汽车与节能
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汽车与节能
节能环保是汽车工业可持续发展的必由之路!国外如此,我国更会这样,尽管汽车工业已经成为我国的支柱产业,但节能环保问题正成为制约其快速发展的瓶颈。积极发展节能环保型汽车,符合我国能源供给实际和大众消费水平,有利于缓解能源紧张状况,保护环境,对于落实国家能源发展战略,加快建设资源节约型、环境友好型社会,具有重要意义。
汽车节能还与全球变暖关系密切。欧洲、日本认为全球变暖是地球最大的环境威胁之一,CO2是最重要的温室气体,而传统汽柴油车大量排放CO2。因此,汽车节能也就是控制了CO2排放,节能也可算作广义环保。
什么样的汽车才算节能呢?目前国际上还没有一个统一的定义,一般来说汽车能耗是指模拟道路工况运行条件下的油耗,发达国家定义的先进汽柴油车的节能目标是小于5
L/100km,许多国家规定了一个及格线,不达标就罚款或公布于众。
我国于2004年发布了国家强制性标准GB 19578-2004《乘用车燃料消耗量限值》,分两阶段规定了乘用车分别在2006年、2008年必须达到的油耗目标。目前正在制定轻型商用车油耗限值标准。
节能环保型汽车早已成为世界汽车消费的主流。欧洲、日本等发达国家和地区节能型小汽车占绝大多数。随着油价不断上涨,我国节能小汽车增长迅速,但比例仍然偏低,中国汽车节能还任重道远。
汽车与空气污染
汽车主要污染物为一氧化碳、未燃碳氢、氮氧化物和颗粒物,前三种为气体气态污染物是肉眼看不见的。尽管柴油机在特定工况下会产生可见的颗粒物排放,如黑烟,但通常的颗粒物也是看不见的。汽油机在润滑油燃烧或富油燃烧(如冷启动)也会产生可见的颗粒物。
这些污染物排放与油耗没有直接的联系。
汽车污染物排放水平主要取决于车辆的技术水平和保养情况。其它因素诸如驾驶习惯、行驶工况和环境温度也会影响污染物的排放。
汽车主要污染物对人体的主要危害如下:
CO—一氧化碳会降低血液的携氧能力,导致人体关键组织缺氧。CO浓度较高,例如室内煤炉的排烟管堵塞将是致命的;较低的CO浓度就可能危害人体健康,尤其是对有心脏病的人群。
HC—碳氢化合物能增加地表臭氧的形成,对人类的呼吸系统有危害。另外,一部分HC 是致癌物质,而且也是间接的温室气体。
NOx—氮氧化物可以在空气中产生化学反应生成NO2,对健康产生负面影响,尤其是对那些患有呼吸系统疾病的人群。由于呼吸疾病的原因,暴露在高浓度的氮氧化物环境中将会导致医院就诊率的增加,长期的暴露可能影响肺功能,并增加敏感人群的过敏反应。NOx能导致光化学烟雾、酸雨的产生,能破坏植被、导致地表的臭氧形成,并且能与大气反应形成颗粒物(‘二次颗粒物’)。
颗粒物—颗粒物能危害人体的健康,尤其是对那些患有呼吸紊乱疾病的人群。由于呼吸疾病和心血管疾病,颗粒物与医院就诊率的增加有联系,它会导致患有呼吸系统疾病的人提前死亡,并且降低预期的寿命。
国外汽车是城区和靠近繁忙公路地带的最主要空气污染物,随着我国汽车的普及也呈现同样的趋势,为此国内外非常重视汽车污染物的控制。通过提高燃料质量和逐步加严新车的排放限值,上述污染物的排放正在降低。举个例子,目前80辆电喷车的排放可能与1995
年之前的一辆化油器车排放相当。
我国于1989年首次发布工况法排放标准,2000年大幅度降低新车排放限值(通常称为欧Ⅰ标准),促使了先进排放控制技术的采用,例如汽油电喷技术、催化转化器。更加严格的排放限值分别在2004年(欧Ⅱ)和2008年(欧Ⅲ)开始实施,而北京、上海、广州等大城市已经提前实施第三阶段排放标准。
汽车与回收利用
截止2005年底,我国汽车保有量3160万辆,摩托车7578万辆,农用车和运输用拖拉机保有量分别为1010万辆。在汽车保有量迅猛增长的同时,每年报废汽车数量也急剧增加,另外,日常维修中还有大量的损坏部件、报废轮胎等,这些正成为我国环境保护和资源利用的热点问题,受到政府部门和环保人士的高度关注。
报废汽车的回收利用是汽车产业可持续发展的重要一环,主要发达国家都先后制定了相关的法律、法规、技术标准等,对报废汽车的拆解、回收利用等行为进行了规范,并创造出了巨大的社会和经济效益。例如日本,在2002 年通过了《关于报废机动车再资源化等的法律》(简称《汽车回收利用法》),2005年1月1日起正式实施,在该法实施以前,日本报废汽车的处理依据《废弃物处理法》《氟利昂回收破坏法》进行。
我国《汽车产业发展政策》及近期国家发改委、科技部、环保局联合发布的《汽车产品回收利用技术政策》都针对汽车回收利用提出了要求。2004年我国还参考ISO22628-2002标准发布了国家标准GB/T 19515《道路车辆可利用性和可回收利用性计算方法》。
新能源汽车
汽车燃料除了大家熟悉的汽油和柴油外,目前至少有液化石油气(LPG)、天然气(CNG 或LNG)、乙醇甚至甲醇等代用燃料,新能源车还包括电动车、混合动力车、燃料电池车等。从环境的角度看不同的燃料有着不同的优点。与汽油相比,柴油车每公里的CO2排放有着显著的降低,这是因为柴油机的效率更高,因此使用柴油对气候变化的影响要小。柴油车的CO和HC排放同样比汽油车低,但柴油发动机的NO x和颗粒物的排放水平要高于新的汽油车,而这两种污染物是空气质量问题的关键,尤其是在城区。
LPG和CNG汽车一般由汽油车改造而来,采用双燃料车的形式,既可以使用汽油,也可以使用气体燃料。在CO2排放性能方面,LPG汽车介于汽油车和柴油车之间。这是由于该燃
料具有低碳高能的特性。设计优良的LPG和CNG汽车,部分污染物(CO,HC,NO x和颗粒物)的排放性能与汽油车相似,或者稍好。
生物燃料,如乙醇、生物柴油,提供了一条降低车辆对气候变化影响的途径。生物燃料并不是完全意义上的CO2中性燃料,因为其生产和制作过程需要消耗额外的能源,但通过使用生物燃料可以节省常规汽油和柴油,达到总体上降低CO2排放的目的。目前大部分商业销售的生物燃料是在常规汽油里添加10%乙醇和柴油里混合5%生物柴油,它们适合于目前的常规汽柴油车辆。一些制造厂还研发了灵活燃料汽车,它们甚至可以使用E85汽油(85%乙醇+15%汽油),也可以使用常规汽油。
混合动力车综合了常规内燃机车和纯电动车的优点。它有着多种不同的运行模式,例如加速以及高负荷运行时电动机可以提供额外的能量;可以通过内燃机或制动能量回收存储来为电池充电。混合动力车可以降低油耗和CO2排放,同时可以降低大气污染物的排放。