【分享】关于我国清洁汽车行动情况介绍和展望

Aime

全国清洁汽车行动协调领导小组组长 王秉刚
  
　　一、开展清洁汽车行动的重要意义
　　随着我国经济的快速发展，机动车的保有量急速上升。根据一些部门预测，今后中国的汽车保有量将以每年超过10%的速度增长，到2005年有可能达到2500万辆左右。还有人做了一个简单的预测，如果2020年全国达到小康水平，保守地估计中国人均汽车保有量应该有可能达到目前世界的人均水平，约每千人100辆。那么，那时中国的汽车保有量将是14000万辆，比现在增长6倍。汽车保有量的增加，在促进国民经济增长的同时，也将带来巨大的环境压力和能源紧张问题。
　　根据我国环保部门提供的数据，在北京、上海、广州等大城市，机动车对CO、HC、NOX的贡献率已经超过50%，有的已达到90%以上。这意味着机动车已经成为我国大城市大气污染的主要污染源。控制汽车排气污染已经成为分急迫的问题。
　　就汽车的能源来说，我国的石油资源不足，需求矛盾日显突出，越来越多地依赖进口，这种状态直接影响到我国的能源安全。因此开发和推广应用其他非石油基的车用燃料，例如以煤为原料、以天然气为原料和以生物为原料的车用燃料将成为今后主要的任务，而这些种类的燃料多数有利于降低汽车的排放污染。
　　降低排放，节约能源消耗，开发各种能源形式的汽车，也是目前世界汽车技术发展的最重要的课题。
　　归纳起来，开展清洁汽车行动的重要意义就是：控制汽车排放，保护大气环境；改善能源结构，保护能源安全；提高开发能力，促进汽车工业发展。
  
　　 二、"九五"期间取得的进展和存在的问题
　　1999年国务院13个部委联合成立了"全国清洁汽车行动协调领导小组"，统一规划和指导推动全国的清洁汽车行动。在李岚清副总理的倡导下，当年召开了"空气净化工程-清洁汽车行动"工作会议，李副总理出席了会议并做了重要的讲话。
　　国家科技部投入5000万元资金启动了一批关键技术攻关和产业化项目。
　　1999年国家公布并开始实施相当于欧Ⅰ标准的汽车排放标准和无铅汽油标准。2000年7月停止使用含铅汽油。我国汽车新产品生产告别了化油器时代，各汽车厂普遍开始生产装备电喷发动机和催化器的新一代汽车。
　　与此同时，压缩天然气（CNG）和液化石油气（LPG）汽车的推广活动在全国范围内蓬勃展开，北京、上海、四川川东地区等12个城市和地区被国家确认为清洁汽车试点示范城市（地区），在全面加强对汽车排放控制管理的同时，重点开展燃气（即CNG和LPG）汽车推广工作。截至2002年6月底的统计，12个城市（地区）共建成加气站360余座，改装燃气汽车13余万辆。上海市的LPG加气站达80余座，遍布全市区，80%的出租汽车燃用LPG。北京市的单一燃料CNG公交车已达到2000余辆，成为世界拥有CNG公交车最多的城市。四川川东地区充分利用天然气资源的优势，成都、德阳、绵阳等城市共建成CNG加气站60余座，改装CNG汽车17000余辆。这些成绩为我国替代燃料汽车的推广应用积累了极为宝贵的经验和打下了重要的基础。
　　两年时间里，全国许多企业、院校和研究机构完成了一批清洁汽车的技术开发项目。主要的汽车厂都有燃气汽车产品投放市场，根据统计已正式列入国家汽车产品公告的燃气汽车车型已达几十种，其中一部分产品的排放水平已达到欧Ⅱ标准。这些都为进一步的推广工作创造了很好的条件。
　　在"九五"期间，中央和地方政府出台了一系列有关清洁汽车的政策和法规，同时在政策研究、标准制定、检测基地建设等方面都取得重要的进展。
　　在党和政府的高度重视和正确领导下，经过多方面的努力，一些城市的大气污染恶化的势头得到了不同程度的遏制，有些城市还有一定程度的改善。
　　回顾过去几年的工作，既有成绩，也有不少不足和问题。例如：对在用车的排放控制和管理还缺乏经验和有效的办法；多数燃气汽车属于改装车，排放水平一般还达不到现行的排放标准的要求；有些地方两用燃料燃气汽车的燃气使用率不高；煤基和生物基替代燃料的应用研究力度与我国能源结构状况还不很适应，等等。这些问题需要在今后加以重视。  
　　清洁汽车行动将是一项长期的工作。继"九五"国家清洁汽车行动计划的实施，"十五"国家科技攻关计划--清洁汽车关键技术研究开发及示范应用项目已开始实施。其总体目标包括：研究开发一批达到相当于欧Ⅲ排放标准水平的燃油汽车、燃气汽车和其他代用燃料汽车，并形成批量生产能力；建立一批清洁汽车示范工程，包括单一燃料CNG公交车、单一燃料LPG出租车、液化天然气公交车、甲醇汽车和电动汽车的示范运用；选择一批城市或地区重点推广燃气汽车及各种代用燃料汽车；开展有关标准、政策、法规的研究；鼓励创新和自主开发，提高我国清洁汽车的整体技术水平。  
　　以下根据个人粗浅的认识，对"十五"期间我国清洁汽车行动作一些展望。
  
　　 三、燃油汽车清洁化是重中之重
　　即使石油供应会越来越呈现紧缺的趋势，在今后很长时间内，燃油仍将是我国乃至世界汽车的主要的燃料形式。燃油汽车的技术发展不但没有停止，而是在不断推陈出新。目前有一种观点，认为内燃机作为汽车动力已经走到头了，这是不符合实际情况的。世界各国研究的结果表明，燃油汽车可以获得很高的效率和超低的排放水平。
　　我国的燃油汽车也将跟踪世界发展的步伐，按照国家发布的排放标准的进程，进行开发和生产准备。2004～2005年我国将实施欧Ⅱ排放标准，北京、上海有可能提前实施该标准。紧接着，相当于欧Ⅲ水平的标准的实施很快提到日程上来。围绕欧Ⅲ标准的实施，首先要开展标准本身的研究，我们必须对目前国际上几种主要的排放标准（法规）的差异及其趋势进行研究，以确定如何制定最适宜于我国情况的标准。
　　其次，要尽快建设一批能够进行相当欧Ⅲ标准的检测试验设施。为研究和实施新标准提供基本条件。
目前我国的燃油品质还不能满足汽车排放实施欧Ⅲ标准的需要。举例来说，根据欧盟规定，满足欧Ⅲ排放标准的汽油，硫的含量应小于0.015 %，稀烃含量小于18 %；而我国1999年12月公布的无铅汽油标准规定的硫含量不大于0.08 %，稀烃含量不大于35 % 。相应的欧盟的柴油标准规定硫的含量不大于0.035 %,多环芳烃不大于11 %；而我国目前还没有一个专门的车用轻柴油标准，市面的车用柴油的含硫量一般在0.2%～0.3 % ，因此提高燃油的品质，将是十分紧迫的任务。
　　在发展清洁的燃油汽车工作中，有必要强调对发展清洁高效柴油机汽车的重要性。由于柴油机具有高燃烧效率的优点，它的燃料消耗和对大气二氧化碳的排放量比同等功率汽油机减少30 %以上。而由于柴油机技术的进步，它的排放和噪声控制已经达到很高的水平，因此世界的柴油汽车产量一直呈增长趋势。缺少石油资源的欧洲尤其突出，柴油汽车已占商用车的90%、乘用车的32 % 。由于柴油机技术成熟、燃料经济性和可靠性优点突出，国际上正在开展将煤、天然气、生物资源、可利用的废弃物转换为柴油的研究，有些国家已进入实用化阶段。在我国，柴油机轿车可能首先在出租车行业得到青睐。有人以一种典型的车型进行测算，按现有的燃油价格计算，柴油机出租车每天可比汽油机出租车节省燃油费30元左右。因此，提高我国的柴油机技术水平，增大柴油机汽车的比例和应用领域，对我国汽车清洁化行动具有十分重要的意义。  
　　近年来均质压燃发动机的研究开发引起了世界各国内燃机界的高度重视，成为引人注目的热点。均质压燃发动机利用点燃式内燃机的燃料与空气均匀混合的特点，有利于燃烧完全，降低排放，尤其是有利于解决压燃式发动机难于消除的微粒和排烟问题，同时，又利用压燃式内燃机的高效率的优点，达到既降低排放又降低油耗的目的，是一项很有前途的技术开发项目。如果研究成功，也是用于混合动力汽车的理想的内燃机。
  
　　四、发展天然气汽车具有重要的战略意义
　　天然气主要成分是甲烷，具有较高的辛烷值和热值，其性质稳定、燃烧比较完全。天然气发动机的排放能够满足越来越严格的排放标准要求。天然气在世界的储量相当丰富，因此天然气汽车发展很快。根据某些资料介绍，全球天然气汽车保有量约110万辆，加气站约4000座。20世纪90年代开始，CNG汽车的生产呈现规模化和专业化的趋势。许多国家生产大功率电控车用CNG发动机，装备于公交车和重型载重车。欧洲有11家汽车厂生产22种不同型号的CNG汽车，有6家发动机厂生产CNG发动机。据欧美一些专家预测，天然气是最具发展潜力的替代燃料。天然气发动机的低排放优点，也是混合动力汽车优选的内燃机类型。在今后10余年内，天然气汽车的比例将会明显增长，成为汽车的主要品种之一。
　　我国是天然气资源比较丰富的国家，据全国油气资源评价，我国气层资源蕴藏量为38万亿m3，已探明的地质储量为1.52万亿m3。2000年的产量达到262亿m3。目前世界大多数发达国家天然气的消耗占一次能源的20%～30 %，而我国仅占2 % 左右。我国西气东输工程计划到2005年将覆盖120个城市，2010年覆盖260个城市，将为大量推广使用天然气汽车提供资源条件。北京、上海都已确定将达到欧Ⅱ、欧Ⅲ排放标准的天然气汽车作为今后公交车的主要车型，估计还有一些有资源条件的城市也会陆续做这样的考虑。要满足这种需要，我国的汽车和发动机厂还要做很大的努力。完全有理由说，天然气汽车在中国有着巨大的发展空间，应该引起汽车工业界的高度重视。
　　过去有一段时间，人们对CNG汽车的安全性存在疑虑。通过"九五"期间的推广应用的实践，已经证明只要管理严格，CNG汽车的安全性并不比燃油汽车差。CNG汽车是清洁的安全的，这种观念已被社会广泛接受。
　　为了克服CNG气体燃料所占体积大而带来的储气瓶重量大或续驶里程短的缺点，液化天然气（LNG）汽车在许多国家也得到发展。天然气液化的过程是燃料纯化的过程，更有利于降低汽车发动机的排放。LNG可以像运输燃油一样使用车船运送，这就为尚无天然气管道资源的城市和地区提供了使用天然气汽车的可能性。LNG的低温（-160℃）储存技术已经成熟和达到实用化的程度。我国也有企业能够制造。目前全球已有近万辆的LNG汽车投入使用。另外，LNG技术的发展也为未来发展燃料电池汽车氢能源提供了一种途径。例如，德国宝马公司提出了CNG-LNG-LH２（液态氢）的发展路径。因此，开展LNG汽车的应用研究，拓宽我国汽车行业利用天然气资源的领域，具有十分重要的意义。目前人们对LNG汽车运用中的有关综合成本问题及LNG在储存过程中的蒸发问题的疑虑，期望能通过"十五"项目中的示范工程进行评估和研究。
  
　　 五、液化石油气（LPG）汽车有良好的发展空间
　　液化石油气（LPG）来自石油开采过程的伴生气或石油炼制过程的副产品。车用LPG的主要组分是丙烷和丁烷。气质良好的LPG加上设计匹配合适的发动机，可以获得优良的排放性能。LPG的价格普遍低于汽油，它给运输业带来良好的经济效益，也有利于降低汽车的排放。LPG在常温下略加压就可液化，便于携带。因此也是一种很适于汽车使用的替代燃料，在世界许多国家得到广泛的应用。根据资料介绍，全球的LPG汽车数量约500万辆，加气站数量约28万座。
　　在欧洲，主要发展汽油/LPG双燃料轿车。目前使用的燃料供给系统已发展到以多点顺序喷射系统为主。LPG的液态喷射也已开发成功，但由于价格较高、燃料泵寿命等原因，尚未大范围推广使用。在日本，从20世纪80年代起，大力推广单燃料LPG出租车，据资料报道，已占30万辆出租车的90% 。
　　我国的LPG汽车在过去几年得到很快发展，主要应用于出租汽车行业，其中以改装车和双燃料居多。"十五"期间，LPG汽车将会继续扩大应用。由于燃料以液态存储，所占体积小，续驶里程长，加气站建设费用相对低，多数情况可以实现油气合站，不需过多占用宝贵的城市土地资源。因此许多城市会将发展LPG出租汽车作为一项重要的决策。为了满足排放标准的要求，不再提倡利用在用车进行改装，而是购买整车厂生产的达到国家排放标准的汽车。汽油/LPG双燃料汽车有两套燃料系统，不但增加了制造成本，还会带来安全隐患。因此在加气站已成网的城市，可以逐步推广单燃料LPG汽车。为了使LPG汽车的运用能够稳定持久地保持和发展下去，控制和保持汽油与LPG的合理差价，让使用LPG的公司和司机有一定的利益是一条重要的经验。同时，应鼓励汽车企业开发符合欧Ⅱ、欧Ⅲ排放水平的LPG汽车，满足不断严格的环保要求。
  
　　六、充分利用我国资源优势，开发煤基汽车燃料的应用
　　我国煤炭资源十分丰富，已探明的储量为7300亿吨，其中可开采储量1010亿吨，占世界可开采的储量15%以上。目前我国煤的消耗占一次能源消费结构的67 % 。如何利用煤制造汽车用的燃料，是世界一些富煤少油国家的重要课题。根据国外专家的介绍，在南非利用煤合成车用柴油已经达到实用化的水平，而且煤基柴油具有十分优良的组分，没有硫等有害杂质，是理想的汽车燃料。因此我国应该加快煤基柴油的研究开发工作，煤基柴油的应用有可能获得"从矿井到车轮"的高效率，节约能源，降低排放。
　　目前研究较多的另一种煤基燃料--二甲醚（DME）也正在受到关注。DME无毒性，常温下为气态，在5个大气压下可液化，具有与LPG类似的性质。特别是DME的十六烷值大于55，非常适于压燃式发动机使用。一些研究结果表明，将DME作柴油机燃料，在保持原机的效率同时，碳烟、氮氧化物和微粒都有大幅度降低。欧洲、日本都已经有样车进行实验，估计三、五年内有可能小规模推广应用。由于二甲醚是一种含氧燃料，还可以将它作为柴油的添加剂，能显著改善柴油机的碳烟排放。二甲醚的理化特性与柴油仍有很大差别，需要研究开发与之相适应的燃料喷射和燃烧系统。二甲醚燃料使用中，还有机件磨损、腐蚀等问题，更重要的是需要解决生产成本问题。我国几所高等院校开展二甲醚燃料发动机研究已有数年。"十五"期间，期望能够将这些研究与汽车或发动机工厂结合，进一步探索二甲醚作为汽车燃料的技术经济可行的方案，拓宽我国煤基汽车燃料的研究和应用领域。
　　近年来煤制甲醇汽车燃料在我国的富煤省份山西省有较快发展，甲醇的成本已达到低于燃油的程度。国际上甲醇燃料的应用研究也已有几十年的历史，美国、德国都进行过较大规模的运行试验。至20世纪90年代后期，美国已有17000余辆M85（85%甲醇、15%汽油）汽车投入运行。这些技术主要是在汽油机的基础上进行改造，适当提高压缩比，改变材料，提高耐磨性、抗腐蚀性和橡胶零件的抗溶涨性。这些技术都已取得成功，发动机的排放也低于相类似的燃油发动机。后来美国的甲醇车没有继续发展下去，根据美国专家的介绍，主要原因是基础设施和制造成本问题。为了提高甲醇发动机的效率，压燃式甲醇发动机的开发也取得进展，但因成本高、技术不够完善，尚未获得推广应用。在甲醇燃料的实际使用中，如何预防甲醇中毒是很多人关注的问题。高剂量甲醇的摄入会引起人体中毒，严重时会导致死亡。因此必须制定和实施严格的管理法规和技术措施，防止误饮，减少甲醇暴露，减少蒸汽吸入和皮肤接触，以及预防在大规模应用区域因甲醇泄漏造成水源的污染。
  
　　 七、开辟可再生的生物燃料资源是车用能源发展的重要方向
　　从20世纪90年代末，利用可再生的生物资源替代不可再生的石化资源，成为世界能源规划的核心议题。利用动植物资源生产的生物燃料，可再生，无硫等有害物质，有利于降低汽车排放和减少二氧化碳总排放量。据了解，欧盟将对机动车使用生物燃料占动力燃料的最低份额做出规定。
　　首先是乙醇燃料的应用。比较容易实施的技术方案是将10%左右的乙醇与汽油混合供给汽油机使用，对改善排放有一定的好处，汽油机不用做大的改变，技术上比较成熟。"九五"期间在我国河南、吉林、黑龙江3个产粮大省，推广应用乙醇汽油已经取得许多经验。将适量的乙醇与柴油混合提供给柴油机使用，对降低柴油机的碳烟有明显的作用。乙醇柴油的应用比乙醇汽油的难度大许多，重要原因是乙醇与柴油难以互溶。目前解决的主流方法是使用助溶剂使之互溶，但会提高燃料的成本。乙醇燃料的进一步推广应用主要与乙醇的成本有关。如何获得低价的农作物和降低生产成本，是今后需要探索的问题。在我国广西，正在开发利用淀粉含量高、易于生长的、但不宜食用的木薯制造乙醇，探索我国获得廉价乙醇的途径。
　　生物柴油的研究始于20世纪70年代。其优点是十六烷值高，含氧量高，不含硫和芳香族化合物。其缺点是黏度高，雾化性能差，低温启动性差。将生物柴油以一定比例与石化柴油混合使用是目前普遍采用的途径。美、法、德、意、日、加等国家都建立了研究机构和生产企业。美国的生物柴油以大豆为原料，2001年生产6万吨。使用20%的生物柴油和80%的石化柴油混合，称B20柴油。美国农业部每年补贴1.5亿美元，用于生物燃料。2000年德国的生物柴油产量达45万吨，主要原料是油菜籽。政府对油菜籽的生产给予补贴，对生产和销售生物柴油实行税收优惠政策。2001年在德国的勃兰登堡建成年产10万吨生物柴油的工厂。日本主要以废食用油为原料生产生物柴油，年产40万吨。我国的生物柴油开发研究也已经取得一定的进展，例如，利用垃圾油、榨油油脚、野生油果做原料生产生物柴油。"十五"清洁汽车项目也将开展生物柴油的实用化研究列入计划。
  
　　 八、国家高度重视电动汽车的开发研究  
　　"九五"期间，在清洁汽车技术攻关项目中开展了电动汽车的开发研究并取得初步的成果。电动汽车的开发研究代表了近代世界汽车技术发展的重要方向，国家对此极为重视。"十五"期间将之纳入国家重大科技专项863项目。中央政府、地方政府、有关企业、高等院校、科研院所投入前所未有的人力物力，组织技术攻关。广大的科技人员以极大的热情，日以继夜地刻苦拼搏，仅仅一年时间已经取得可喜的成绩。相信在以后的几年里，我国的电动汽车技术会取得重大的突破。
  
　　 九、清洁汽车示范工程和重点推广应用城市（地区）
　　"九五"清洁汽车行动的一条重要的经验是通过官、产、学、研相结合，推动技术开发成果与城市治理汽车排放的工作紧密结合，既解决城市对清洁汽车的需求，也为汽车企业开拓了市场。实践证明，像清洁汽车行动这样涉及到能源供给、基础设施建设、汽车开发制造、车辆的实际运用等不同行业、不同部门的行动，没有政府的组织协调和必要的政策引导是不可能实施的。它既是市场行为，更是政府行为。我国燃气汽车的推广应用在短短的几年时间里取得的进展获得了许多国外专家的赞扬。"十五"期间将计划应用"九五"科技攻关及"十五"863电动汽车重大专项成果，建立并实施10～13个单一燃料燃气汽车（CNG、LPG、LNG）、甲醇汽车和电动汽车示范工程。在总结"九五"试点示范城市的经验基础上，选择10～15个重点推广应用城市（地区），扩大清洁汽车的推广应用范围。整个清洁汽车行动计划的技术路线是：战略、政策、标准、共性技术研究-技术攻关和产业化-示范工程-重点推广应用城市-全国更大范围应用。期望经过若干年坚持不懈的努力，可实现清洁汽车行动的目标。

Aime

作　者　简　介
  
　　王秉刚先生1960年清华大学汽车专业毕业。
  
　　1961年～1990年在第一汽车制造厂工作，曾任长春汽车研究所副所长、国家汽车质量监督检验中心主任，海南试验场场长。
  
　　1991～1999年在中国汽车技术研究中心工作，曾任中心副主任、主任，机械工业部汽车工业规划设计研究院院长，1999年7月退休。
  
　　现为全国清洁汽车行动协调领导小组办公室专家组组长。
  
  

shangliu

好是好,可根据我所知,公交的维修成本挺大的,不知道有没有这方面的资料啊?

Andy99

Aime兄，我来顶一下！我的方向是混合动力！