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新能源别在一棵树上吊死

2022-01-10 来源:邯郸机械信息网

新能源,别在一棵树上吊死

新能源,别在一棵树上吊死2012-04-28 一箱油挑战塔克拉玛干,在往返1000公里的沙漠公路上,柴油捷达百公里油耗仅2.82升。1995年,我第一次参观斯图加特的奔驰工厂,在车...

一箱油挑战塔克拉玛干,在往返1000公里的沙漠公路上,柴油捷达百公里油耗仅2.82升。

1995年,我第一次参观斯图加特的奔驰工厂,在车间里,我看到一台水泵下面放置着一个不锈钢方盘,我很好奇,陪同的技术人员告诉我,这是防止设备表面的冷凝水珠直接滴到地面。我不解,水珠滴到地面有什么关系呢?对方回答说,如果水滴里溶入什么有害物质,日积月累就会在水泥地面积存起来,一旦有一天工厂拆除,废弃的水泥块就可能会污染环境。因此要用不锈钢盘把水收集起来,集中处理。这件事给我很大触动,是我树立环保汽车理念的一次启蒙。

节能减排路线图

没有石油,就没有汽车。汽车是20世纪石油时代的产物。在一些人士眼里,汽车的原罪之一就是消耗了大量汽油。

20世纪初,汽车,随着全球石油产量的激增而大发展。70年代和90年代,曾经出现过两次全球性石油危机。有趣的是,全球汽车业的发展并没有因此受到遏制,人们开始寻找用有限的汽油养活更多汽车的技术,在全球经济的节能努力中,汽车业始终走在前面。今天汽车的平均油耗,大约只有30年前的三分之一,也就是说,30年前能够供应1000万辆汽车的汽油,今天能够满足3000万辆汽车的需求。按照欧盟和美国的规划,未来30年,汽车的油耗还将再降低一半。

90年代初,就不停地听到预言,30年内,全球的石油资源即将耗尽,当时我曾十分当真;今天,新油田不断发现,采油技术不断发展,但是这个永远预支30年的预言还在重复。不过2009年全球石油业的信息是,全球已探明储量,用今天的技术可以开采50年。

毋庸讳言,到2020年,估计将有11亿辆汽车在全球的路面上行驶。单纯依赖石油显然难以承受,目前,中国三分之一的石油消耗是用在汽车上。如果目前趋势延续,到2020年,估计中国交通运输将需要两亿五千万吨石油。寻找新能源作为补充和替代已是当务之急。明天的汽车将使用多种的能源燃油、天然气和所有可再生能源,如生物能、核能、氢能、风能和太阳能。

汽车的另一个原罪是排放污染。

同蒸汽火车要竖一根烟筒冒烟一样,早年汽车尾部的排气管也是突突地冒黑烟。那是汽油燃烧不充分排出的碳颗粒,以及眼睛看不见而对环境和人体有害PM2.5微粒,成分包括一氧化碳、二氧化硫、铅、氮氢化合物等。近年来,举世关注且焦虑的碳排放造成的大气温室效应危害,汽车排放无疑是一大源头。

但是全球汽车业对于排放污染的治理,几十年来成绩斐然,人类治理汽车尾气排放是从20世纪60年代开始的。最早是美国加州公布了一系列法规控制排气管、曲轴箱、车内蒸发物的有害气体排放,这些法规的执行早于美国联邦政府两年。至70年代,欧洲和日本也相应制定了一系列控制汽车污染的法规,这些法规一个比一个更苛刻,推动汽车业不断技术创新。到世纪之交,一氧化碳、碳氢化合物、氮氢化合物的排放,在美国分别下降了96%、96%、76%;日本下降了95%、96%、92%;欧洲下降了85%和78%(后两项综合统计)。

进入新世纪,全世界环保意识空前提高,尤其对于碳排放造成的大气变暖、温室效应甚至提高到人类生存危机的高度。对于汽车来说,即使不直接有害于人体的二氧化碳排放也在限制之列,欧盟和美国都提出到2020年,平均每辆汽车每百公里碳排放90克的严格控制指标。

就在20世纪末,北京许多超载的大货车在二三环路爬坡的时候,排放的尾气还是黑烟滚滚,我曾在文章里称之为“墨斗鱼”。从90年代以来,伴随汽车业的大发展,中国加速了对于汽车排放污染整治的补课。逐步执行了《环境保护法》、《大气污染防治法》、大气污染质量标准,以及等效采用欧盟的欧1、欧2、欧3、欧4汽车尾气排放标准。

从19世纪末奔驰发明第一辆汽车开始,迄今已有125年,汽车技术现在更具革命性的变革包括先进的动力、电子控制和材料,近年来,对汽车节能减排和新能源的关注被提高到一个全人类关注的高度。

到2011年,各国汽车业在动力能源技术的“路线图”已经形成共识,从低到高分别是:一、高效内燃机和生物柴油、乙醇等生化燃料;二、油电混合动力;三、插电式混合动力车、增程式电动车;四、纯电动车(只适合作短途);五、氢燃料电池车。氢能源蕴藏丰富、排放为零,是汽车新能源的终极方案。

传统汽车全面优化事半功倍

直至今日,全球每年生产的7000万辆汽车大都是内燃机汽车,传统内燃机的科技创新是节能减排的主流。在全球、在中国,节能与减排已经合而为一。比如涡轮增压和缸内直喷技术(简称FSI),就大大提升了汽油在发动机里的充分燃烧。而双离合变速箱(简称DSG)的发明,使换挡过程的能量损失几乎为零。

今天在全球主流汽车公司,节能减排,已经不光是动力总成技术创新的目标,而是一个复杂的系统工程。包括车身空气动力学、车身轻量化、轮胎摩擦阻力、电器设备智能化和能量管理等多学科构成。

台架试验表明,如果车辆风阻系数减少10%,比如从0.36减小到0.32,每百公里油耗就可节省0.15升;而在畅通无阻的实际驾驶中,每百公里油耗可减少1升或更高。奔驰新一代E级轿跑车凭借0.24的风阻系数成为目前世界上空气动力学最出色的量产汽车。在瑞典哥德堡,为不断降低新车设计的风阻系数,沃尔沃建立的风洞实验室,最新一次技术改造投入就高达2000万欧元。

车体轻量化并非单纯的偷工减料,高强度铝合金正越来越多地替代沉重的钢材。奥迪早在30年前就建立了车身轻量化实验室。应用这项技术的奥迪车可比同级车型轻150公斤以上,在豪华品牌中独占鳌头。

传统汽车动力优化可以收到事半功倍的效果。以中国目前年产1000万辆轿车为例,减少20%的油耗,就意味有200万辆车,是零排放,零污染。

柴油轿车,何以成了欧洲主流

在欧盟,汽车节能减排的一个重要措施是柴油发动机的采用。轿车柴油机的技术研发最执著的当属大众。从1976年吸气式起步,进而涡轮增压、直喷、泵喷嘴到时下的TDI,可谓锲而不舍,其成果十分显著。在油耗方面以2.0排量的宝来为例,汽油机和柴油机百公里平均油耗分别是8.1升和5.1升;在排放方面,柴油机高尔夫轿车从第一代到第四代,氮氢和碳氧化合物下降95%,颗粒物下降93%。在德国沃尔夫斯堡的大众研发中心,我曾见过2002年大众前董事长皮耶希驾驶过的一款“路波”柴油车。0.3升排量,百公里油耗仅0.99升。法国PSA、意大利菲亚特在柴油机研发方面也成就卓著。

新世纪以来,一些跨国公司不断下工夫在中国市场推进柴油车技术,大众为说服中国有关主管部门,组织过专门团队,花费数百万欧元进行推广,雪铁龙等公司也跃跃欲试,却都铩羽而归。有关部门一开始是说石油部门拿不出生产清洁柴油的技术改造的巨额资金;后来又说国产柴油目前已经不够重型卡车、工程机械、农用拖拉机,以及出口的需要,哪能发展柴油轿车;北京等大城市的环保部门也对柴油车充满偏见,成为坚定的否决者。

2004年9月,我在新疆曾经参加过一次“一箱油挑战千里无人区”的活动。这是我见过的推进柴油车最令人信服的一次策划。从古边塞轮台到南疆民丰的高等级公路穿越塔克拉玛干大沙漠,全长500公里,是世界最长的沙漠公路。50辆各种国产轿车,凭借在0公里处加满的一箱汽油或柴油,参加了这次穿越。我至今记得路边那些枯死后仍然千年不倒的胡杨林;记得露宿时沙漠中令人恐怖的绝对寂静。近一半车辆用一箱油跑完了1000公里的赛程。而参加挑战的6辆柴油车,继续跑到1500公里还意犹未尽,贵阳的两位出租车司机驾驶捷达SD柴油车,凭借一箱油竟跑了1952公里,百公里油耗仅为2.82升,柴油车对比汽油车表现出的燃油经济性让人刮目相看。

2010年秋,我先后访问沃尔沃和雪铁龙,得知沃尔沃在瑞典销售的柴油轿车与汽油车比例2000年是1∶9,到2009年猛增到9∶1;雪铁龙2009年在欧盟销售的轿车70%是柴油车。可见柴油车在环保和经济性方面受欢迎的程度。

柴油的来源,不但是石油,近年来在欧洲,油菜籽、速生秸秆等也是绿色柴油的新来源。在中国,近来“地沟油”正成为人们餐桌上的梦魇,然而,这些餐桌废弃物,经过处理,恰恰是生物柴油的好原料。

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