個發(fā)展方向

  與傳統(tǒng)燃料及其它新能源相比,燃料電池有著其鮮明的優(yōu)缺點,零排放是其最大的優(yōu)點,但制造及運(yùn)用成本相對較高,是其在近期難以推廣的根本原因。而在國內(nèi)卻不斷傳來令人鼓舞的消息。5月中旬,上海市政府發(fā)言人在回答記者提問時說,2008年上海將完成氫能汽車研制,并形成百輛生產(chǎn)能力。2009年則達(dá)到千輛級,2011-2012年形成萬輛級氫能汽車的生產(chǎn)能力,并加快氫能汽車基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),初步形成加氫站網(wǎng)絡(luò)。據(jù)了解上海第一座加氫站,將于年底完工,明年開始激活服務(wù),將有23輛燃料電池車接受其服務(wù)

  國內(nèi)發(fā)展新能源發(fā)動機(jī)的機(jī)遇

  在經(jīng)濟(jì)增長,投資到位的情況下,有很大的機(jī)遇:開發(fā)一體化交通解決方案。

  歐、美、日本產(chǎn)品規(guī)劃和技術(shù)選擇較受現(xiàn)有的基礎(chǔ)設(shè)施限制,中國則有機(jī)會直接邁向新的動力系統(tǒng)技術(shù)。

  燃料基礎(chǔ)設(shè)施的構(gòu)建可以超越發(fā)達(dá)國家,直接跨入新一代的清潔/生物燃料時代。最近發(fā)改委工業(yè)司“車用乙醇汽油試點評估會”認(rèn)為,從國家糧食總量來看,“十一五”發(fā)展600萬噸/年生物燃料乙醇不會影響國家糧食安全,F(xiàn)已有專門報告擬近期上報國務(wù)院。這將意味著乙醇汽油在國內(nèi)全面推廣將要提速。
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