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未來能源和燃料的需求與挑戰(zhàn)
2007-03-30 來源:中宏網 文字:[    ]

  各國政府的能源政策是由對能源供應的不同情況、對能源安全性的考慮,以及廢氣排放(特別是CO2)要求而定。不同國家和地區(qū)并沒有明顯的一致性。

  各地區(qū)能源政策的側重點有所不同。美國市場受能源安全的戰(zhàn)略驅動,更關注低成本的傳統(tǒng)石油資源市場的開發(fā)和戰(zhàn)略儲備。在2004年就達到7億桶。而同期全球每天原油開采量822萬噸桶。但在最近5年內,也由政府主導,啟動了氫燃料和混合動力車的計劃。

  歐洲政策是通過稅收杠桿,鼓勵能源高效使用和降低排放,特別是依賴高技術的柴油車來減少能耗和降低CO2的排放。最近幾年還致力于開發(fā)可再生的生物燃料和混合動力汽車。

  日本政策更關注于提高能源使用效率、車輛小型化、氫能源及混合動力車,并率先將后者實現了量產化。

  為支持經濟的可持續(xù)發(fā)展,中國的政策較適中,開始注重節(jié)約能源,在“十一•五”規(guī)劃中,提出了2010年實現新車平均百公里油耗比2005年降低15%的目標。同時提倡使用可再生能源,著手新能源的開發(fā)。世界石油消耗預計平均每年增長2%

  需求增長主要是由于發(fā)展中國家的消耗,但美國仍然是人均石油消耗量最大的國家。中國近年來對進口石油的依存度越來越高。到2005年這項指標已達42.9%。進口原油達到31.3億噸。預計未來20年,中國的石油消耗平均每年增長4.5%。

  近幾年里,石油成本急劇上漲—需求量會持續(xù)增長,油價進一步攀升。2006年4月23日國際油價又創(chuàng)歷史新高,達到75.17美元/桶。以后的幾天雖然有所下降,但仍維持在70美元/桶的高位上。雖然今年3月26日,國家發(fā)改委出臺了《關于調整成品油價格的通知》,但成品油價格上調后,仍與國際價格存在著700元/噸左右的差價,同時也仍未改變成品油價格機制倒掛的問題。因此成品油的新一輪漲價也勢在必行。這是一個嚴竣的挑戰(zhàn)。

  盡管油價可能會從目前的高價狀態(tài)有所回落,但不可能跌到上世紀90年代以前的20~30美元/桶范圍,低價油時代已經一去不復返。但能源挑戰(zhàn)也帶來了人類力圖改變依賴傳統(tǒng)石化燃料的狀況,和降低消耗,保護環(huán)境的動力。同時使人類更關注新能源的開發(fā),使得替代燃料更具吸引力,從而產生了一個低碳燃料和相關技術的新興市場。新能源的近期目標

  能源解決的方案長期目標是零排放的電動汽車,輔之以可再生的液體生物燃料。但這需要相應的設備和技術開發(fā)方面一定的投資。

  對于傳統(tǒng)燃油來說,目前國內的煉油廠主要是用于汽油生產。在政府開始推廣柴油車的情況下,煉油廠有了生產柴油的動力和壓力,但成品油價格機制倒掛,使煉油廠對生產柴油無積極性。如中石化煉油業(yè)務,2004年盈利208億元人民幣,而由于國際原油價格的暴漲,到了2005年則凈虧300億元人民幣,今年一季度則虧損達78.75億元人民幣。在這種國際油價的背景下,如果國內煉油廠要生產適應歐III排放標準的柴油,尚須大額投資,并且要有國家政策的支持。

  就目前而言,汽油加乙醇配制的E10乙醇汽油是一種投資少,見效快,產業(yè)鏈帶動效應很大的生物燃料。目前國內已有27個地區(qū)均完成了乙醇汽油的試點任務。并已實現混配1020萬噸生物乙醇汽油的能力。

  這種“乙醇汽油”產品甚至會提供向重視使用可再生燃料的國外市場出口的機會。根據美國國會有關促進生物燃料生產和使用的未決法案,到2025年底將確保乙醇汽油在美國燃料市場的份額達到1135.5億L。美國2005年能源法要求2012年達到283.8億L。而2005年美國僅生產了151.4億L(約合1151噸)乙醇汽油。美國的頂級風險資本年會(TED)的一些成員正在籌措資金準備在清潔能源,特別是在乙醇汽油的生產上押下“賭注”。其中微軟主席蓋茨計劃斥資8400萬美元,入股西海岸最大的乙醇銷售商。量子基金創(chuàng)辦人之一羅杰斯也計劃籌資5億美元推出生物燃料基金等等。

  能源是一種稀缺昂貴的商品,必須使其效率最大化。系統(tǒng)技術是解決燃油經濟性最有效方法

  改進動力系統(tǒng)效率,使用替代燃料將為中國的汽車工業(yè)發(fā)展提供最有前景的解決方案。改進效率和/或使用替代燃料而達到低排放車。

  主要的動力系統(tǒng)技術:

  采用渦輪增壓和減小運動部件摩擦副尺寸,以增加進氣率和進氣量、減小摩擦損失獲得相當的或更高的功率;

  變排量(MDS)停缸技術,這樣在城市交通堵塞時只使用部分發(fā)動機氣缸工作,以減少油耗與排放;

  可變氣門正時、可變進氣管長度技術可根據負荷大小,優(yōu)化進、排氣門開度和進氣量大小,如VTEC、VVTi、VLIM等;

  缸內直噴(DFI)、分層燃燒(FSI)改進了燃燒環(huán)境,提高了燃燒效率。系統(tǒng)的其它技術選擇應包括:

  無級變速器(CVT)如果優(yōu)化得好,其效率可相當于手動變速器;

  自動機械式變速器(AMT)通過優(yōu)化齒輪選擇可以比手動省油5%,適于低功率/較輕重量的汽車?梢宰孕羞x擇換檔時機,從而改善自動變速器的燃油經濟性,缺點是價格偏高。

  雙離合器傳動(DCT)是基于手動變速器的基礎上,使得手動變速器具備自動變速性能,同時大大改善了汽車燃油經濟性,消除了變速時動力中斷現象。DCT中的兩個離合器與兩根輸入軸相連。換檔與離合操作時均通過集成電子和液壓元件的模塊來實現,而不再通過離合器踏板操作。DCT既有自動變速器和無級變速器的便利性和舒適性,又有高達10%的燃油經濟性。

  動力系統(tǒng)的改進通常是成本最低的解決方案。

  混合動力可以省油,而省油比例取決于應用車型和使用路況。預計起/停系統(tǒng)(SSS)的微混系統(tǒng)相對來說市場最大。

  帶有電控起/停(SSS)功能和微混合動力

  一般是皮帶傳動起動機/發(fā)電機

  省油3~10%,交通擁堵時可高達20%

  最適于城市運輸,城市汽油車

  中度混合動力

  電機和小排量發(fā)動機

  電機功率占總功率10~30%

  省油20~35%,其中一半甚至更大比例來源于減小排量的發(fā)動機,以及減速、制動時的能量回收

  最適宜于多種路況使用的經濟型汽油和柴油系列車

  在日本及美國市場有本田思域IMA和雅閣IMA

  高度混合動力

  使用1個或2個電機獲得強勁的功率

  電機功率占總功率30%以上

  發(fā)動機和電機的多種不同布置

  省油30~50%,但高速巡航時主要依靠發(fā)動機,因此省油效果達不到這么高

  最適宜于家庭用車或高檔車(包括SUV),客車和城市運輸貨車

  市場銷售:豐田普瑞斯,福特Escape,雷克薩斯RX

  在城市擁擠的交通路況下,混合動力系統(tǒng)提供了較好的燃油經濟性。高速順暢的路況下,傳統(tǒng)柴油車比汽油或混合動力更省油。柴油混合動力燃料經濟性最好但成本高。

  隨著能源需求持續(xù)增長,和全球對環(huán)境保護的嚴格要求,因此對能源使用效率和排放水平也相應提高了要求。目前我國汽車的排放標準落后于歐洲約5年。如果我國汽車企業(yè)要把產品出口到歐、美,則需提高發(fā)動機水平,達到歐洲排放標準。歐洲市場需要低成本,高效率產品:

  ●目標是清潔柴油機和汽油機

  ●增加電控起/停技術

  ●適配高比例的生物燃料

  ●具有價格競爭力的CVT和帶雙離合器的變速器有很大的市場空間

  ●美國的能源成本在不斷上升,越來越依賴于石油輸出國組織(OPEC)

  ●需要非常清潔的汽油機

  ●在V6/V8機上采用低成本的需求排量技術(可停缸技術)

  ●采用較低成本的集起動機/發(fā)電機ISG(IntegralStart Generator)。這是一種中度并聯式混合動力

  ●具有價格競爭力的CVT和帶雙離合器的變速器是一個發(fā)展方向

  與傳統(tǒng)燃料及其它新能源相比,燃料電池有著其鮮明的優(yōu)缺點,零排放是其最大的優(yōu)點,但制造及運用成本相對較高,是其在近期難以推廣的根本原因。而在國內卻不斷傳來令人鼓舞的消息。5月中旬,上海市政府發(fā)言人在回答記者提問時說,2008年上海將完成氫能汽車研制,并形成百輛生產能力。2009年則達到千輛級,2011-2012年形成萬輛級氫能汽車的生產能力,并加快氫能汽車基礎設施建設,初步形成加氫站網絡。據了解上海第一座加氫站,將于年底完工,明年開始激活服務,將有23輛燃料電池車接受其服務

  國內發(fā)展新能源發(fā)動機的機遇

  在經濟增長,投資到位的情況下,有很大的機遇:開發(fā)一體化交通解決方案。

  歐、美、日本產品規(guī)劃和技術選擇較受現有的基礎設施限制,中國則有機會直接邁向新的動力系統(tǒng)技術。

  燃料基礎設施的構建可以超越發(fā)達國家,直接跨入新一代的清潔/生物燃料時代。最近發(fā)改委工業(yè)司“車用乙醇汽油試點評估會”認為,從國家糧食總量來看,“十一五”發(fā)展600萬噸/年生物燃料乙醇不會影響國家糧食安全,F已有專門報告擬近期上報國務院。這將意味著乙醇汽油在國內全面推廣將要提速。
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