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1、Altshuller和Darrell Mann專利考察模式
前蘇聯(lián)著名發(fā)明家G.S. Altshuller(G.S.阿奇舒勒)及其同事提出了TRIZ理論,其目的是研究人類進(jìn)行發(fā)明創(chuàng)造、解決技術(shù)難題過程中所遵循的科學(xué)原理和法則。其中包含很多適用于技術(shù)創(chuàng)新的工具和方法,如:矛盾解決原理、物質(zhì)場分析等。產(chǎn)品技術(shù)成熟度預(yù)測是TRIZ理論的一項(xiàng)重要研究內(nèi)容。科研工作者和生產(chǎn)者可以通過對(duì)產(chǎn)品技術(shù)成熟度的預(yù)測,了解產(chǎn)品技術(shù)的進(jìn)化過程,為進(jìn)一步的科研、生產(chǎn)策略和計(jì)劃制定提供參考,對(duì)技術(shù)發(fā)展具有重要意義。
本文采用的產(chǎn)品技術(shù)成熟度預(yù)測方法有以下兩種:
(1)應(yīng)用Altshuller專利考察模式進(jìn)行產(chǎn)品技術(shù)成熟度預(yù)測:通過對(duì)大量專利的分析,Altshuller將專利分為五個(gè)等級(jí),并發(fā)現(xiàn)了專利等級(jí)、專利數(shù)量和獲利能力隨技術(shù)系統(tǒng)生命周期的變化規(guī)律,這些規(guī)律和S曲線(產(chǎn)品進(jìn)化過程曲線)一起被后來的技術(shù)預(yù)測專家用來進(jìn)行產(chǎn)品技術(shù)成熟度預(yù)測。
(2)應(yīng)用Darrell Mann專利考察模式進(jìn)行產(chǎn)品技術(shù)成熟度預(yù)測:受Altshullar專利考察模式的啟發(fā),Darrell Mann根據(jù)專利的基本功能,重點(diǎn)考察了兩類特殊的專利:降低成本的專利和彌補(bǔ)缺陷的專利,得出了這兩類專利的數(shù)量隨技術(shù)系統(tǒng)生命周期的變化規(guī)律。據(jù)此進(jìn)行產(chǎn)品技術(shù)成熟度預(yù)測,能夠較快確定技術(shù)是否已經(jīng)過了成熟期。
微生物燃料電池(MFC)是利用電化學(xué)技術(shù)將微生物代謝能轉(zhuǎn)化為電能的一種裝置,其基本原理是作為燃料的有機(jī)物在厭氧陽極室中被產(chǎn)電微生物氧化,產(chǎn)生電子與質(zhì)子,其中電子被微生物捕獲并傳遞給電池陽極,通過外電路到達(dá)陰極,形成回路產(chǎn)生電流。而質(zhì)子通過隔膜到達(dá)陰極,與氧氣及電子反應(yīng)生成水。微生物燃料電池具有無污染、適用范圍廣泛等優(yōu)點(diǎn),目前已經(jīng)成為治理污染、開發(fā)新能源方面的研究新熱點(diǎn)。
目前針對(duì)MFC專利領(lǐng)域的研究主要為專利趨勢分析、分類號(hào)研究及檢索和專利申請(qǐng)狀況分析,但是針對(duì)MFC產(chǎn)品技術(shù)成熟度預(yù)測的研究未見報(bào)道。
二、樣本構(gòu)成
1、檢索數(shù)據(jù)庫
使用的檢索系統(tǒng)為CNABS。
2、檢索關(guān)鍵詞及主要分類號(hào)
關(guān)鍵詞:微生物、燃料電池、MFC
主要分類號(hào):分類號(hào): C02F、H01M
3、檢索結(jié)果
檢索截止日為2012年11月30日,經(jīng)過去除噪音及去除同樣的發(fā)明創(chuàng)造后,共獲取2000-2011年相關(guān)專利申請(qǐng)182篇,作為主要統(tǒng)計(jì)分析樣本;2000年之前未見相關(guān)專利申請(qǐng);2012年專利申請(qǐng)公開不完全,僅作為背景分析,不納入統(tǒng)計(jì)分析樣本。
三、微生物燃料電池專利的分級(jí)和分類
專利分級(jí)使用Altshuller發(fā)明的專利五級(jí)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn),通過全面閱讀分析專利信息(權(quán)利要求書、說明書及附圖、摘要)、確立標(biāo)志性專利、縱向比較等步驟而得出具體的分級(jí);專利分類中關(guān)注Darrell Mann的專利考察模式中重點(diǎn)考察的兩類特殊的專利:降低成本的專利和彌補(bǔ)缺陷的專利,確定每份專利或申請(qǐng)所屬于的類別,最后統(tǒng)計(jì)數(shù)量,擬合曲線,與分級(jí)過程可同步進(jìn)行。
1、專利信息分析與整理
在對(duì)微生物燃料電池進(jìn)行分級(jí)和分類前,首先通過對(duì)專業(yè)背景資料和專利信息的閱讀,對(duì)微生物燃料電池技術(shù)的發(fā)展有全面的了解,主要分析專利申請(qǐng)所要解決的技術(shù)問題,以及解決該問題所采取的技術(shù)手段。通過閱讀分析,可以主觀的了解技術(shù)的繼承與發(fā)展脈絡(luò),為分級(jí)作準(zhǔn)備。
在專利技術(shù)發(fā)展中,微生物燃料電池的技術(shù)改進(jìn)主要為系統(tǒng)構(gòu)型的改變、電極材料的改進(jìn)、交換膜材料的變化及微生物的選用等。
微生物燃料電池在結(jié)構(gòu)上可以分為單室MFC和雙室MFC兩種。典型的雙室MFC由陽極室、質(zhì)子交換膜和陰極室組成。單室MFC省去陰極室直接把質(zhì)子膜固定在陰極上,陰極室暴露在空氣中,空氣中的氧氣直接傳遞給陰極。二者各具有優(yōu)缺點(diǎn),在專利發(fā)展中發(fā)明人對(duì)MFC構(gòu)型進(jìn)行不斷的調(diào)整,以克服在先技術(shù)的缺陷。例如申請(qǐng)?zhí)枮?0051001185.5(一種以有機(jī)廢水為燃料的單池式微生物電池)的專利為首個(gè)單池式微生物燃料電池;申請(qǐng)?zhí)枮?0051008661.8(生物反應(yīng)器——直接微生物燃料電池及其用途)的專利申請(qǐng)為雙室結(jié)構(gòu)的變形,即主要由筒狀的陽極室、陰極室及將兩室中間隔開的質(zhì)子交換膜構(gòu)成;申請(qǐng)?zhí)?0071014496.5(一種管式升流式空氣陰極微生物燃料電池)的專利,具備了微生物燃料電池構(gòu)型的優(yōu)點(diǎn),并結(jié)合了上升流活性碳陽極和無膜空氣陰極于一體的,可以使兩電極間距離盡可能最小。
從MFC產(chǎn)電機(jī)理來看,陽極作為產(chǎn)電微生物附著的載體,不僅影響產(chǎn)電微生物的附著量,同時(shí)還影響電子從微生物向陽極的傳遞,因此早期很多研究都集中在陽極材料的選擇和修飾上。陰極作為電子受體,主要是氧化態(tài)的物質(zhì),近年在專利申請(qǐng)中也較為常見。例如申請(qǐng)?zhí)枮?0071019540.5的專利提供了一種鐵離子循環(huán)電極及其制備方法;申請(qǐng)?zhí)枮?0071019656.9的專利提供了一種含錳離子的微生物燃料電池陽極的制備方法;申請(qǐng)?zhí)枮?0091004092.0的專利公開了一種用于微生物燃料電池的布陰極組件及其制備方法,該布陰極組件包括防水透氣層、布基材料層和導(dǎo)電催化層或者包括防水透氣布和導(dǎo)電催化層;申請(qǐng)?zhí)枮?0101001927.1的專利中使用碳化鎳鉬作為微生物燃料電池陽極;申請(qǐng)?zhí)枮?0101022015.2(一種微型微生物燃料電池)的專利申請(qǐng)中的陽極為金絲微電極陣列,空氣陰極為膜電極:質(zhì)子交換膜、催化劑層和氣體擴(kuò)散層。
膜材料在MFC中的應(yīng)用主要為分離兩極室中的電解液,同時(shí)使陽極室中的質(zhì)子通過,其中質(zhì)子交換膜被廣泛使用。但出于成本的考慮,去膜和采用其他膜對(duì)質(zhì)子交換膜進(jìn)行取代成為專利申請(qǐng)的一個(gè)發(fā)展趨勢,例如:申請(qǐng)?zhí)枮?0051011421.3(燃料電池用菌紫質(zhì)質(zhì)子交換膜的制備方法)的專利采用微生物作為燃料電池中質(zhì)子交換膜,對(duì)環(huán)境不造成污染有效地降低了質(zhì)子交換膜的生產(chǎn)成本;申請(qǐng)?zhí)枮?0081002795.3(一種微生物燃料電池及應(yīng)用)的專利采用的膜材料為離子交換膜,具有與傳統(tǒng)使用質(zhì)子交換膜MFC相當(dāng)甚至略高的輸出功率與產(chǎn)電性能,能很好的替代傳統(tǒng)使用質(zhì)子交換膜MFC,并可降低微生物燃料電池成本。
微生物的選擇影響著代謝通路,從而影響對(duì)有機(jī)質(zhì)的去除和/或能量輸出功率。在微生物的選用上,根據(jù)不同的發(fā)明目的有產(chǎn)氣腸桿菌(申請(qǐng)?zhí)枮?0081002922.2)、海洋酵母(20091009798.8)、希瓦氏菌(申請(qǐng)?zhí)枮?0091014094.3和20091030567.7)、弗氏檸檬酸桿菌(20091019363.9)、蠟樣芽孢桿菌(20111034751.2)等等。
此外,在應(yīng)用的領(lǐng)域上,除了傳統(tǒng)的用于發(fā)電和廢水處理的微生物燃料電池之外,該技術(shù)擴(kuò)展到其它的廣大領(lǐng)域中,例如:申請(qǐng)?zhí)枮?0061003825.2(一種生態(tài)廁所)的專利申請(qǐng)利用微生物燃料電池理論,設(shè)計(jì)了糞便-微生物-質(zhì)子膜-電極構(gòu)成的“糞便電池”;申請(qǐng)?zhí)枮?0091009346.8的專利申請(qǐng)公開了一種面向植入式醫(yī)療設(shè)備供電的微生物燃料電池系統(tǒng),該系統(tǒng)設(shè)置在人體的橫結(jié)腸中,利用腸道微生物和內(nèi)容物產(chǎn)電,可為植入式醫(yī)療設(shè)備提供能源;申請(qǐng)?zhí)枮?0101014660.4(微生物燃料電池及安有該電池的發(fā)電裝置)的專利申請(qǐng)公開了一種安有微生物燃料電池的發(fā)電裝置在稻田進(jìn)行微生物發(fā)電中的應(yīng)用;申請(qǐng)?zhí)枮?0111008632.6的專利申請(qǐng)中的微生物燃料電池能降解揮發(fā)性有機(jī)物,在處理揮發(fā)性有機(jī)廢氣的同時(shí)實(shí)現(xiàn)電能的回收。
2、分級(jí)
Altshuller的專利五級(jí)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn),具體如表1所示:
經(jīng)過對(duì)專利信息的閱讀分析后,確立了標(biāo)志性專利:申請(qǐng)?zhí)枮?0810805(一種用于廢水處理的使用廢水和活性污泥的生物燃料電池)的專利為首個(gè)進(jìn)入中國的微生物燃料電池申請(qǐng),至少用到微生物、電池、廢水處理三個(gè)領(lǐng)域的知識(shí),采用交叉學(xué)科解決了產(chǎn)電的同時(shí)能夠進(jìn)行污水處理的的技術(shù)問題,創(chuàng)造了一種新的系統(tǒng)(僅在專利領(lǐng)域考慮)。作為首個(gè)標(biāo)志性的專利,在專利等級(jí)分析時(shí),定級(jí)較高,為4級(jí);申請(qǐng)?zhí)枮?0051001185.5(一種以有機(jī)廢水為燃料的單池式微生物電池)的專利為首個(gè)單池式微生物燃料電池,無須外加動(dòng)力來提高陰極表面的氧氣含量,無須投加電子轉(zhuǎn)移介體,并且陽極池?zé)o需氮?dú)獯得摼湍茌^好地維持厭氧狀態(tài),使系統(tǒng)發(fā)生了質(zhì)變,經(jīng)過綜合考慮,在專利等級(jí)分析時(shí),定為3級(jí)。
對(duì)于其余的專利或申請(qǐng)進(jìn)行分級(jí),也要經(jīng)過縱向比較,分析其所要解決的技術(shù)問題及采用的技術(shù)手段,根據(jù)分類標(biāo)準(zhǔn)來定級(jí),例如:申請(qǐng)?zhí)枮?0061014499.1(可堆疊式單室微生物燃料電池)的專利公開了一種可堆疊式單室微生物燃料電池,這種構(gòu)型雖然是首次出現(xiàn),但是為通過數(shù)量的疊加來提高產(chǎn)電能力,量的變化更為明顯,在Altshuller的專利考察模式中通常將這類專利定為一級(jí)。當(dāng)然,如果專利中出現(xiàn)其他的技術(shù)特征,協(xié)同使得該專利較之前的專利申請(qǐng)有質(zhì)的改變,分級(jí)可以再考慮;申請(qǐng)?zhí)枮?0091004203.8(一種微生物燃料電池及其制備方法和應(yīng)用)的專利將微生物燃料電池及電芬頓有效的結(jié)合起來,使系統(tǒng)發(fā)生了質(zhì)的變化,用到了全行業(yè)的知識(shí),因此定位2級(jí);申請(qǐng)?zhí)枮?0091007803.6(一種用于同步產(chǎn)電脫鹽的污水處理工藝及裝置)的專利利用微生物燃料電池的內(nèi)電流在處理污水、產(chǎn)電的同時(shí)脫鹽。使系統(tǒng)發(fā)生了質(zhì)的變化,用到了全行業(yè)的知識(shí),因此定位2級(jí);申請(qǐng)?zhí)枮?0101022182.0(一種植物——土壤微生物燃料電池系統(tǒng))的專利申請(qǐng)中,使陽極電極置于植物根部周圍的土壤內(nèi),陰極電極置于土壤表面。主要以植物光合作用生產(chǎn)并釋放到根部的有機(jī)質(zhì)為燃料,避免了產(chǎn)電微生物以污水中有機(jī)質(zhì)為燃料時(shí),有機(jī)質(zhì)對(duì)產(chǎn)電微生物的抑制作用,從而導(dǎo)致產(chǎn)電效率低的問題。系統(tǒng)發(fā)生變化,用到了全行業(yè)的知識(shí),定位2級(jí)。
經(jīng)過對(duì)分析樣本的全面閱讀與分析后,最終將微生物燃料電池專利信息整理匯總?cè)绫?所示:
四、微生物燃料電池產(chǎn)品技術(shù)成熟度預(yù)測
1、Altshullar專利考察模式
根據(jù)表2內(nèi)容,繪制專利數(shù)量統(tǒng)計(jì)曲線和專利等級(jí)統(tǒng)計(jì)曲線,并與標(biāo)準(zhǔn)曲線進(jìn)行對(duì)比,如圖1、圖2所示。
統(tǒng)計(jì)曲線拐點(diǎn)位置與標(biāo)準(zhǔn)曲線對(duì)應(yīng)的拐點(diǎn)位置如箭頭所示。根據(jù)曲線拐點(diǎn)可以預(yù)測,微生物燃料電池產(chǎn)品技術(shù)目前已結(jié)束嬰兒期,處于快速成長階段。由專利數(shù)量統(tǒng)計(jì)曲線可知:技術(shù)系統(tǒng)較嬰兒期階段有較快的發(fā)展,研發(fā)數(shù)量穩(wěn)步增長。而對(duì)于專利等級(jí)統(tǒng)計(jì)曲線的變化:當(dāng)微生物燃料電池產(chǎn)品技術(shù)進(jìn)入穩(wěn)定的發(fā)展軌道,數(shù)量增長明顯,某個(gè)特定技術(shù)空間內(nèi)的專利密度增大,將會(huì)導(dǎo)致專利保護(hù)范圍的縮小,且會(huì)出現(xiàn)大部分針對(duì)單一要素進(jìn)行某一指標(biāo)的提高的專利技術(shù),從而拉低專利等級(jí)。
2、Darrell Mann專利考察模式
在進(jìn)行專利數(shù)據(jù)整理時(shí),發(fā)現(xiàn)2000-2011年間高校申請(qǐng)和科研院所申請(qǐng)量占總申請(qǐng)量的96%,從側(cè)面說明微生物燃料電池產(chǎn)品技術(shù)還處于研發(fā)階段,因?yàn)檫€沒有大規(guī)模投入使用,反映在Darrell Mann專利考察模式中,以降低成本為目的的專利申請(qǐng)會(huì)小于彌補(bǔ)技術(shù)缺陷的專利申請(qǐng)。
Darrell Mann專利考察模式主要應(yīng)用是快速判斷技術(shù)是否進(jìn)入成熟期。根據(jù)表2內(nèi)容,繪制彌補(bǔ)技術(shù)缺陷專利數(shù)量統(tǒng)計(jì)曲線和降低成本專利數(shù)量統(tǒng)計(jì)曲線,并與標(biāo)準(zhǔn)曲線進(jìn)行對(duì)比,如圖4、圖5所示。
從圖4(a)和圖5(a)中可以看到在2009年到2010年間彌補(bǔ)技術(shù)缺陷專利數(shù)量和降低成本專利數(shù)量出現(xiàn)了明顯下滑,結(jié)合圖1(a)——專利數(shù)量統(tǒng)計(jì)曲線,可以看到其原因?yàn)?010年專利申請(qǐng)數(shù)量明顯低于2009年。這種情況的出現(xiàn)有以下的可能:(1)對(duì)專利申請(qǐng)的國家和地區(qū)進(jìn)行統(tǒng)計(jì),發(fā)現(xiàn)2009年進(jìn)入中國大陸的專利申請(qǐng)共7份,占2009年專利申請(qǐng)數(shù)量總數(shù)的17.9%,而2010年其他國家和地區(qū)進(jìn)入中國大陸的專利申請(qǐng)數(shù)量為0,2011年同樣為0,說明其他國家和地區(qū)出于技術(shù)發(fā)展或?qū)@麘?zhàn)略等原因,于2010年起逐漸放棄我國的專利市場,使專利申請(qǐng)數(shù)量受到影響,而這個(gè)原因很可能是由于遇到了產(chǎn)電能力難以大幅度提高的技術(shù)瓶頸以及生產(chǎn)成本的控制難以達(dá)到實(shí)現(xiàn)廣泛應(yīng)用的目的;(2)微生物燃料電池領(lǐng)域的研究主力為高校和科研院所,2009年有24所高校及科研院所提交了專利申請(qǐng),2010年僅有19所,研究室的科研方向轉(zhuǎn)向也部分影響了2010年的專利申請(qǐng)數(shù)量。
但是該曲線的下滑段并不影響曲線上升的總趨勢判斷,從圖4和圖5中可以看出,微生物燃料電池產(chǎn)品技術(shù)還未進(jìn)入成熟期,結(jié)合對(duì)專利信息的理解和兩種分類專利數(shù)量對(duì)比,應(yīng)該還處于成長期當(dāng)中。
五、結(jié)論
進(jìn)入我國最早兩份關(guān)于微生物燃料電池的申請(qǐng)(申請(qǐng)?zhí)枺?0809995、00810805)均由韓國科學(xué)技術(shù)研究院于2000年遞交,之后才出現(xiàn)由我國高校興起的微生物燃料電池專利申請(qǐng),在經(jīng)歷模仿、吸收后、開始創(chuàng)新,因此微生物燃料電池產(chǎn)品技術(shù)經(jīng)歷的嬰兒期比較短暫,進(jìn)入成長期比較迅速。
經(jīng)過對(duì)專利信息的分析,同時(shí)結(jié)合期刊文獻(xiàn)公開的關(guān)于微生物燃料電池的資料,認(rèn)為應(yīng)用Altshuller和Darrell Mann的專利考察模式對(duì)微生物燃料電池產(chǎn)品技術(shù)的成熟度預(yù)測結(jié)果是可信的。在未來的發(fā)展中,微生物燃料電池技術(shù)將會(huì)不斷的成熟,成為污水處理領(lǐng)域的常用技術(shù)。
見證奇跡
親愛的智慧星們,現(xiàn)在我們位于荷蘭東部,連接埃德和瓦赫寧的一條公路上。夜幕剛剛降臨,在預(yù)定的七點(diǎn)鐘,公路邊護(hù)欄上的路燈“刷”地一下全亮了。我和在場的所有工作人員興奮地跳了起來!與此同時(shí),對(duì)講機(jī)里傳來聲音:“‘電花園’成功啟動(dòng),再重復(fù)一遍,‘電花園’成功啟動(dòng)!”所有人激動(dòng)不已,哈哈,植物電池的應(yīng)用大獲成功啦!
“秘密基地”
他們是怎樣辦到的呢?小桶很好奇這個(gè)問題,便央求現(xiàn)場的弗雷德里克研究員帶我去看看他們的“秘密基地”。弗雷德里克欣然同意,然后帶著我走了一段兒就停了下來。在路燈的照射下,我看到路邊有一大片茂盛的水生植物,僅此而已,這就是基地的全部?
看著我疑惑的神情,弗雷德里克給了我一個(gè)手電筒,讓我看看植物下方。我貓著腰仔細(xì)查看才發(fā)現(xiàn),茂密的水生植物之間竟然拉著電線和電極,而電線則被引向公路。弗雷德里克告訴我,在這片100平方米的花壇里,一共有400個(gè)植物電池,真正的功臣就是它們,是它們給了路燈電力!而“電花園”也一樣,那里也有400個(gè)植物電池,能夠給300個(gè)發(fā)光二極管供電,從而讓整個(gè)花園都亮起來!
可再生電源
哎,小桶這會(huì)兒真是懊悔當(dāng)年沒有好好學(xué)習(xí),所以現(xiàn)在對(duì)于植物電池這件事情是一點(diǎn)都摸不著頭腦,真搞不懂植物是怎么產(chǎn)生電流的?微生物燃料電池和普通的燃料電池又有什么區(qū)別呢?
弗雷德里克研究員不得不給我惡補(bǔ)一下物理知識(shí)。原來,普通燃料電池內(nèi)部是由化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電流,利用的是氫的氧化作用。而微生物燃料電池,利用的則是微生物(細(xì)菌)的自然化學(xué)反應(yīng)來產(chǎn)生電流。簡單來說,就是植物在進(jìn)行光合作用生長的過程中,會(huì)產(chǎn)生超過其自身需要的更多的糖,這些多余的糖會(huì)被周邊土壤回收和分解,釋放出質(zhì)子和電子。研究人員將電極放置入土壤,從中捕獲電子發(fā)電,依靠植物的不斷生長產(chǎn)生持續(xù)的電力。
那具體是怎樣操作的呢?弗雷德里克解釋說,他們首先是在溫室中栽培這些植物,然后把它們移植到60多平方厘米、裝有電極的塑料容器中,然后放到現(xiàn)場去。
發(fā)展前景
邊走邊聊,我們已經(jīng)來到了史上第一個(gè)“電花園”。真不可思議,花園小道一邊是茂盛生長的水生植物,一邊是整齊排列的發(fā)著橘黃色夢幻光線的LED燈,將整個(gè)公園都襯托得如童話王國一般。
當(dāng)我問到微生物燃料電池的發(fā)展前景時(shí),弗雷德里克介紹,這項(xiàng)技術(shù)的最大優(yōu)勢就是它是綠色可再生能源,可以說是取之不盡用之不竭,直到植物生命終結(jié)。但劣勢是,微生物燃料電池的產(chǎn)出比較小,1平方米只有0.2瓦的功率,只能支持一個(gè)LED燈泡。難怪我們剛剛看到電池之間要相連,就是要產(chǎn)生足夠電流的原因呀!
關(guān)鍵詞:新能源汽車;代用燃料汽車;混合動(dòng)力車;發(fā)展態(tài)勢
中圖分類號(hào):F206 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1001-828X(2012)08-0-01
引言
汽車產(chǎn)業(yè)是拉動(dòng)國民經(jīng)濟(jì)的支柱型產(chǎn)業(yè),同時(shí)也是高消耗高排放型產(chǎn)業(yè),它在低炭經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型中扮演著重要角色。我國經(jīng)濟(jì)和市場的高速發(fā)展,吸引了眾多發(fā)達(dá)國家的汽車制造廠家來中國發(fā)展,帶來先進(jìn)產(chǎn)品和技術(shù)的同時(shí)也使我國面臨著環(huán)境保護(hù)的巨大壓力,如石油危機(jī)、城市環(huán)境污染、及交通惡化等。低碳經(jīng)濟(jì)是以低能耗、低排放、低污染和高效能、高效率、高效益為重要特征,以盡可能少的溫室氣體排放獲取盡可能大產(chǎn)出的新經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式,將成為我們可持續(xù)性發(fā)展的必由之路。我們傳統(tǒng)的汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式對(duì)于發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)有著明顯的阻礙作用,因此汽車產(chǎn)業(yè)必須以技術(shù)創(chuàng)新為核心向低碳轉(zhuǎn)型,以適應(yīng)低碳經(jīng)濟(jì)的趨勢。
一、總體發(fā)展趨勢
在長期的研究和開發(fā)進(jìn)程當(dāng)中,各國政府、相關(guān)科研機(jī)構(gòu)及國際汽車大公司都對(duì)傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車與新能源汽車的發(fā)展趨勢方面形成了共同認(rèn)識(shí):即在未來的20年內(nèi),汽油和柴油人還會(huì)是汽車主要的能量來源,也就是說傳統(tǒng)汽油機(jī)仍然繼續(xù)扮演重要角色,但市場份額將在此后明顯下降,而柴油車短期內(nèi)可能仍將在重型車輛領(lǐng)域繼續(xù)保持很高的市場份額;新能源汽車近期的解決方案是傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)新技術(shù)和代用燃料汽車方面;中期的方案則是混合動(dòng)力汽車大幅度降低油耗和排放;遠(yuǎn)期的方案是純電動(dòng)汽車和燃料電池汽車,特別是資源極為豐富且完全沒有污染的氫燃料電池汽車將重新定義整個(gè)世界汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的格局。
二、重點(diǎn)領(lǐng)域發(fā)展態(tài)勢
1.代用燃料汽車領(lǐng)域
部分代用燃料汽車已經(jīng)逐步進(jìn)入商業(yè)化實(shí)用階段。所謂代用燃料汽車是指使用除常規(guī)燃料(汽油和柴油)以外的燃料的汽車,代用燃料主要分氣體燃料(天然氣、液化石油氣)、生物質(zhì)燃料(乙醇和生物柴油)和煤基燃料(甲醇、二甲醚和煤制油),等等。代用燃料汽車有利提高能量效率和降低排放,從而改善能源的消費(fèi)結(jié)構(gòu),且技術(shù)難度相對(duì)較低可操作性強(qiáng)。但代用燃料汽車中的氣體燃料和煤基燃料同屬于不可再生能源,不可再生資源意味著受資源和成本限制,而且這兩種燃料效率和排放改善程度并不十分顯著;生物質(zhì)燃料則容易破壞環(huán)境并影響糧食安全問題。所以總體來看,代用燃料汽車發(fā)展不能均衡,受區(qū)域因素限制多、適應(yīng)能力較差,雖然歐洲國家想重點(diǎn)發(fā)展生物燃料汽車,但目前除生物資源比較豐富的巴西外,其它地區(qū)普遍推廣不太現(xiàn)實(shí)。
2.混合動(dòng)力車領(lǐng)域
混合動(dòng)力汽車是比較現(xiàn)實(shí)的解決方案?;旌蟿?dòng)力因?yàn)椴捎昧藘?nèi)燃機(jī)和電動(dòng)機(jī)兩種動(dòng)力,同時(shí)兼顧了傳統(tǒng)汽車和純電動(dòng)汽車的優(yōu)越性,混合動(dòng)力是由單一發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)向純電動(dòng)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)移的必經(jīng)環(huán)節(jié)。混合動(dòng)力汽車按動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)來劃分,可分為串聯(lián)式、并聯(lián)式和混聯(lián)式等3類;按混合程度不同則可劃分為微混、輕混、中混、重混和插電式混合等5種類型。合理采用混合動(dòng)力技術(shù)節(jié)油減碳效果明顯,成本也能較好地得到控制,因此混合動(dòng)力汽車更有實(shí)踐可能性,目前已成為各國汽車公司產(chǎn)業(yè)化的重點(diǎn)。日本最早開始開發(fā)混合動(dòng)力汽車,并最先實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化,豐田、本田是國際市場上混合動(dòng)力技術(shù)的領(lǐng)跑者。將來隨著混合動(dòng)力技術(shù)水平逐步成熟,實(shí)用化程度和產(chǎn)業(yè)化水平系統(tǒng)性提高,最終將實(shí)現(xiàn)向電氣化轉(zhuǎn)化。
3.純電動(dòng)車領(lǐng)域
純電動(dòng)汽車方面,其電池技術(shù)是發(fā)展瓶頸,有待取得實(shí)質(zhì)性突破。遠(yuǎn)遠(yuǎn)早于內(nèi)燃機(jī)汽車,純電動(dòng)汽車問世于19世紀(jì)90年代,但由于性能發(fā)展不及后來居上的內(nèi)燃機(jī)汽車,一度退出汽車發(fā)展歷史舞臺(tái)。如今,隨著高性能鋰離子電池和一體化電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)等技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用推廣,純電動(dòng)汽車取得很大進(jìn)步,在產(chǎn)品研發(fā)、示范和試用方面都有突破,小規(guī)模的商業(yè)化推廣應(yīng)用在許多國家和地區(qū)開展開來,目前世界上總共有近5萬輛純電動(dòng)汽車在運(yùn)行,主要應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)槭姓密嚒⒐卉?、公?wù)用車和小型私人用車等。但目前純電動(dòng)汽車領(lǐng)域還有非常多缺陷,電池普遍存在價(jià)格昂貴、功率密度低、能量密度不高、性能不穩(wěn)定、充電時(shí)間長、循環(huán)壽命短、存在安全和環(huán)保隱患等重大缺點(diǎn),各方面技術(shù)還有待突破,需輔助采用其它技術(shù)滿足用戶需求,如采用增程式方案,在純電動(dòng)汽車上增設(shè)常規(guī)能源系統(tǒng)為車輛補(bǔ)充電能,或用超級(jí)電容器進(jìn)行功率輔助等。因此,純電動(dòng)汽車在電池技術(shù)取得實(shí)質(zhì)性突破前難以大規(guī)模市場普及。
4.燃料電池汽車領(lǐng)域
燃料電池汽車是終極解決方案。燃料電池汽車具有高效率、零污染、零碳排放、燃料來源廣泛等特點(diǎn),這些優(yōu)點(diǎn)使其成為最具誘惑的終極汽車能源動(dòng)力方案。燃料電池通過氫氣燃料和氧氣的化學(xué)作用直接變成電能進(jìn)而驅(qū)動(dòng)汽車,不經(jīng)過燃燒。但從目前情況看,短期無法根本突破燃料電池的可靠性和耐久性;而依賴于貴金屬鉑,又導(dǎo)致催化劑又成本高昂;氫存儲(chǔ)供應(yīng)問題也一直無法很好解決,所以市場化難以形成。但各國鑒于其重要的戰(zhàn)略意義,始終未放松對(duì)燃料電池汽車的攻關(guān)研究。其中美國是燃料電池汽車技術(shù)起步最早的國家,德國和日本從90年代初期也加入了研發(fā)行列,美、日、德共同成為燃料電池汽車技術(shù)的領(lǐng)軍者。除了各國政府主導(dǎo)的燃料電池開發(fā)計(jì)劃外,各國各大汽車公司也投入大量的人力、物力、財(cái)力進(jìn)行開發(fā),取得了不少重要進(jìn)展。
參考資料:
[1]清華大學(xué)中國車用能源研究中心,著.中國車用能源展望2012[M].北京:科學(xué)出版社,2012.
[2]周宏春,著.低炭經(jīng)濟(jì)學(xué)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2012.
早在19世紀(jì)法國科幻小說鼻祖凡爾納的小說中,預(yù)想家們就預(yù)言,有朝一日社會(huì)將通過以氫為基礎(chǔ)的能源而被徹底改造。這種重量很輕的氣體是宇宙中最豐富的元素,它能夠從水中制成;它出奇地潔凈;燃燒時(shí)排放出基本上是新鮮的蒸汽。當(dāng)被輸人到產(chǎn)生電力的燃料電池中時(shí),它提供空前的效率一這些電化學(xué)反應(yīng)堆從燃料中所攝取的有用能量高達(dá)內(nèi)燃機(jī)的兩倍。
當(dāng)人類步人21世紀(jì),開始面臨著巨大的能源壓力。傳統(tǒng)的能源(主要是不可再生的化石燃料)正
日趨枯竭,過度依賴石油進(jìn)口引起地緣政治不穩(wěn)定而且化石燃料燃燒后排放的廢氣造成嚴(yán)重的空氣污染,甚至加速氣候變化,因此要實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展,尋找新的替代能源迫在眉睫。氫能作
為最潔凈、高效的新能源,已經(jīng)引起全世界的廣泛關(guān)注。
燃料電池(FC)技術(shù)的突飛猛進(jìn)使得氫能的夢想在21世紀(jì)開始變成現(xiàn)實(shí)。近年來,以氫為動(dòng)力的
燃料電池汽車(FCV)得到了世界各國政府和企業(yè)的高度重視,并且取得了重大進(jìn)展,預(yù)計(jì)在未來的5--10年內(nèi)FCV將正式進(jìn)人市場,以加氫站、輸氫管道建設(shè)為標(biāo)志的“氫經(jīng)濟(jì)”初露端倪。
二、燃料電池技概群汽車上的應(yīng)用
FC是一種將儲(chǔ)存在燃料(氫)和氧化劑(氧)中的化學(xué)能通過電化學(xué)反應(yīng)直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置,其過程不涉及燃燒,無機(jī)械損耗,能量轉(zhuǎn)化率可高達(dá)80%,產(chǎn)物僅為電、熱和水蒸氣;而且FC運(yùn)行平穩(wěn),無振動(dòng)和噪音,所以被認(rèn)為是21世紀(jì)的綠色能源。
FC技術(shù)在汽車上的應(yīng)用給汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來了革命性的突破,同時(shí)也推動(dòng)了自身的發(fā)展。FC可以用作汽車的(輔助)動(dòng)力電源,也可以用作輔助電源(APU)。
事實(shí)上,人們考慮更多的是FC電動(dòng)汽車(FCEV),它不同于傳統(tǒng)汽車,其動(dòng)力來自FC,而不是內(nèi)
燃機(jī),可以減少燃料消耗,產(chǎn)生更少的污染物排放,當(dāng)以氫作燃料時(shí),能真正實(shí)現(xiàn)汽車的“零排放”,因此更符合人們的經(jīng)濟(jì)環(huán)保觀念。此外,在能量耗盡后,F(xiàn)CEV不像傳統(tǒng)的蓄電池電動(dòng)汽車(BEV)那樣需要長時(shí)間充電,而只需補(bǔ)充燃料即可繼續(xù)工作,這一點(diǎn)對(duì)汽車駕駛者來說尤為方便。
目前開發(fā)的FCEV主要用兩種類型:純?nèi)剂想姵貏?dòng)力車和燃料電池一蓄電池混合動(dòng)力車。純?nèi)剂想姵貏?dòng)力車采用大功率的FC堆棧,以確保在沒有后備蓄電池的情況下能提供啟動(dòng)、瞬時(shí)加速的動(dòng)力;而燃料電池--蓄電池混合動(dòng)力車以蓄電池為主動(dòng)力,小功率的燃料電池用作續(xù)程器。
當(dāng)FC用作APU時(shí),汽車使用內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng),部分燃料通過FC更有效地轉(zhuǎn)化為電能,它可以為汽
車輔助設(shè)備提供足夠的功率,使汽車變得更舒適、更環(huán)保、更安全。
汽車用FC研究最多、最成功的是質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)。PEMFC作為第五代FC,由于具有能量轉(zhuǎn)化率高、低溫啟動(dòng)、無電解質(zhì)泄漏等特點(diǎn),被公認(rèn)為最有希望成為電動(dòng)汽車的理想動(dòng)力源。但是由于PEMFC需采用貴金屬Pt作為電極催化劑,不僅提高了成本;而且限制了燃料只能采用純氫,因?yàn)槿剂现械奈⒘緾O也可導(dǎo)致Pt中毒。對(duì)于甲醇、汽油等燃料,必須經(jīng)過重整純化,從而增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性。近年來,PEMFC技術(shù)取得了重大突破,燃料已經(jīng)實(shí)現(xiàn)內(nèi)重整,使得系統(tǒng)體積大為減少,有望進(jìn)一步“減負(fù)”;更重要的是催化劑中pt載量大為降低,成本問題有望得到解決,相信PEMFC汽車在不久的將來能夠?qū)崿F(xiàn)商業(yè)化。
在PEMFC的基礎(chǔ)上,以甲醇代替純氫直接作為燃料,可以大為簡化系統(tǒng),這種PEMFC稱為直接甲醇燃料電池(DMFC)。DMFC具有體積小、重量輕、燃料來源豐富、價(jià)格便宜、儲(chǔ)存攜帶方便等優(yōu)點(diǎn),是理想的汽車動(dòng)力源。對(duì)于DMFC而言,甲醇的陽極氧化遲緩及甲醇通過Nafion膜(全氟磺酸膜)的滲透所引起的陽極性能衰減是限制DMFC發(fā)展的主要問題。目前許多研究人員正在開發(fā)新的替代Nafion膜的聚合物膜,也取得了很大的進(jìn)展。提高甲醇氧化的催化劑活性,減少貴金屬用量也是DMFC技術(shù)實(shí)用化的關(guān)鍵。專家們認(rèn)為這項(xiàng)技術(shù)距離實(shí)用化至少還需7年時(shí)間。盡管如此,許多人仍把它作為FCV的首選技術(shù)進(jìn)行開發(fā)和研究。
固體氧化物燃料電池(SOFC)是一種全陶瓷結(jié)構(gòu)FC,其能量轉(zhuǎn)化效率最高,操作方便,無腐蝕,與PEMFC相比,燃料適用面廣,不須用貴金屬催化劑,而且不存在DMFC的液體燃料滲透問題。但是
SOFC受電解質(zhì)所限,須高溫(1000℃左右)工作,導(dǎo)致啟動(dòng)慢,這是SOFC在汽車上應(yīng)用的致命弱點(diǎn)。
隨著SOFC技術(shù)的發(fā)展,其操作溫度降至700-800℃,與燃料的重整條件接近,可以實(shí)現(xiàn)燃料的直接
內(nèi)重整,不僅降低了堆棧成本,而且簡化了熱管理,使系統(tǒng)變得更緊湊,已經(jīng)被用作汽車的APU。最
近低溫SOFC的研究取得了突破性進(jìn)展,采用新型低溫固體電解質(zhì)和高活性的電極材料,使工作溫度降至500℃以下,若將其再與蓄電池或超級(jí)電容器聯(lián)用,就可以用作汽車的動(dòng)力源。無論是從技術(shù)還是從成本來看,低溫SOFC汽車都有希望與PEMFC汽車在未來的FCV市場上一較高下。
除了上述三種FC在汽車上有很好的應(yīng)用前景,堿性燃料電池(AFC)和磷酸燃料電池(PAFC)這
兩類最早開發(fā)的FC也被應(yīng)用于汽車,目前均有相應(yīng)的樣車推出。但是在汽車上的應(yīng)用并不成熟,還有大量的技術(shù)問題有待解決,所以不為人們所關(guān)注。FC技術(shù)日新月異,新的FC將綜合各種現(xiàn)有FC技術(shù)的優(yōu)點(diǎn),有望開發(fā)出性能更好、更實(shí)用的FCV。
三、燃料電池汽車的產(chǎn)業(yè)化前景
目前FCV的產(chǎn)業(yè)化至少有三大困難要克服:
一是成本問題。由于要用到貴金屬Pt,因此成本居高不下?,F(xiàn)在石油比氫便宜得多,但隨著石油的減少,價(jià)格上升,再加上污染環(huán)境治理的成本,氫就顯得更經(jīng)濟(jì)。此外,批量生產(chǎn)FC,研制新的電池材料,可以進(jìn)一步降低成本。
二是氫源問題,包括氫的制備、儲(chǔ)存與運(yùn)輸。地球上的氫雖然蘊(yùn)藏豐富,但是不易直接獲得。氫通常通過電解水獲?。灰部蓮氖?、天然氣和煤等化石燃料中轉(zhuǎn)化而得。但是從長遠(yuǎn)考慮,氫必須通過可再生能源獲得,如生物能、水電、太陽能、風(fēng)能或地?zé)崮?。?duì)于FCV來說,提取氫燃料固然重要,但更重要的是如何安全、有效地將氫儲(chǔ)存在汽車上。原則上,氫的儲(chǔ)存方式有3種:高壓氣態(tài)、低溫液態(tài)和固態(tài)。固態(tài)氫是用金屬及合金的氫化物吸附氫,就像海綿吸水一樣,儲(chǔ)氫效率很高,安全性好,是目前最理想的儲(chǔ)氫方式。
三是加氫站等基礎(chǔ)設(shè)施缺乏,這是困擾FCV產(chǎn)業(yè)化的最大障礙。如果沒有大量方便的加氫站,
FCV不可能正式走上高速公路,但如果沒有大量的FCV所產(chǎn)生的需求,大量的加氫站又不可能出現(xiàn)。要解決這一矛盾需要政府、社會(huì)、能源公司的方方面面的參與。政府部門要從政策上、資金上給予大力支持,鼓勵(lì)社會(huì)融資和企業(yè)投資,就有可能辦好基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。
如果解決了FCV面臨的主要問題,F(xiàn)CV開始進(jìn)人千家萬戶,那么我們身邊的社會(huì)將會(huì)發(fā)生巨大的變化。那時(shí),我們將看到過去嘈雜、污濁的高速公路上只有清潔環(huán)保的FCV奔馳的身影。
同時(shí),與燃料電池相配套的工業(yè)也將迅速發(fā)展:汽車加油站將變?yōu)樗耐ò诉_(dá)的加氫網(wǎng);煉油廠不
再是熱門的汽車附屬工業(yè),“煉”氫廠將扮演燃料生產(chǎn)的重要角色。FCV將不僅是潔凈未來和新型汽車經(jīng)濟(jì)的催化劑,同時(shí)也是全球氫經(jīng)濟(jì)的發(fā)展動(dòng)力。
四、結(jié)語
FCV以其零尾氣排放和對(duì)能源的獨(dú)立性,實(shí)現(xiàn)了汽車工業(yè)長期夢寐以求的目標(biāo),并向世人展示了其良好的應(yīng)用前景。我國傳統(tǒng)汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展滯后,發(fā)展FCV是趕超世界汽車工業(yè)先進(jìn)水平的唯一機(jī)
我國的新能源發(fā)展戰(zhàn)略――國家發(fā)改委能源研究所可再生能源發(fā)展中心主任任東明
2000年到2008年,我們國家能源消費(fèi)的增長速度,平均達(dá)到每年8.9%,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于同期世界的增長速度的2%。有數(shù)據(jù)顯示,我國已經(jīng)超過美國,成為世界第一大能源消費(fèi)國。
我們的新能源發(fā)展戰(zhàn)略方向,主要是要適用能源與環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展,以能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型為要求,盡管我們國家能源結(jié)構(gòu)正在調(diào)整,也是適應(yīng)世界各國能源調(diào)整的大趨勢,但是,我國是世界上最大的發(fā)展中國家,如果未來仍然把消費(fèi)能源作為單一能源來源,有可能在世界上失去掌控自身發(fā)展的話語權(quán),在這個(gè)背景下,我們提出了一個(gè)目標(biāo),爭取在2020年非化石能源在一次能源消費(fèi)總比重達(dá)到15%,2020年達(dá)到40%~45%,如果以2020年全國一次能源需求總量46億噸標(biāo)準(zhǔn)煤作為基數(shù)的話,如果要實(shí)現(xiàn)15%的目標(biāo),新能源要達(dá)到7億噸標(biāo)準(zhǔn)煤的當(dāng)量,如果扣除水電、核電、生物質(zhì)能燃料貢獻(xiàn),需要風(fēng)電、太陽能發(fā)電等可再生能源貢獻(xiàn)1.5億噸標(biāo)準(zhǔn)煤,得出電力4700億千瓦時(shí),這個(gè)量相當(dāng)巨大。
我們對(duì)于化石能源的調(diào)整,就是2020年的裝機(jī)量將從2007年確定的3000萬千瓦提高到1.5億千瓦,太陽能從過去確定的180萬千瓦大幅提高到2000萬千瓦。由于日本福島核電危機(jī),我國核電原來確定的8000萬千瓦的發(fā)展目標(biāo)需要相應(yīng)調(diào)整,估計(jì)下調(diào)到4000萬千瓦左右,中間缺少的量將由其它能源分?jǐn)偅妼⒇?fù)責(zé)8%~9%,太陽能、生物質(zhì)能、風(fēng)電負(fù)責(zé)約4%,太陽供熱、生物柴油、燃料乙醇大約負(fù)責(zé)2%。
從國內(nèi)外發(fā)展來看,世界在進(jìn)入21世紀(jì)第一個(gè)十年里,可再生能源可謂迅猛發(fā)展,表現(xiàn)在風(fēng)電方面,隨著技術(shù)的發(fā)展,裝機(jī)容量迅速增加了70多倍,太陽能從多晶硅到現(xiàn)在的太陽能電池,新技術(shù)不斷涌現(xiàn),轉(zhuǎn)換率不斷提高,成本也不斷下降,從國內(nèi)來看,風(fēng)電成本基本與常規(guī)能源相一致,太陽能發(fā)電成本在過去幾年大約降低了50‰生物質(zhì)能成本基本保持穩(wěn)定,海洋能和地?zé)崮軇倓偲鸩剑毕艿冗€處在實(shí)驗(yàn)研發(fā)階段,我國風(fēng)電太陽能資源分布在三個(gè)地區(qū),為了保證我國新能源戰(zhàn)略目標(biāo)的實(shí)現(xiàn),我國出臺(tái)了一系列的法律法規(guī)和政策,到2008年,中國可再生能源達(dá)到了2.5億噸標(biāo)準(zhǔn)煤,約占一次能源總量的8.6%。
臺(tái)灣燃料電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展的策略規(guī)劃――臺(tái)灣經(jīng)濟(jì)研究院研究一所所長左峻德
世界各國都在加大力度發(fā)展燃料電池技術(shù),雖然燃料電池技術(shù)現(xiàn)在還是比較新的領(lǐng)域,但是在產(chǎn)業(yè)上的應(yīng)用范圍卻很廣,小到手機(jī)電池,大到飛機(jī)動(dòng)力機(jī)組,都有燃料電池技術(shù)的影子。由于高環(huán)保、高能源效益等特性,燃料電池已經(jīng)成為當(dāng)前能源科技領(lǐng)域不得不發(fā)展的重要一環(huán),目前國際上,日本在燃料電池日用產(chǎn)品市場已經(jīng)是一家獨(dú)霸,沒有其它的廠商可以與之競爭,日本在燃料電池的成功是建立在之前的大力推進(jìn)下,政府與企業(yè)充分合作,政府從2005年開始對(duì)燃料電池生產(chǎn)企業(yè)實(shí)行逐年下降的補(bǔ)助制度,到2009年則取消對(duì)企業(yè)的補(bǔ)助,轉(zhuǎn)為對(duì)消費(fèi)者消費(fèi)燃料電池實(shí)行補(bǔ)助,由于高額的補(bǔ)助,廠商有了足夠的動(dòng)力的去推動(dòng)燃料電池技術(shù)的進(jìn)步。如果我們現(xiàn)在開始投入燃料電池的研發(fā),加快定制型技術(shù)的研發(fā),是不太有市場機(jī)會(huì),最多是爭取代工,但是主要的利潤已經(jīng)被日本先進(jìn)廠商占去,代工已經(jīng)沒有什么前途可言,因此,我們要選擇對(duì)我們產(chǎn)業(yè)化發(fā)展更有幫助的技術(shù)發(fā)展策略。
三星電子產(chǎn)品很有機(jī)會(huì),全球手機(jī)市場是幾億臺(tái)的消費(fèi)量,在市場上的熱銷IPAD等掌上移動(dòng)設(shè)備,都是三星電子燃料電池的載體,可以支撐起一個(gè)很大的市場,目前海峽兩岸已經(jīng)成為世界各電子產(chǎn)品的主要制造、代工產(chǎn)地,是一個(gè)現(xiàn)成的大市場,我們應(yīng)該抓住機(jī)會(huì),不能錯(cuò)失。
在運(yùn)輸載具方面,世界各國都在加大發(fā)展力度,大陸也不例外,在燃料電池汽車上,全球在溫室氣體減量上,世界各國都有減排的要求,在運(yùn)輸工具的減排上,從清潔燃料的供應(yīng)到電動(dòng)車上,所有世界大型汽車廠,都以燃料電池汽車為最后的發(fā)展目標(biāo),所有汽車廠都還沒有改變,現(xiàn)在距離2015年燃料電池汽車商業(yè)化還有四年時(shí)間。日本宣布要在2020年達(dá)到500萬臺(tái)燃料電池汽車,1千萬的家庭用燃料電池用品,日本的燃料電池汽車已經(jīng)在試運(yùn)行,歐美國家也緊隨其后。
臺(tái)灣在燃料電池產(chǎn)業(yè)上,上下游整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈約有30多家的廠商,已經(jīng)為世界大型企業(yè),如杜邦公司的主要代工廠。
摩托車產(chǎn)業(yè)在世界上有5000萬輛的市場,日本、德國都有在發(fā)展燃料電池摩托車。摩托車的污染很嚴(yán)重,國內(nèi)的電摩所用的鉛酸電池雖然方便,但是對(duì)環(huán)境的污染也很嚴(yán)重,燃料電池摩托車的環(huán)保效益是最高的,臺(tái)灣在電動(dòng)摩托車方面有很大的支持,全島有1500萬臺(tái)摩托車,有700萬人每天以摩托車為主要交通工具,福建與臺(tái)灣氣候相近,摩托車一年四季都能運(yùn)行。以汽油為動(dòng)力的摩托車的溫室氣體排放量很大,大陸去年生產(chǎn)了4000萬輛的電動(dòng)摩托車,2000萬輛的內(nèi)燃型汽油摩托車,如果要對(duì)運(yùn)輸部門進(jìn)行溫室氣體減排,那么,清潔型的燃料電池摩托車無疑有著十分巨大的市場。如果政府還能出臺(tái)支持政策,燃料電池摩托車不僅在兩岸發(fā)展,更能在世界市場上擁有很大的機(jī)會(huì)。
大陸現(xiàn)在在燃料電池汽車和公交車上已經(jīng)和世界同步發(fā)展,具有了很強(qiáng)的競爭力,希望在摩托車市場上可以實(shí)現(xiàn)兩岸的共同合作。另外,還要在技術(shù)領(lǐng)先、市場份額大的產(chǎn)品方面盡快進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)的制定,緊接著進(jìn)入國際市場,為兩岸的產(chǎn)業(yè)在國際市場上爭取更多的商業(yè)機(jī)會(huì)。
未來最大光電市場在美國――臺(tái)灣高雄應(yīng)用科技大學(xué)教授艾和昌
世界上最早發(fā)展太陽能光電的國家是日本,其次是德國,這些國家都在大規(guī)模地使用太陽能發(fā)電,也是支撐世界太陽能發(fā)電產(chǎn)業(yè)的主要國家,近年來有很多國家在太陽能產(chǎn)業(yè)上有很大的進(jìn)步,但我看來,未來最大的太陽能光電市場是在美國,未來五年,會(huì)有很多太陽能光電的廠商會(huì)往美國銷售產(chǎn)品。兩岸在這個(gè)市場上來講,目前是世界上最大的硅片生產(chǎn)地區(qū),但由于兩岸對(duì)于硅片的使用量還不大,要還不具備制定硅片生產(chǎn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的條件。未來到2020年,會(huì)有很多家庭開始使用太陽能發(fā)電的產(chǎn)品,現(xiàn)在雖然有風(fēng)電、生物質(zhì)能、燃料電池等清潔的發(fā)電系統(tǒng),但是在家庭中要使用這些系統(tǒng)還是存在噪音等不便因素,因此,在屋頂使用太陽能發(fā)電還是最佳的選擇,許多國
家都普遍認(rèn)為,太陽能光電是可以和人類生活共存的。
要把太陽能光電做好,需要很多因素,目前太陽能模組要保用20~25年,太陽能模組需要塑化產(chǎn)業(yè),金屬產(chǎn)業(yè),太陽能產(chǎn)業(yè)聯(lián)合一起才能進(jìn)行太陽能電池的生產(chǎn)研發(fā)。未來太陽能光電要和建筑物相結(jié)合,不能只是沒有美感的單一的平板式太陽能板,需要設(shè)計(jì)出美觀、實(shí)用的新式太陽能板,形成太陽能光電的空中花園,才能與建筑物設(shè)計(jì)相得益彰,擁有更加廣闊的市場。
一些傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)要與新能源相結(jié)合,才會(huì)重新煥發(fā)活力,再現(xiàn)商機(jī)。可再生能源在未來勢必要等待材料科技有很大的突破才會(huì)有長足的發(fā)展,不論是太陽能電池、燃料電池還是其他的可再生能源,目前來講,這些電池的利用科技還有很長的一段路要走,未來,還會(huì)有新型的材料面世,讓太陽能電池、燃料電池等可再生能源科技有更民生的取向和價(jià)值,才會(huì)有更加廣闊的市場。
鏈接:太陽能光電
太陽能光電的基本原理是將太陽輻射能收集起來,通過與物質(zhì)的相互作用轉(zhuǎn)換成熱能加以利用。目前使用最多的太陽能收集裝置,主要有平板型集熱器、真空管集熱器和聚焦集熱器等3種。通常根據(jù)所能達(dá)到的溫度和用途的不同,而把太陽能光熱利用分為低溫利用(800℃)。目前低溫利用主要有太陽能熱水器、太陽能干燥器、太陽能蒸餾器、太陽能太陽房、太陽能溫室、太陽能空調(diào)制冷系統(tǒng)等,中溫利用主要有太陽灶、太陽能熱發(fā)電聚光集熱裝置等,高溫利用主要有高溫太陽爐等
未來太陽能的大規(guī)模利用是用來發(fā)電。利用太陽能發(fā)電的方式有多種。目前已實(shí)用的主要有以下兩種。①光一熱一電轉(zhuǎn)換。即利用太陽輻射所產(chǎn)生的熱能發(fā)電。一般是用太陽能集熱器將所吸收的熱能轉(zhuǎn)換為工質(zhì)的蒸汽,然后由蒸汽驅(qū)動(dòng)氣輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。前一過程為光一熱轉(zhuǎn)換,后一過程為熱一電轉(zhuǎn)換。②光一電轉(zhuǎn)換。其基本原理是利用光生伏打效應(yīng)將太陽輻射能直接轉(zhuǎn)換為電能,它的基本裝置是太陽能電池。
用市場定價(jià)推動(dòng)能源改革――廈門大學(xué)中國能源經(jīng)濟(jì)研究中心主任林伯強(qiáng)
目前,新能源發(fā)展比較好的地方就是電價(jià)比較高的地方,電價(jià)高低對(duì)于新能源的發(fā)展是至關(guān)重要的。中國能源價(jià)格的現(xiàn)狀是缺乏價(jià)格的長效機(jī)制,這也影響著國家的決策。新能源的優(yōu)勢在于能源需求和環(huán)境保護(hù)方面,要提高競爭力,短期應(yīng)該是政府補(bǔ)貼,長期而言應(yīng)該考慮提高化石能源的電價(jià)。
我國的電荒問題依然存在,最直觀的原因在于需求的快速增長、干旱導(dǎo)致水電供應(yīng)不足以及火電供應(yīng)沒有跟上。以我國火電廠的規(guī)模而言,積極發(fā)電就可以完全滿足我國的電力需求。但是火力發(fā)電的煤供應(yīng)和虧損問題制約了火電的發(fā)展。要解決電荒問題,需要理順發(fā)電的產(chǎn)業(yè)鏈。最好的方法是實(shí)現(xiàn)煤電聯(lián)動(dòng),由政府通過相對(duì)市場化的機(jī)制設(shè)計(jì),通過稅收和補(bǔ)貼來影響市場和控制電價(jià)。
缺乏定價(jià)機(jī)制的電力行業(yè),除了投資和運(yùn)行的不確定性,還會(huì)影響行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。對(duì)電力實(shí)行定價(jià)好處在于,一是可以理順發(fā)電產(chǎn)業(yè)鏈,讓每個(gè)發(fā)電環(huán)節(jié)實(shí)行市場價(jià)格,實(shí)現(xiàn)共同盈利。二是可以鼓勵(lì)能源投資,吸引國外資本和民營資本參與能源投資,要提高電力行業(yè)的效率,就必須要讓外資和民營資本參與進(jìn)來,為能源行業(yè)設(shè)定一個(gè)經(jīng)營底線和必要的財(cái)務(wù)紀(jì)律性。
三是可以減少電力成本,研究表明,電力過剩和短缺都會(huì)給經(jīng)濟(jì)帶來損失,而短缺的成本遠(yuǎn)大于過剩的成本,如果發(fā)電企業(yè)走到了需要“集體突圍”尋找其它發(fā)展方向來盈利,那么將來面臨的可能是今后更大的行業(yè)矛盾和成本?!坝?jì)劃煤”和“市場煤”的差價(jià)導(dǎo)致不穩(wěn)定的電煤契約,難以保證穩(wěn)定的煤炭供應(yīng),只要有差價(jià),就一定有中介,也會(huì)產(chǎn)生交易成本,因此,缺乏價(jià)格機(jī)制的市場扭曲,將導(dǎo)致更大的浪費(fèi)和成本,也就造成了更高的電價(jià)。
四是電力監(jiān)管,政府離不開能源,因此政府應(yīng)該盡量選擇市場的辦法接近市場,價(jià)格機(jī)制可以同時(shí)設(shè)計(jì)補(bǔ)貼和稅收,這都是相對(duì)市場化的做法。
五是避免煤炭重回“計(jì)劃”,電力消費(fèi)了中國近50%的煤炭,只要電力受控,煤炭就無法完全市場化,缺乏一個(gè)理順發(fā)電產(chǎn)業(yè)鏈的價(jià)格機(jī)制,如果電價(jià)無法上漲,而煤炭持續(xù)上漲,煤炭的相對(duì)市場化地位終將受到挑戰(zhàn),如果政府選擇管制電價(jià),可能需要考慮同時(shí)管制煤價(jià),既然可以管制電價(jià),為什么不能管制煤價(jià)?如果沒有價(jià)格機(jī)制來理順,可以預(yù)測,煤炭將重回計(jì)劃管理。
六是可以實(shí)現(xiàn)市場化改革,確立煤電聯(lián)動(dòng)機(jī)制。從開始時(shí)由政府按照機(jī)制決定聯(lián)動(dòng),逐漸過渡為由電力企業(yè)自主聯(lián)動(dòng),從政府設(shè)定聯(lián)動(dòng)范圍的企業(yè)自主聯(lián)動(dòng),到由電力企業(yè)根據(jù)市場供需自主調(diào)價(jià),政府實(shí)行價(jià)格監(jiān)管。發(fā)達(dá)國家在能源價(jià)格調(diào)整機(jī)制的很多方面也是價(jià)格市場化的過程,也說明這是行得通的。能源改革的關(guān)鍵是建立一個(gè)合理透明的定價(jià)機(jī)制,如何定價(jià)都離不開加強(qiáng)能源企業(yè)的財(cái)政連接和能源效率。
氫氣:未來能源載體――林德集團(tuán)中國及亞洲區(qū)首席代表鄭華
氫氣不是一次能源,自然界有很多氫元素,但不是隨手可得的,它需要通過轉(zhuǎn)換才能得到,因此,我們說氫氣是一種能源的載體。通過和戴姆勒奔馳公司的合作,以氫能燃料電池作為汽車的動(dòng)力,3萬公里的行程說明了氫能的使用是完全行得通的。在2015年,林德集團(tuán)將與戴姆勒奔馳公司在德國建成20個(gè)加氫站,這也是歐洲企業(yè)對(duì)社會(huì)責(zé)任的承諾。
氫氣已經(jīng)有100多年的使用歷史了,現(xiàn)在的氫氣主要用途是在工業(yè)上,把氫氣作為能源也是在最近才開始的,為什么要選擇氫氣作為能源?主要是因?yàn)槭偷亩倘?、環(huán)境的污染、溫室氣體的排放。氫氣用于交通運(yùn)輸能源的載體,也遇到了產(chǎn)業(yè)鏈的問題,氫氣的制備可以從化石能源開采,也可以通過水來取得,氫氣的液化、壓縮、純化,再到氫氣的儲(chǔ)存、運(yùn)輸,最終的用戶就是汽車,通過氫氣燃料電池和直接燃燒的方式來為汽車提供動(dòng)力。在加氫站,就需要通過加氫技術(shù)將氫氣像加油一樣注入車體內(nèi)。
氫氣的來源可以從化石能源中提取,也可以從可再生能源中提取,通過這些能源的發(fā)電來使水電解,從而制備氫氣。氫氣可以液化,由于氣態(tài)的氫氣太輕,體積也較大,因此運(yùn)輸成本高,就需要將氫氣液化,來提高運(yùn)輸效益。
氫氣與汽油相比有哪些價(jià)格優(yōu)勢?汽油在國內(nèi)是統(tǒng)一價(jià)格,而氫氣則會(huì)根據(jù)生產(chǎn)的成本不斷波動(dòng),決定因素在于原料的價(jià)格、制取的模式和運(yùn)輸?shù)木嚯x這些都會(huì)影響到氫氣的成本。
氫氣可以通過燃料電池作為后備的能源來應(yīng)用。另一方面,液氫還可以作為燃料使用,美國在這方面應(yīng)用較多,例如沃爾瑪倉庫里的叉車,原先用電的叉車需要兩到三個(gè)小時(shí)才能充能完畢,是用氫能的叉車則只需要2~3分鐘即可充能完畢,對(duì)于追求高效率的企業(yè)來說,具有很大的吸引力。
加氫站分為便捷式的加氫站、移動(dòng)式加氫站、固定式加氫站,可以為不同的氫能汽車提供多種加氫服務(wù)。
現(xiàn)在遇到的挑戰(zhàn)是,便攜式、移動(dòng)式的加氫站只能滿足臨時(shí)的加氫需求,真正要實(shí)現(xiàn)長久的效益還是
需要建設(shè)固定式加氫站,現(xiàn)在人們對(duì)于固定式加油站的觀念已經(jīng)根深蒂固。建立固定式加氫站要考慮到滿足消費(fèi)者24小時(shí)不間斷的加氫需求,可以同時(shí)為多輛汽車加氫,縮小加氫站的占地面積,尤其是在北京、上海這樣寸土寸金的城市,還要和現(xiàn)有的加油站有機(jī)結(jié)合,氫氣還不能取代汽油的地位,應(yīng)該與之互補(bǔ),歐美等國已經(jīng)這樣實(shí)行了。另外縮短加氫的時(shí)間、統(tǒng)一氫氣的純度以及有競爭力的價(jià)格等,都是制約氫能發(fā)展的問題,這也是我們下一個(gè)要攻克的問題。
風(fēng)電發(fā)展趨勢:向海上發(fā)展――中國可再生能源學(xué)會(huì)風(fēng)能專業(yè)委員會(huì)副理事長施鵬飛
近年來,世界風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速,2010年新增將近4000萬千瓦,累計(jì)接近2億千瓦的風(fēng)電裝機(jī)總量,2010年十大風(fēng)電機(jī)組國家,中國居于世界第一,遠(yuǎn)超第二名,當(dāng)年中國新增1890萬千瓦,而美國僅500多萬千瓦,累計(jì)總量4470萬千瓦,美國4000萬千瓦。近期的發(fā)展趨勢是,風(fēng)電向海上發(fā)展,在去年,世界海上裝機(jī)總量累計(jì)是350多萬千瓦。
在全世界風(fēng)電機(jī)組生產(chǎn)的制造商中,已經(jīng)有四家中國公司進(jìn)入了前十名。海上風(fēng)電去年新增了144萬千瓦,累計(jì)355萬千瓦,在總的風(fēng)電里僅占1.8%,今后這個(gè)比例還會(huì)不斷增長。海上風(fēng)電存在問題是缺少投資,能夠生產(chǎn)在海上運(yùn)行的發(fā)電機(jī)組的制造商也比較少。海上風(fēng)電是集中發(fā)電,還需要改造和新建電網(wǎng),另外是海上運(yùn)營成本比較高。未來發(fā)展,由于歐洲在陸上可安裝風(fēng)電機(jī)組的土地不多,所以需要向海洋發(fā)展。
統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,中國可能存在有2億千瓦的海上風(fēng)電裝機(jī)容量。中國風(fēng)能資源主要集中在北部和西部,而我國的經(jīng)濟(jì)重心在東部和南部,兩者分布不匹配,這是我國發(fā)展大規(guī)模風(fēng)電的制約,另外電網(wǎng)的接入也是制約風(fēng)電發(fā)展的主要因素。
目前我國有80多家的整機(jī)裝備制造商,競爭較為激烈,只有實(shí)力強(qiáng),能夠提供市場需求,價(jià)格低廉的廠商才能夠存在,預(yù)計(jì)在3~5年,80多家的廠商將減到10家左右。并網(wǎng)風(fēng)電設(shè)備制造業(yè)迅速增長,國內(nèi)企業(yè)已基本掌握兆瓦級(jí)風(fēng)電機(jī)組的制造技術(shù),主要零部件國內(nèi)能夠自己制造。
風(fēng)電制造企業(yè)的競爭熱點(diǎn)在于按照中國不同區(qū)域的實(shí)際風(fēng)況量身定制新機(jī)型,提高性價(jià)比,加強(qiáng)售后服務(wù)競爭,三一電器提出了保修5年,并賠償因機(jī)組故障損失電量的電費(fèi)?,F(xiàn)在國內(nèi)制造商還在開拓國際市場,已經(jīng)開始出口美國、印度、古巴、英國、泰國、巴西等國。
【關(guān)鍵詞】新能源;汽車;技術(shù)
隨著我國進(jìn)一步發(fā)展,我國對(duì)于新能源汽車的投入與開發(fā)投入了大量的人力、物力與財(cái)力。2015年1月13日,科技部部長萬鋼指出,科技部將按照部署,繼續(xù)推動(dòng)新能源汽車的基礎(chǔ)研究、關(guān)鍵性技術(shù)等領(lǐng)域的研究,為產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供強(qiáng)有力的技術(shù)支撐,這對(duì)于新能源汽車來說,可謂發(fā)展前途一片光明。
1 我國新能源汽車發(fā)展概述
1.1 我國發(fā)展新能源汽車的必要性
隨著我國國民經(jīng)濟(jì)正在飛速發(fā)展,未來汽車保有量將保持進(jìn)一步增長的態(tài)勢,在今后相當(dāng)長的一段時(shí)期內(nèi),我國汽車產(chǎn)業(yè)仍將會(huì)保持一種較快的增長勢頭,這必然導(dǎo)致石油對(duì)外依存度急劇上升。另外,由于汽車尾氣等原因造成的空氣污染和環(huán)境污染也正在困擾著發(fā)展中的中國,如果不采取措施甚至?xí)訃?yán)重污染環(huán)境。傳統(tǒng)能源的短缺和有限性,凸顯了新能源開發(fā)的必要性和緊迫性。
1.2 新能源汽車發(fā)展的意義
首先,發(fā)展新能源汽車能夠縮短我國汽車工業(yè)與世界先進(jìn)汽車工業(yè)的差距。其次,發(fā)展新能源汽車是控制城市污染的需要。最后,發(fā)展新能源汽車是國民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的需要。
1.3 中國發(fā)展新能源汽車產(chǎn)業(yè)的優(yōu)勢
第一,中國政府對(duì)發(fā)展新能源汽車高度重視。我國政府通過《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006~2020年)》等一系列文件精神,初步構(gòu)筑了我國新能源汽車多元化發(fā)展戰(zhàn)略。2009年3月,正式了公布《汽車產(chǎn)業(yè)調(diào)整和振興規(guī)劃》,其中目標(biāo)之一,就是電動(dòng)汽車產(chǎn)銷形成規(guī)模。在這種背景下,地方政府也積極響應(yīng)配合國家整體戰(zhàn)略規(guī)劃。在代用燃料汽車方面,已基本確定了因地制宜發(fā)展的方針政策。第二,中國在電動(dòng)汽車發(fā)展方面擁有較好的社會(huì)基礎(chǔ)。目前,中國輕型電動(dòng)車產(chǎn)銷量已經(jīng)占到全球的90%以上,電動(dòng)自行車的迅猛發(fā)展帶動(dòng)了國內(nèi)動(dòng)力電池、電機(jī)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展,同時(shí)使得電動(dòng)車的理念深入人心;另外,在發(fā)展的過程中形成了一定的技術(shù)積累,為電動(dòng)汽車的發(fā)展奠定了良好的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)。第三,中國的能源狀況、自然資源對(duì)發(fā)展新能源汽車產(chǎn)業(yè)比較有利。進(jìn)入新世紀(jì)以來,我國,車用燃料電池技術(shù)不斷進(jìn)步,鋰動(dòng)力電池技術(shù)取得重大突破,油電混合動(dòng)力技術(shù)進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化,這一系列技術(shù)非常適合在我國能源資源狀況下推廣應(yīng)用。
2 新能源汽車種類與技術(shù)分析
2.1 燃料電池汽車
第一,概述。燃料電池汽車是指以氫氣、甲醇等為燃料,依靠電機(jī)驅(qū)動(dòng)的汽車(圖1)。燃料電池的化學(xué)反應(yīng)過程不會(huì)產(chǎn)生有害產(chǎn)物,因此燃料電池車輛是無污染汽車,所以從能源的利用和環(huán)境保護(hù)方面,燃料電池汽車是一種理想的車輛。第二,與傳統(tǒng)汽車相比的優(yōu)點(diǎn)分析。一是提高了發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒效率;二是降低了溫室氣體的排放;三是零排放或近似零排放;四是提高了燃油經(jīng)濟(jì)性;五是減少了機(jī)油泄露帶來的水污染。
2.2 混合動(dòng)力汽車
第一,概述。是指采用傳統(tǒng)燃料的,同時(shí)配以電動(dòng)機(jī)/發(fā)動(dòng)機(jī)來運(yùn)行的車型,混合動(dòng)力車輛的主流都是汽油混合動(dòng)力(圖2)。第二,混合動(dòng)力汽車的優(yōu)點(diǎn):一是可讓電池保持在良好的工作狀態(tài),不發(fā)生過充、過放,延長其使用壽命,降低成本;二是有了內(nèi)燃機(jī)可以十分方便地解決純電動(dòng)汽車遇到的難題;三是可以十分方便地回收制動(dòng)時(shí)、下坡時(shí)、怠速時(shí)的能量;四是采用混合動(dòng)力后可以自由調(diào)整負(fù)荷少或者多時(shí)的功率輸出與能量控制;五是可以利用現(xiàn)有的加油站加油,不必再投資;六是在繁華市區(qū),可關(guān)停內(nèi)燃機(jī),由電池單獨(dú)驅(qū)動(dòng),實(shí)現(xiàn)“零”排放。
2.3 生物乙醇汽車
第一,概述。使用乙醇為燃料的汽車,也可叫酒精汽車,目前世界上已有40多個(gè)國家,不同程度應(yīng)用乙醇汽車。第二,優(yōu)勢分析??梢蕴岣呷剂系男镣橹?,增加氧含量,在汽車上使用乙醇,使汽車缸內(nèi)燃燒更完全,可以降低尾氣的害物的排放(表1、表2)。第三,應(yīng)用方式分析。一是靈活燃料,指燃料既可用汽油,又可以使用乙醇或甲醇與汽油比例混合的燃料,還可以用氫氣,并隨時(shí)可以切換;二是變性燃料乙醇,指乙醇脫水后,再添加變性劑而生成的乙醇;三是純燒,即單燒乙醇;四是摻燒,指乙醇和汽油摻合應(yīng)用。
2.4 氫動(dòng)力汽車
第一,概述。氫能汽車是以氫為主要能量作為移動(dòng)的汽車。燃料電池和電動(dòng)機(jī)會(huì)取代一般的引擎,即氫燃料電池的原理是把氫輸入燃料電池中,氫原子的電子被質(zhì)子交換膜阻隔,成為電能驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī);質(zhì)子卻可以通過質(zhì)子交換膜與氧化合為純凈的水霧排出(圖3)。第二,優(yōu)勢分析。氫動(dòng)力汽車排放出的是純凈水,是一種真正實(shí)現(xiàn)零排放的交通工具,其具有無污染,零排放,儲(chǔ)量豐富等優(yōu)勢,因此,氫動(dòng)力汽車是傳統(tǒng)汽車最理想的替代方案。
2.5 純電動(dòng)汽車
第一,概述。電動(dòng)汽車顧名思義就是主要采用電力驅(qū)動(dòng)的汽車,大部分車輛直接采用電機(jī)驅(qū)動(dòng),但是其難點(diǎn)在于電力儲(chǔ)存技術(shù)。第二,優(yōu)勢分析。技術(shù)相對(duì)簡單成熟,只要有電力供應(yīng)的地方都能夠充電。本身不排放污染大氣的有害氣體,除硫和微粒外,其它污染物也顯著減少,電力可以從多種一次能源獲得,解除人們對(duì)石油資源日見枯竭的擔(dān)心。
3 新能源汽車發(fā)展主要障礙及其解決方案分析
許多國家都積極開發(fā)電動(dòng)汽車、混合動(dòng)力汽車和燃料電池汽車等新能源汽車。但是在發(fā)展與技術(shù)創(chuàng)新過程中還存在著諸多障礙和困難,如何解決好發(fā)展過程中存在的局限性和制約性已經(jīng)成為全世界共同關(guān)注的焦點(diǎn)?,F(xiàn)將個(gè)人對(duì)策建議歸納如下。第一,生產(chǎn)成本與核心技術(shù)。很多種新能源汽車存在著生產(chǎn)成本高、運(yùn)行和維護(hù)費(fèi)用高的現(xiàn)狀,比如,目前HEV和PEV所使用的蓄電池組的價(jià)格依然昂貴。可以采取創(chuàng)建技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟的形式,相互學(xué)習(xí),拓展產(chǎn)品技術(shù)鏈,構(gòu)建新能源汽車共性技術(shù)研發(fā)聯(lián)盟平臺(tái),重點(diǎn)突破動(dòng)力電池核心技術(shù)瓶頸,節(jié)約生產(chǎn)成本。第二,續(xù)駛里程。對(duì)許多消費(fèi)者來說, 充電電池的續(xù)航能力有限和充電時(shí)間較長一直是阻滯純電動(dòng)汽車普及的主要障礙,但是,隨著社會(huì)的進(jìn)一步發(fā)展,這一問題會(huì)逐漸的解決好。2015年1月,工信部表示已同住建部達(dá)成一致,今后所有新建小區(qū)要把充電電源建設(shè)放在同等重要位置,否則樓盤不能通過驗(yàn)收并銷售。這對(duì)于新能源汽車來說,無疑是一大利好。
【參考文獻(xiàn)】
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中國在新能源和可再生能源的開發(fā)利用方面已經(jīng)取得顯著進(jìn)展,技術(shù)水平有了很大提高,產(chǎn)業(yè)化已粗具規(guī)模。生物質(zhì)能、核能、地?zé)崮堋淠?、海洋能等新能源發(fā)展?jié)摿薮?,近年來得到較大發(fā)展。中國未來新能源發(fā)展有以下幾個(gè)主要趨勢:
一是大力發(fā)展太陽能。太陽能的利用主要是指太陽能光伏發(fā)電和太陽能電池。
在光伏發(fā)電方面,中國仍處于起步階段,發(fā)展水平遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國家,但隨著中國國內(nèi)光伏產(chǎn)業(yè)規(guī)模逐步擴(kuò)大、技術(shù)逐步提升,光伏發(fā)電成本會(huì)逐步下降,未來中國國內(nèi)光伏容量將大幅增加。按照《可再生能源發(fā)展“十二五”規(guī)劃》提出的目標(biāo),未來5年內(nèi)中國太陽能屋頂電站裝機(jī)規(guī)模將為現(xiàn)有規(guī)模的10倍。
在太陽能電池方面,近年來,中國太陽能電池制造業(yè)通過引進(jìn)、消化、吸收和再創(chuàng)新,獲得了長足發(fā)展。中國已在太陽能電池生產(chǎn)制造方面取得很大進(jìn)展,也將成為使用太陽能的大市場。
二是大力發(fā)展風(fēng)能。中國風(fēng)能儲(chǔ)量很大、分布面廣,開發(fā)利用潛力巨大?!笆晃濉逼陂g,中國的并網(wǎng)風(fēng)電得到迅速發(fā)展。2011年中國累計(jì)風(fēng)電裝機(jī)容量再創(chuàng)新高,海上風(fēng)電大規(guī)模開發(fā)也正式起步?!笆濉逼陂g,中國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)將繼續(xù)保持每年10 000兆瓦以上的新增裝機(jī)速度。風(fēng)電場建設(shè)、并網(wǎng)發(fā)電、風(fēng)電設(shè)備制造等領(lǐng)域成為投資熱點(diǎn),市場前景看好。
三是大力發(fā)展水能。目前,中國不但是世界水電裝機(jī)第一大國,也是世界上水電裝機(jī)在建規(guī)模最大、發(fā)展速度最快的國家之一。隨著中國經(jīng)濟(jì)進(jìn)入新的發(fā)展時(shí)期,加快西部水力資源開發(fā)、實(shí)現(xiàn)西電東送,對(duì)于解決國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的能源短缺問題、改善生態(tài)環(huán)境、促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)的協(xié)調(diào)和可持續(xù)發(fā)展,無疑會(huì)發(fā)揮極其重要的作用。
四是積極發(fā)展核能。發(fā)展核電是中國調(diào)整能源結(jié)構(gòu)的重點(diǎn)之一。未來5~10年,我國新建核電機(jī)組將以每年5~8臺(tái)的速度遞增,成為世界核電發(fā)展的火車頭。
關(guān)鍵詞:新能源車;交通工具;節(jié)能;發(fā)展趨勢
中圖分類號(hào):J05 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1005-5312(2013)30-0265-02
一、交通工具的新能源時(shí)代即將來臨
2012年4月23 日,全球汽車業(yè)的盛會(huì)第十一屆北京國際車展成功舉行。而在匯集了全球所有的最頂尖的新車靚車中,95 輛新能源車的出現(xiàn)吸引了現(xiàn)場所有人的眼球。人們不禁開始揣測,傳統(tǒng)汽車工業(yè)是否已經(jīng)走到了末路,未來的交通工具會(huì)向什么方向發(fā)展。
“節(jié)能減排”是近年來面對(duì)全球性的生態(tài)環(huán)境惡化、石油匱乏、溫室氣體等問題提出的議題?!肮?jié)能”是指節(jié)約能源,“減排”指的是較少碳排放量。新能源則是可再生的綠色能源,主要包括太陽能、風(fēng)能、生物能、潮汐能等等。
全球的石油資源在急速消耗,而普通以汽油為燃料的輕型汽車內(nèi)燃機(jī)的熱效率卻不足35%,這意味著傳統(tǒng)汽車將石油資源大部分能量都浪費(fèi)了。同時(shí),數(shù)目龐大的交通工具向大氣中排放了大量的二氧化碳、二氧化硫等污染物。新能源交通工具主要依靠各類電池提供動(dòng)力,能夠節(jié)約石油資源,利用可再生能源,因此給人們留下了“綠色、無污染的”的印象。但是,這樣的評(píng)價(jià)是否過高了呢?
目前,我國新能源交通工具遍地開花,今年7月出臺(tái)的《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2012~2020)》指出,爭取到2015年,純電動(dòng)汽車和插電式混合動(dòng)力汽車?yán)塾?jì)產(chǎn)銷量達(dá)到50萬輛,到2020年超過500萬輛。面對(duì)如此火熱的發(fā)展形勢,新能源車究竟如何真正地做到節(jié)能減排,仍需要進(jìn)一步的探討。
二、新能源交通工具發(fā)展現(xiàn)狀
新能源汽車是指采用除汽油、柴油之外的燃料作為動(dòng)力來源的交通工具。主要是純電動(dòng)汽車和混合動(dòng)力汽車。
插電式純電動(dòng)車通過與電網(wǎng)連接直接從電網(wǎng)中獲取電能,并儲(chǔ)存在動(dòng)力蓄電池組中。其動(dòng)力全部來自車輛底盤電池組。插電式純電動(dòng)汽車上有AC/DC充電機(jī),可以直接將220V電壓轉(zhuǎn)換成充電電壓接入車身充電,也可以在公用充電設(shè)備上進(jìn)行快速充電。由于目前鋰離子電池的能量密度比較低,純電動(dòng)汽車一般續(xù)航能力差,平均續(xù)航里程不到200公里,因此要求配套的充電設(shè)施完善。
混合動(dòng)力車一般指的是插電式的混合動(dòng)力車,車上有兩個(gè)及兩個(gè)以上動(dòng)力來源,一個(gè)來自內(nèi)燃機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī),其余由電發(fā)動(dòng)機(jī)提供。電池組可以包括蓄電池、太陽能電池、燃料電池。目前的混合動(dòng)力車一般是由內(nèi)燃機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)和蓄電池共同提供動(dòng)力。
燃料電池車是純電動(dòng)汽車中的一種,以氫氣和氧氣進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電力直接驅(qū)動(dòng)引擎行駛的車輛。
太陽能汽車是依靠太陽能光電板將太陽能轉(zhuǎn)變成電能提供動(dòng)力的汽車。有蓄電池的太陽能車能夠在能量供給充足的情況下,將富余電能儲(chǔ)存在蓄電池中以后再用。
目前,插電式純電動(dòng)汽車的技術(shù)相對(duì)成熟,電動(dòng)汽車較內(nèi)燃機(jī)汽車結(jié)構(gòu)簡單,運(yùn)轉(zhuǎn)和傳動(dòng)部件少,維修保養(yǎng)工作量小,易操縱。在安全性方面,插電式純電動(dòng)車相較氫動(dòng)力燃料電池車更為可靠。另外,插電式純電動(dòng)汽車只要有在有電力供應(yīng)的地點(diǎn)就可以進(jìn)行充電,使用起來相較其他類型的新能源車更方便,是我國政府扶持推廣的主要新能源車型。
三、新能源交通工具的節(jié)能效果
(一)新能源車使用階段的節(jié)能效果分析
純電動(dòng)車的底盤主要由電動(dòng)機(jī)、電池組、驅(qū)動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)、電控系統(tǒng)等組成。電池技術(shù)是純電動(dòng)車最難解決的關(guān)鍵技術(shù)。純電動(dòng)車依靠蓄電池存儲(chǔ)電能,電池的能量密度決定了電池存儲(chǔ)電能能力大小。電池的能量密度太小意味著電池的體積將會(huì)過大,也就會(huì)造成電池質(zhì)量太大而增加車輛的能源消耗。
插電式純電動(dòng)車通過與國家電網(wǎng)連接直接從電網(wǎng)中獲取電能,并存在在蓄電池組中使用。在我國所有發(fā)電方式中,火力發(fā)電占78%左右,煤炭的燃燒會(huì)釋放出大量二氧化碳。僅從這一點(diǎn)來看,電動(dòng)汽車并非是真正零排放的。但燃煤的能量轉(zhuǎn)換效率比內(nèi)燃機(jī)高很多,因此在使用過程中,電動(dòng)汽車相較傳統(tǒng)汽車的節(jié)能效果非常突出。
混合動(dòng)力車是目前新能源汽車中技術(shù)較為成熟的一種,它是傳統(tǒng)汽車基礎(chǔ)上的創(chuàng)新和升級(jí)?;旌蟿?dòng)力汽車在全球范圍內(nèi),已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了商業(yè)化運(yùn)作。在傳統(tǒng)汽車底盤的基礎(chǔ)上增加了電動(dòng)力系統(tǒng)使用的電動(dòng)力系統(tǒng)中包括高效強(qiáng)化的電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)和蓄電池,既能保證足夠的動(dòng)力,又可以大大降低碳排放,提高能源利用效率。但據(jù)預(yù)測,即使到2020年,混合動(dòng)力車中汽油燃料所占比例仍無法低于50%。
燃料電池車底盤主要由燃料電池組、氫氣罐、蓄電池、動(dòng)力輸出系統(tǒng)等構(gòu)成。據(jù)戴克公司對(duì)NECAR4 型燃料電池轎車的測試, 燃料電池電反應(yīng)堆的能量轉(zhuǎn)換效率為62%。如果除去燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)輔助系統(tǒng)、電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的能耗,從蓄電池組到車輪的效率為37.7%,是內(nèi)燃機(jī)效率的兩倍以上。
太陽能汽車的技術(shù)仍未成熟,受到環(huán)境影響很大,如果沒有陽光,車輛將處于“癱瘓”狀態(tài)。另外,車身的造型也需要在電池板面積最大化與空氣動(dòng)力學(xué)效果最優(yōu)及乘坐空間三者之間找到一個(gè)平衡點(diǎn)。目前太陽能電池中技術(shù)最成熟應(yīng)用最廣泛的是硅太陽能電池。以二氧化硅礦石為原料制取的硅太陽能電池板分為單晶硅和多晶硅。太陽照射的光線中蘊(yùn)含著巨大的能量,但太陽能電池的光電轉(zhuǎn)化率卻很低。單晶硅具電池的能量轉(zhuǎn)換率僅15%,而多晶硅電池的光電轉(zhuǎn)換效率則大概在10%以內(nèi)。
【關(guān)鍵詞】工程車輛 應(yīng)用背景節(jié)能技術(shù)發(fā)展趨勢
中圖分類號(hào): TU201.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A 文章編號(hào):
一、節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用研究的背景和必要性
中國政府在哥本哈根氣候會(huì)議前宣布到2020年在2005年的基礎(chǔ)上單位GDP二氧化碳的排放要降低40%一45 %,因此中國需要進(jìn)一步降低能源消耗,大力發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì),以推動(dòng)整個(gè)社會(huì)逐步向節(jié)能、環(huán)保、低碳轉(zhuǎn)變,實(shí)現(xiàn)和諧科學(xué)發(fā)展。大部分的工程車輛側(cè)驅(qū)動(dòng)在操作時(shí),總能量消耗,在工作變動(dòng)頻繁的負(fù)載變化范圍,有各種形式的功率損耗,其能源消耗是一個(gè)突出的問題。為了提高效率,它已成為更重要的是節(jié)省能源。我國實(shí)施新的《中華人民共和國節(jié)約能源法》將節(jié)能減排成為基本國策,是國家能源戰(zhàn)略的重要組成部分。國務(wù)院出臺(tái)一系列節(jié)能減排的政策法規(guī)和通知,以保證節(jié)能減排工作的順利實(shí)施。
隨著全球工程車輛的快速發(fā)展,各種工程車輛和工程機(jī)械社會(huì)總擁有量的總功率遠(yuǎn)超過道路運(yùn)輸車輛,因此對(duì)石油資源的需求量大,對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響破壞也越來越大;作為目前工程車輛主要能源之一的石油資源的儲(chǔ)量是十分有限的,為了保證各種車輛工業(yè)能夠維持長期穩(wěn)定發(fā)展,必須研究節(jié)能技術(shù)以減少燃油的消耗量。隨著新能源和節(jié)能技術(shù)在汽車上的成熟應(yīng)用,移植在工程車輛領(lǐng)域進(jìn)行應(yīng)用已具備可靠的條件,節(jié)能環(huán)保的工業(yè)車輛更具有市
場競爭力。
二、工程車輛的主要節(jié)能技術(shù)和應(yīng)用情況
節(jié)能技術(shù)是通過技術(shù)上的改進(jìn)和應(yīng)用,更加有效、合理地利用能源,減少能源消耗環(huán)節(jié)中的損失和浪費(fèi),以提高能源的使用效率。節(jié)能技術(shù)包括減少能源浪費(fèi)和增加能量回收兩個(gè)方面。
1.低能耗技術(shù)
工程車輛低能耗技術(shù)主要包括:
(1)發(fā)動(dòng)機(jī)低能耗技術(shù),如采用電子控制燃油噴射發(fā)動(dòng)機(jī);
(2)整車低能耗設(shè)計(jì),如通過減小整車質(zhì)量和合理匹配傳動(dòng)系來降低消耗;
(3)液壓系統(tǒng)負(fù)荷傳感技術(shù),采用節(jié)能的液壓元件和先進(jìn)的節(jié)能液壓系統(tǒng),以提高液壓系統(tǒng)的效率;
(4)起升無級(jí)調(diào)速系統(tǒng),根據(jù)工況需要控制動(dòng)力輸出,提高液壓油利用效率,實(shí)現(xiàn)節(jié)能高效等等。
2.混合動(dòng)力技術(shù)
混合動(dòng)力指具備兩個(gè)以上動(dòng)力源,并發(fā)揮各自優(yōu)勢以提高動(dòng)力系統(tǒng)的性能和能源使用的效率。按混合方式不同,混合動(dòng)力可分為并聯(lián)式、混聯(lián)式和串聯(lián)式三種?,F(xiàn)在常說的混合動(dòng)力一般是指油電混合動(dòng)力,即燃料(汽油、柴油)和電能的混合。隨著對(duì)混合動(dòng)力研究的深人,現(xiàn)在的混合動(dòng)力不僅僅是油一電混合動(dòng)力,也包括電一電混合(即蓄電池和超級(jí)電容的混合動(dòng)力)以及燃料電池混合動(dòng)力等?;旌蟿?dòng)力的工程車輛,一般節(jié)約能耗約為20一40% o
油一電混合動(dòng)力車輛目前油一電混合動(dòng)力車輛根據(jù)混合動(dòng)力的不同,目前主要也分為并聯(lián)式、混聯(lián)式和串聯(lián)式三種。
①并聯(lián)式(PHV)主要以發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)行駛,利用電機(jī)所具有的再啟動(dòng)時(shí)產(chǎn)生強(qiáng)大動(dòng)力的特征,在車輛起步、加速、爬坡等發(fā)動(dòng)機(jī)燃油消耗較大時(shí),用電機(jī)輔助驅(qū)動(dòng)的方式來提高整車動(dòng)力性能,降低發(fā)動(dòng)機(jī)的功率配備,使發(fā)動(dòng)機(jī)長時(shí)間工作在高效區(qū),降低油耗和排放。這種方式的結(jié)構(gòu)比較簡單,只需要在車輛上增加電機(jī)和蓄電池。
②混聯(lián)式(PSHV)在低速時(shí)只靠電機(jī)驅(qū)動(dòng)行駛,速度提高時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)相配合驅(qū)動(dòng)。啟動(dòng)和低速時(shí)是只靠電機(jī)驅(qū)動(dòng)行駛,當(dāng)速度提高時(shí),由發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)共同高效地分擔(dān)動(dòng)力,這種方式需要?jiǎng)恿Ψ蛛x裝置和發(fā)電機(jī)等,因此結(jié)構(gòu)復(fù)雜。
③串聯(lián)式(SHV)只用電機(jī)驅(qū)動(dòng)行駛,發(fā)動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力源帶動(dòng)發(fā)電機(jī),通過電能中間儲(chǔ)存來平抑峰谷,以提高系統(tǒng)效率。車輛只靠電機(jī)驅(qū)動(dòng)整機(jī)的行駛,驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)只是電機(jī),但是因?yàn)橥瑯有枰惭b燃料發(fā)動(dòng)機(jī),所以也是混合動(dòng)力的一種。
3.新能源技術(shù)
①新能源
新能源又名非常規(guī)能源,是指傳統(tǒng)能源之外的各種能源或者新的能源利用方式(回收利用、循環(huán)利用、將不同能源用到同一個(gè)動(dòng)力系統(tǒng)中等),包括剛開始開發(fā)利用以及正在積極研究、有待推廣的能源,如太陽能、地?zé)崮堋L(fēng)能、海洋能、生物質(zhì)能和核聚變能以及由可再生能源衍生出來的生物燃料和氫所產(chǎn)生的能量等。還可以說,新能源包括各種可再生能源和核能。
②工程車輛新能源技術(shù)的應(yīng)用情況
汽車工程的發(fā)展往往是叉車工業(yè)發(fā)展的前奏,新能源技術(shù)上在汽車工業(yè)的先行運(yùn)用,給新能源叉車的發(fā)展提供良好的基礎(chǔ)。國際主要叉車企業(yè)早已著手開發(fā)新能源技術(shù)和推出新能源叉車,如:林德于2008年的德國漢諾威工業(yè)博覽會(huì)上展出世界第一臺(tái)帶渦輪增壓的直噴式氫發(fā)動(dòng)機(jī)叉車和燃料電池叉車,前一種是直接將氫燃料注人內(nèi)燃機(jī)燃燒,另一種是將氫通過燃料電池轉(zhuǎn)化為電能驅(qū)動(dòng)電機(jī),兩種方式的排放物都是純水,作業(yè)時(shí)不產(chǎn)生任何污染,效率相比傳統(tǒng)叉車可以提高30%一50%。
今年5月,林德推出了第一臺(tái)以氫燃料電池為動(dòng)力的叉車―林德E30電動(dòng)平衡重叉車;2008年德國漢諾威工業(yè)博覽會(huì)上豐田叉車展出了氫動(dòng)力叉車,日產(chǎn)已于2009年推出環(huán)保型的鏗離子電動(dòng)叉車,還有其他的正在研究中的新能源工業(yè)車輛,如美國的雷蒙德(Raymond)和科朗(Crown)也均在致力于氫動(dòng)力叉車的研究,三菱、力至優(yōu)也在聯(lián)合開發(fā)特制的燃料電池叉車,永恒力正在致力于研發(fā)直接甲醇燃料電池作為動(dòng)力的叉車。
很明顯,國外的工程車輛制造和研發(fā)技術(shù)仍然處于領(lǐng)先地位,目前我國部分叉車制造企業(yè)也開始開發(fā)叉車用燃料電池混合動(dòng)力系統(tǒng),但受限于對(duì)燃料電池的供應(yīng)及相關(guān)配套的影響,還處于初期的研發(fā)階段,需要加倍努力。
三、工程車輛節(jié)能技術(shù)的發(fā)展趨勢
1.混合動(dòng)力車將成為傳統(tǒng)能源向新能源過渡的主流車型
在相當(dāng)長時(shí)間,中國還是要走新能源和傳統(tǒng)能源相結(jié)合的道路?;旌蟿?dòng)力技術(shù)在節(jié)能減排方面是毫無疑問的,因而,當(dāng)前發(fā)展混合動(dòng)力技術(shù)是勢在必行的。中國是發(fā)展中國家,傳統(tǒng)能源的利用還不夠充分,經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)決定了仍無法放棄傳統(tǒng)能源,經(jīng)濟(jì)的發(fā)展大部分還需依靠傳統(tǒng)能源。
2.節(jié)能水平將成為工業(yè)車輛競爭力的重要因素,各種節(jié)能措施將在車輛上得到綜合性應(yīng)用,車輛的節(jié)能效果進(jìn)一步提升。舉例來說長期以來內(nèi)燃叉車一直占領(lǐng)中國工業(yè)車輛銷售市場的主導(dǎo)地位,時(shí)至今日,電動(dòng)叉車仍僅僅只占到總銷量的20%左右。和先進(jìn)國家電動(dòng)叉車占40%一65%相比,應(yīng)該說中國電動(dòng)叉車還有很大的發(fā)展空間。鑒于對(duì)低碳、環(huán)保的要求,這將會(huì)成為促使我國電動(dòng)叉車快速發(fā)展的直接因素。
3.石油燃料的成本越來越高,純電動(dòng)車、燃料電池車(包括混合動(dòng)力)取代內(nèi)燃車是必然的趨勢。
4.隨著燃料電池技術(shù)的成熟和成本的降低,基于燃料電池等清潔能源的混合動(dòng)力車將會(huì)逐步發(fā)展起來,中國電動(dòng)車輛市場的發(fā)展前景將會(huì)逐步向發(fā)達(dá)國家跟進(jìn)看齊。工程車輛節(jié)能和環(huán)保的要求會(huì)越來越高,工程車輛的節(jié)能技術(shù)將成為未來推動(dòng)車輛行業(yè)的發(fā)展的重要?jiǎng)恿ΑR部梢哉f由未來在節(jié)能和新能源技術(shù)的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)。誰掌握了節(jié)能和新能源技術(shù),誰就能在未來的低碳經(jīng)濟(jì)國際競爭的話語權(quán)。因此,新能源,混合總功率,能量回收等節(jié)能技術(shù)將在今后的工作廣泛應(yīng)用于工程車輛的發(fā)展過程中。
參考文獻(xiàn):
[1]顧玲,管榮根,張瑞宏.自行式作業(yè)機(jī)械中的節(jié)能技術(shù)[J].建筑機(jī)械,2003(12):46