實施低碳能源需要實行低碳產業體系。其包括火電減排、新能源汽車、建築節能、工業節能與減排、循環經濟、資源回收、環保設備、節能材料等。我們目前正處在一個重要的經濟轉型期。
特點
屬於一種清潔能源,突出的是減少CO2對地球性的排放
污染,同時也對社會性污染排放的減少,如實現歐Ⅲ,歐Ⅳ做出限定,使這兩種不同減排體系,儘可能的協調起來;
— 應該是可再生的,可持續套用的能源;
— 對汽車的運用來說,要高效,適應環境性能好;
— 儘可能的促使實現大規模化產業套用;
— 要講全生命用期的節能減排放果,如某種能源在生產中產生大量碳排放物,或用大量的水來製造,要用大量的電來維持,還要大量稀缺物質消耗,都要科技上給予減低和消除。
汽車能源的含碳能分析
燃料種類 | 化學分子式 | 分子量 | 汽車理論 空燃比 | 體積比 | 折標煤係數(kg標煤/kg) |
汽油 | 以C8H18為代表 | 114 | 14.8 | 58.4 | 1.5195 |
柴油 | 以C16H34為代表 | 226 | 14.5 | 84.2 | 1.4676 |
天然氣 | CH4 | 16.05 | 16.75 | 9.52 | 1.6901 |
液化石油氣 | C3H8 | 44.11 | 15.7 | 23.8 | 1.5464 |
甲醇 | CH3OH | 32 | 6.47 | 7.14 | 0.6915 |
乙醇 | C2H5OH | 46 | 9.98 | 14.3 | 0.9285 |
二甲醚 | CH3OCH3 | 46 | 8.98 | 14.3 | 0.9693 |
氫氣 | H2 | 2.02 | 34.5 | 2.38 | 4.0922 |
從實事求是出發,衡量各種能源利弊看,目前柴油套用比汽油好,但中國
柴油供應量和含硫高是大問題;
天然氣,
液化石油氣來源豐富,含碳量比汽、柴油低,利用比較快;醇類燃料可降低碳排放,目前已有少量加入汽,柴油混合使用中,純化套用還有一定困難;二甲醚是一種化工產品,屬中低碳燃料,宜推廣,氫能是一種脫碳型燃料,但目前科技水平看提取效率低,成本高,儲存難有待較長期期待。
上面講多屬於石化燃料,在現實中仍居主導地位,但總有一天會用光的,因此一定要發展可再生能源,而且是無污染的可持續的。如
太陽能,
風能,
地熱能,
海洋能,
生物質能,
核能等來源廣泛,全球汽車產業都在探索套用之中,特別是太陽能,風能已成為重點產業快速發展中,可用於汽車的一次能源或二次能源上,隨著時間空間轉移,會越來越多的。科學家推測,有朝一日核聚變能開發套用於社會上發電,給全球電能供應產生巨大的突變,將轉化為一種不要錢,用不完的電。由此供應給電動汽車的電也是用不完的。最近三、四十年,全球主要國家,包括中國都在加緊研製核聚變項目。科學家推測樂觀的三四十年後可以獲得套用,但本世紀中,即使是悲觀派也認為是可以獲取的,當然這只是一種科學的猜想,但不是幻想,而是現實的推論,這對於汽車業者都是一個最好期待的信息嗎?
發展方向
智慧型電網
人們對能源的需求不斷增長,而電力公司希望對輸送和配置進行最佳化,以減少拉閘限電頻率,因此電網的智慧型化就勢在必行。智慧型電網將改善用電高峰期的困難,並實現電力生產的分散式和分散性。未來智慧型電網市場的增長潛力是巨大的,而智慧型電網的發展離不開嵌入式處理器和微控制器。以提供低功耗和低成本的解決方案,包括帶LCD驅動器的MCU、用於電力數據機的數位訊號控制器、集成ZigBee的無線解決方案的自動化企業商機無限。 能源。能源是每個自動化企業都著力開發的市場,且能源管理已成為自動化之於工業的新價值。能源新政中,火電將失寵,核電、風電、水電成為主角。這一變化的結果是:除去核電的流程行業特徵,風電及水電更趨於工廠自動化特徵,也即電力行業的流程特徵漸弱,順序控制、傳動控制、運動控制、SCADA需求漸強。就產品市場而言,電力行業對PLC、專用控制系統、變頻器及伺服系統的貢獻度將會更大。
調查顯示,風電行業的主控系統中,PLC與PC-BASED控制器已呈平分秋色之勢,且代表技術趨勢的1MW以上的風電機組幾乎全部採用PC-BASED控制器。Phoenix、Beckhoff等倡導PC-BASED技術平台的企業在其中斬獲頗豐。
電機節能
電機耗電占社會總耗電量的60%以上,電機節能備受市場關注。我國經濟成長直接帶動了電動機的需求,2008年全國發電裝機容量已達7.9億kw,預計2011年將達到10億kw,年均淨增7.000萬kw。若按發電機與電動機1:3.5的經驗比例估算,相應的電動機總容量年均淨增約2億kw,電動機市場規模約800億元。 “十一五”規劃明確要求,至2010年單位GDP能耗要比2005年下降20%,其中作為十大節能重點工程之一的電機行業的目標是電機的平均能耗下降20%~30%。雖然電機節電系統機會眾多,但也面臨介入困難的尷尬局面。從長遠看來,調速技術將廣泛套用於各類交流電機,率先套用變頻技術的企業將有很大的市場潛力。
無線通訊
國際主流自動化供應商與專業廠商所推出的無線技術與產品層出不窮,無線傳輸進入工業控制領域的趨勢無可質疑。無線技術的安全性、可靠性、性價比以及無線通信技術在工業領域的套用方案,將會得到越來越廣泛的套用。無線通信技術在汽車產業中套用廣泛,一直是提升汽車產品更安全、更人性、更舒適、更有科技含量方面性價比的重要技術力量。隨著高能耗的時代即將過去,新能源電動汽車的時代已經走來,ZigBee無線組網技術和定位跟蹤技術將在電動汽車產業開始發揮更為耀眼的套用光芒,比肩過去無線領域的那些前輩。除汽車產業外,由於其結構簡單、低功耗、低數據速率、低成本、高可靠性和超強自組網路等特點,ZigBee無線通信技術在自動控制,地理信息系統、城市公交、數據採集等領域也有著巨大的市場。
綠色工廠
目前還有沒一個明確的定義。筆者將其定義為數位化工廠 節能環保,即工廠通過擬製造技術、計算機技術、集成系統、自動化以及強大的信息網路技術、節能照明技術和環保技術,來提高產能、降低功耗,達到污染、零排放,從而實現生產過程的最佳化和未來可持續發展。數位化工廠,可謂是自動化業的傳統市場,但隨著國家推進“工業化”和“信息化”的融合和現代化技術改造,對工廠提出了新的要求。工控機(IPC)、機器人、工業乙太網、PLC、、嵌入式、伺服變頻、機器視覺、感測器等自動化產品需求巨大。自動化企業在發掘新興市場時,傳統市場仍然需要深耕市場。
智慧型建築
以建築物為平台,兼備信息設施系統、信息化套用系統、建築設備管理系統、公共安全系統等,集結構、系統、服務、管理及其最佳化組合為一體,向人們提供安全、高效、便捷、節能、環保、健康的建築環境。而光伏發電與建築的結合,成為了國家引爆光伏發電內需的第一個切入點。光伏與建築一體化是未來智慧型建築發展的趨勢。
能源多元化
二十一世紀將是一個汽車能源多元化套用世紀,至今還很難有一個科學的定論,由於科技進展不確定因素太多,全球汽車業的燃料套用可能形成下圖所列出的一種狀態。
近年,全球汽車產業對汽車CO2排放方面的研究下了很大功夫,取得相當大的進展。一種以標準型轎車為代表,每公里排放多少克CO2的趨向,已經得到各個方面認可,即將成為一種地區性強制標準,準備實施。
加州對各地區,各國車輛CO2排放水平作了測定。從圖上看,美國顯然處於劣勢,這是大型車輛套用太多的效果,每車平均都在250克/公里範圍,加州目前雖然高,但也制定地區標準,加以嚴格限制。中國、澳大利亞處於中等排放水平,目前中國每車排放處在180克/公里左右,歐盟、日本比較低,約處在140克/公里左右。
關於汽車的節能,美國習慣按每加侖跑多少英里來計算,按下圖示情況看,歐盟和日本居優勢,中國,澳大利來居中等地位,而美國仍是“油老虎”。這樣,如果與上面CO2排放量對比,可以看出,節能與減排效果基本是一致的,大家都要往節能減排方向努力。
在已開發國家中,汽車用量占CO2排放量25~28%。2008年11月歐盟議會通過了以轎車為代表的CO2排放法規總體規劃2012年要達到130克/公里,儘管汽車企業提出種種困難,但仍認為要堅持實施。到2020達到95克/公里。
歐盟還提出,到2012年,對CO2超標的新出產的轎車,要實行懲罰措施,懲罰金額將按超標比例遞增。超過目標3克以內每1克罰5歐元,超2克罰20歐元,超3克罰45歐元,要是超標4克將罰140歐元;而從2015年開始,每超標1克,都將被罰95歐元。法國政府2007年12月推出bonus-malus計畫,規定CO2排放小於60克/公里,獎5000歐元,101-120克/公里獎700元,131-160,不獎不罰,如超過的161-165克/公里罰200歐元,166-200克/公里罰750歐元,超過200克/公里罰2600歐元。在法國2008年CO2排量低於130克/公里乘用車同比銷量增長46%,英國SMMT發布2008年新車平均CO2排放量為158克/公里比2007年減少4.2%,比2006年減少16.8%,目前英國已有236個車型排放在130克/公里以下。這樣對歐盟汽車產業的減排,提出了巨大的挑戰,同樣,也是對全球汽車產業提出的嚴重挑戰。
汽車產業化
從總體上看電動汽車屬於低碳汽車範疇,我國目前正按著以電動汽車為主流,輔其他新能源汽車共同發展的路線進行。日本作為電動汽車產業化的先行者,他們對電動汽車的評估是:
電動汽車不能簡單理解為傳統汽車加電機,電池的產品概念,它是國內外眾多高科技集成化,連續化和階段性的融合和套用的成果,即使是對傳統的產品,也要進行大力的改進,這包括內燃機在內,以此構成新世紀汽車產業新一輪產業革命的動力。
目前,國內外五花八門的新能源汽車太多了,簡直是眼花瞭亮,但所有這一切都不是趕時髦,而是都在探索走產業化道路的可能性。現在國內電動汽車已經具備產業化條件,要下力量推動電動汽車從示範性階段轉而產業化,這是新能源汽車產業一項核心任務。
那么,什麼是電動汽車的產業化呢?應當明確,電動汽車的汽車不單純是科技發展問題,而是一種社會學和經濟學上問題,我們汽車產業過去吃虧不少,主要是光在科技上努力,而在產業化上都體驗不出來,結果使前面一切努力都化為烏有。所以電動汽車的產業化就是讓多少年來,國內外眾多高科技成果,通過社會有效管理,集聚起來,經過吸收,消化,融合,轉化為社會生產力。
經過十多年來實踐努力,我們已經提出“三縱,三橫”的技術路線,為了更好實現產業化,我們應形成一種“三縱、三橫、三系統”的產業化路線,這是促進電動汽車從科技範疇,走向社會生產力範疇有力措施。
“三縱”是純電動汽車、混合動力汽車、燃料電池汽車;“三橫”是高效能動力電池,先進的電機技術和信息化的驅動電控系統技術,“三系統”是新型電動汽車產品設計和製造系統,特別是計算機上的建模和工程輔助分析的套用;新型能源的開發和套用管理系統,以及社會套用工程、新型商業模型和法規、政策、標準等,這就構成比較完整的電動汽車新型產業和實現產業化的三個平台。
當前,混合動力汽車技術已經成熟,要大力推進產業套用和商業化進程,特別是插入式混合動力汽車和中、低度的混合動力汽車要快點進入轎車領域,進入百姓家庭,純電動汽車在動力電池上已取得很好進展,鋰離子電池產業化前景良好,要設法儘快進入實用,以取代鉛酸電池和鎳氫電池,現在國際上都不用了,我們還倡導這種電池並不是高明的辦法。燃料電池的研發,近來有不少爭論,但誰也沒有否定它的良好前景,只是在時間段上有看法,為此,要針對科技難關進行攻關,從戰略上看它是一種脫炭型產品,從長遠戰略上思考,前景很好,有些科技難關總是可以攻下來的,近日本田汽車宣稱,將賭注押在燃料電池上,已於湯淺株式會社合作,開發新型的燃料電池,因為它是最清潔的汽車動力。同時,我們也要看到,太陽能,風能等可再生能源加速發展,這時發展電動汽車,實現全過程的綠色產業和減少國內火電供電的污染有很大好處。
為此,從新能源汽車產業來講,先把電動汽車產業搞起來,同時兼顧其他新能源汽車的發展,我們就會很好的抓住新能源汽車產業生產力的序列化,一步一步有區別的,有目標的,主動的向前推進!