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国外清洁车和燃料展望及城市环保治理

技术原理:
汽车尾气造成的城市大气污染问题日趋严重。 目前全球污染最严重的十大城市的主要污染源都是汽车尾气,从源头上解决汽车尾气污染,必须改进汽车的动力装置和生产清洁燃料同时并举,这才能从根本上改善环境污染状况。
l、先进技术的汽车
为改善环境、平衡利用各种形式的能源,各国政府、著名汽车厂商十分重视电动汽车开发和应用。由于受蓄电池技术及高性能电池成本等因素的影响,纯电动汽车的开发进展缓慢。近来,混合动力汽车(HEVS)和燃料电池汽车(FCVS)在技术上取得了重要突破,己显示出产业化和市场化发展的良好前景。HEVS和FCVS的低排放水平和所用燃料的高效性、灵活性,对于解决空气污染和能源紧张问题提供了技术上的可行性。
HEVS和FCVS的燃料经济性和排放水平如表l。采用HEVS和FCVS后可以减少的污染物比例如表2。
表l HEVS和FCVS的燃料经济性和排放水平

汽车动力
燃料经济性
排放水平

CO
CO2
HC
NOx

以汽油机为基准
FCVS
HEVS
100%
200%-300%
200%
100%
0
10%
100%
0
50%
100%
0
10%
100%
0
10%


表2 采用HEVS和FCVS后可减少的污染物比例 年日平均值
TSP
CO
NOx
SO2

1999年日平均值(毫克/立方米)
FCVS下降百分比
HEVS下降百分比
364
100%
50%
29
100%
90%
140
100%
90%
80
100%
50%

 

1.1 混合动力汽车已趋成熟
混合动力电动汽车是在同一辆汽车中同时采用了电动机和发动机(内燃机或汽轮机)作为动力装置,通过先进的控制系统使两种动力装置有机协调配合,实现最佳能量分配,达到低能耗、低污染和高度自动化的新型汽车。
20世纪90年代,美国政府加强了与企业间的技术合作,以混合动力汽车为重点目标。1993年美国总统克林顿与美国通用、福特和克莱斯勒三大汽车公司总裁共同提出美国“新一代汽车使用计划”(PNGV)。为了加强该计划的实施,总统提出1999年度PNGV计划预算为2.77亿美元。
美国通用汽车公司于1998年北美国际汽车展上推出了EVI四座混合动力车。预计2001年推出串联型混合动力汽车和混合动力跑车。福特公司己开发出FordP2000型5座并联混合动力车。克莱斯勒公司预计2003年将ESX2并联型混合动力车投放市场。
日本丰田和本田汽车公司于1997年和1999年分别上市了Prius和insight混合动力汽车, 已向美国和欧洲市场销售,到目前为止Prius已售出5万多辆。本田的insight混合动力汽车的技术特征基本代表了当今的最高水平。
欧洲在混合动力电动汽车的开发、研制和推广方面也做了大量工作。 目前,德国已有20辆混合动力大客车在斯图加特和威塞尔市运行。奥迪公司生产的混合动力电动汽车Duo已开始出租,预计四年内出租约400辆。德国汽车工业将实施新的排放标准和节能指标,不允许百公里油耗超过5升的轿车上路。除各大汽车公司对混合动力汽车表示极大的热情外,一些汽车另配件厂商也对此很有兴趣。
1.2 燃料电池汽车开发取得突破
燃料电池汽车是利用燃料电池储存在燃料和氧化剂中的化学能,通过电极反应直接转化为电能,作为汽车的动力,它没有燃烧这一中间过程。其原理是以氢气和空气中的氧为燃料,在特定温度下进行电化学反应,将化学能转变成电能。
日本的本田公司今年研制出的FCX—V3是由两个座位增加到四个座位,仅用lO秒钟可使汽车发动,最高行驶速度已达到每小时130公里。争取在2004年在市场上推出燃料电池车。克莱斯勒公司预计明年小批量生产直接使用氢气的燃料电池小汽车,2004年生产使用甲醇的反应器燃料电池轿车;通用公司也准备在2004年推出甲醇燃料电池系列轿车。l997年, 巴纳德公司交付给芝加哥交通运输部门3辆以氢气为燃料电池的公共汽车做示范。对燃料电池的要求是:燃料效率45%—60%,功率275马力,工作电流3l5安培,工作电压650伏,电池重量2500磅,体积与现有的柴油发动机相近。经过两年运行,示范成功,证明燃料电池可以在炎热夏季、寒冷冬季,燃料电池汽车均运转正常。
综合考虑混合动力汽车和燃料电池汽车的发展现状,二者的技术成熟程度,以及目前达到的成本等因素,先进技术汽车的产业化发展近期以开发和应用混合动力汽车为主。燃料电池汽车能量转换效率高,又无污染, 已被认为是未来汽车工业发展的主流,得到很多企业和科研机构的高度重视, 已投巨资攻关。由于技术的限制,则燃料电池汽车还主要作为汽车制造商的远期战略目标。