黃向東:節(jié)能、減排、低碳―汽車電動化重要準則

時間:2010-09-26

來源:網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)載

導語:廣州汽車集團股份有限公司副總經(jīng)理黃向東:節(jié)能、減排、低碳――汽車電動化的重要準則。

     
  羅威:接下來是來自廣州汽車集團公司的黃向東,他會給大家介紹一下他們的汽車發(fā)展業(yè)務(wù)以及研究。
  黃向東:女士們、先生們上午好,在這里就不再介紹廣汽集團的情況了,直接進入主題。我在這里提出的題目叫做“節(jié)能、減排、低碳”。好像這句話大家覺得沒什么,都是應(yīng)該的,哪個電動汽車不是這么說呢,節(jié)能、低碳、環(huán)保,事實上是不是這樣我們需要認真探討,否則的話可能會產(chǎn)生很多的誤導,實際上這樣的誤導正在發(fā)生。
  第二點我講一下我們?yōu)槭裁匆龅吞迹瑸槭裁匆愕吞冀?jīng)濟,好像很熱門。那是因為如果看到一些主要國際機構(gòu)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)的話,隨著碳的排量最近幾十年急劇上升,我們地球氣溫都在上升,非常危險,所以現(xiàn)在低碳成了大家共同努力的非常重要的目標。
  要解決這樣的問題主要的矛盾是什么呢?我們的溫總理正好在去年哥本哈根的環(huán)境會議上代表中國做出了莊嚴的承諾,說中國到2020年的單位國內(nèi)總產(chǎn)值產(chǎn)生的二氧化碳排放,要比2005年的時候下降40%到50%的目標。要實現(xiàn)這個目標,當然我們要想想怎么做,主要做什么事情。誰是全球二氧化碳排放的罪魁禍首,大家可能很快就想到汽車恐怕是其中之一了。
  比如這里有一個統(tǒng)計數(shù)據(jù),這個是人們感覺到的全部碳排放里面的比例,汽車占到了45%,工業(yè)占到了48%,電力占了5%左右,農(nóng)業(yè)占了2%左右,這是統(tǒng)計數(shù)據(jù)。實際上呢?這是另外一個統(tǒng)計數(shù)據(jù),這個統(tǒng)計數(shù)據(jù)是實際測得的,其中汽車占了9%,電力占了29%,沒有比它更大的了。這就是實際人們感知的碳排放和實際的碳排放的差異。
  當然,碳排放需要綜合治理,但是我看主要的矛盾恐怕在電上面。我們這里可以看到中國電力的情況,中國的電力現(xiàn)在是83%以上,構(gòu)成是由煤炭發(fā)電產(chǎn)生的。而且我們中國的電力,大家看這個圖,每年電的發(fā)電量由于需求很大,增長的非常快。其中清潔能源的增長基本上是平緩的,很少,而煤電還有增加的趨勢,這是我們中國的現(xiàn)狀。
  每燒一噸煤會產(chǎn)生2.7噸左右的二氧化碳,以及二氧化硫、淡氧化合物都比汽油量高。這是IPCC的數(shù)據(jù)。在產(chǎn)生同樣熱量的情況下,燒一個單位的煤產(chǎn)生的熱量是一個單位的汽油,比如一公斤或者一升,是汽油的1.4倍,是柴油的1.3倍,是LPG的1.5倍,是LNG的1.7倍。我們國家已經(jīng)變成了全世界頭號碳排放大國。其中電力排放占的比例超過了40%,那么我們要減少電的輸出才可能達到這個目標。可是我們目前中國碳排放里面,煤的貢獻占了75%以上,而其他的國家比如歐盟、美國遠遠低于這個數(shù),世界平均不過是36%,所以這個事情恐怕要下大力氣。
  這是我們國家碳排放總量比例,他們估計在今年二氧化碳的排放量當中,占到前五位的第一是熱電占了40%多,第二是其他的,已經(jīng)降了10%左右,前五名反正都有,當然也有別的,像公路交通汽車這些,完全在前五名之外。所以我們大家要把自己的感覺理清楚。
  這是一些基本數(shù)據(jù),我們再回頭看一看汽車,盡管汽車不是罪魁禍首,但是它也是個大幫兇,我們還是需要治理。治理汽車的碳排放,其中汽車的電動化是主要的方向,也是大家正在做的努力。一般來講大家都認為電動汽車的發(fā)展或者汽車電動化的發(fā)展有一個所謂的路線圖,在這個路線圖里面一般認為目前現(xiàn)階段我們還是主要用內(nèi)燃機汽車,不錯,是這樣的。接著我們應(yīng)該走混合動力的道路,現(xiàn)在已經(jīng)在往前努力的,再往前下一個階段占主導地位的將是所謂的插電式的混合動力,然后會到純電動,這個縱坐標主要講的是電占整個汽車動力里的比例,比例到100%的時候就純電動了。至于燃料電池的汽車排放根據(jù)情況,不一定是零排放,而且技術(shù)也比較復雜,是最后一條路了,被認為是所謂的總路線。
  現(xiàn)在我們這幾年國內(nèi)不少民間和官方的輿論也好,說法也好,都對這個主路線有一定的質(zhì)疑,說中國應(yīng)該彎道抄車,應(yīng)該跳過混合動力的發(fā)展,直接實現(xiàn)至少是插電式混合動力,或者是純動力,以電帶油,實現(xiàn)汽車的零排放。這樣一個良好的愿望,輿論的要求把混合動力汽車列為節(jié)能汽車類,把插電式混合動力、純電動汽車歸類為新能源汽車或者清潔能源汽車,而政府的鼓勵補貼主要是向清潔能源汽車或者是新能源汽車傾斜的。這種呼聲非常高漲,無論是輿論界還是科技界還是政府,這方面的呼聲非常高。它有沒有道理?需要我們按照中國自己的國情,從剛才講的是否節(jié)能、是否減排、是否低碳來判斷。那么是否低碳和是否節(jié)能和減排是緊密聯(lián)系的,如果節(jié)能一定低碳,如果減排當然也包括要低碳,但是由于低碳是如此重要,我們把低碳作為一個重要的目標拿出來單獨說。
  我們做一下分析,第一,我們做一下所謂的T2W的能效分析,從油箱到車輪,這個過程的效率怎么樣,電怎么樣、油怎么樣,做一下分析。首先我們看一下汽車的情況,這是很多被援引的美國能源部頒布的數(shù)據(jù),對于市區(qū)和郊區(qū)公路的循環(huán),一個汽油機如果輸出一升油,100%的能量的話,它經(jīng)過了發(fā)動機以后,我們講汽油機吧,柴油機效率比較高,汽油機的話只剩下38%左右,或者是31%左右,在城區(qū)和郊區(qū)的情況不一樣,能量變成了機械能,再通過各種各樣的裝置,有時候有待速,還有轉(zhuǎn)向、空調(diào)、傳動系統(tǒng),科學動力學阻力、制動阻力、滾動阻力等,實際上機械能出來的不過是31%或者是38%的水平。
  電又怎么樣呢?如果按照我們國家官方的統(tǒng)計,國家統(tǒng)計局的數(shù)據(jù)的話,我前面已經(jīng)講過了,我們現(xiàn)在的電力當量,一度電相當于0.1229公斤標準煤的能量,那么發(fā)一度電要多少標準煤呢?要兩克,從電網(wǎng)的終端在拿到一度電的時候,消耗的能量是煤的能量30%,歐美的平均水平也沒比這高多少。
  那么在這種情況下我們比較一下,這30%的能量再繼續(xù)往下用的時候,還有多少部分轉(zhuǎn)換成機械能?確實很低。我們國家目前的發(fā)電水平,電網(wǎng)的設(shè)備是低于一個柴油發(fā)電機組的水平。列了一個例子,一個柴油發(fā)電機組拿到的效率比一個電網(wǎng)還高。但是從油箱到車輪要花掉多少能量?我們算一下一個基本的數(shù)字,比如說每一個環(huán)節(jié)我在這里舉了幾個例子,往高了算,不要往低了算。比如電網(wǎng)現(xiàn)在是30%是準確的,或者更高一點都可以,然后充放電的效率大概就是90%,比如充電96%,放電90%,大約這個數(shù)左右。然后把電池的電給了電機,一般電機的效率最過可以90%或者更過,但是電機是要在一個范圍里工作的,跟發(fā)動機一樣。我們隨便舉一個例子,這是很高效的,我們采用永磁鐵的電機,最高也不過是70%到90%的區(qū)域,還不能在低效區(qū),所以我們算高一點,就算70%到90%。那么你一算,在70%到90%的工作范圍內(nèi),實際上能夠輸出的能量是18%到23%,好像不見得比內(nèi)燃機出來的高。


  然后由于我們知道純電動汽車是帶有自動能量回收的功能,而且還有一些別的措施能夠增高自己的效率,所以我們還是要實際的比較一下,到底真正的汽車和電動的車誰的效率高,當前的技術(shù)水平條件下。那么我們這里看到一張圖,這是目前的歐洲各個廠家,大到奔馳、寶馬,小到菲亞特、標致,大大小小的車平均的汽油機汽車的油耗,按照統(tǒng)計2007年的時候是6.6升,每百公里油耗是6.6升油,目前是這個水平,有的肯定比這個多,有的比這個少,平均6.6升。柴油機百公里5.9升,歐洲的目標是要在2012年的時候讓這個數(shù)再下降,讓汽油機再下降18%。這是2007年的汽油機、柴油機的水平情況。大家還要再往前走,這是中國的情況、這是美國的情況,這是歐洲的情況,歐洲代表比較先進的水平,還有日本的等等。我們剛才講的是2007年的時候歐洲的情況。
  純電動汽車會怎樣呢?我們說它的統(tǒng)計數(shù)據(jù)應(yīng)該是在100公里用掉20到30度電這樣的能量消耗水平。那么在這種情況下,實際上我們比較一下20到30度電,然后再除上30%,比如消耗多少煤的能量呢?效率是比較低的,也就是百公里所消耗的能量大概是65.75到98千瓦時每百公里,和汽車的數(shù)據(jù)相比是高的,比傳統(tǒng)汽車要高10%到71%。這個數(shù)據(jù)對不對呢?當然是一個統(tǒng)計數(shù)據(jù),我這里舉個例子。最近出來的電動汽車剛才也有介紹,比如寶馬的MINI-E,這是去年上市的車,小型的電動汽車,它自己寫的是百公里電耗12度,續(xù)駛里程120邁的水平。但是在美國上市的時候,經(jīng)過美國政府的EPA檢查以后,因為美國所有的車要求必須貼上電耗標簽,經(jīng)過美國檢查以后,實際上電耗是21度多續(xù)駛歷程100邁左右。20到30度是比較可信的度。
  在目前的條件下,純電動汽車以及以純電動狀態(tài)運行的混合動力轎車是不比常規(guī)轎車節(jié)能的。這個節(jié)能剛才講的是T2W,實際上也有一種說法從油井說起,包括挖出來的煤,抽出來的油,要把這個能耗算進去,也有一個說法。這是有一個統(tǒng)計,也有一個比較,我就不多說了。這樣比較的結(jié)論也是一樣,煤電加鋰電BEV的純電動汽車,比2002年款的老的中級車的油耗提高10%,與此同時排放增加20%。當然比混合動力差得遠了,但是即使有一些燃料電池的汽車,由于燃料的不同,情況也不同。這個是剛才捉的傳統(tǒng)的老轎車,這是剛才講的純電動汽車用煤電的情況。紅色的柱子是油耗,能量消耗也不省,另外綠色的是排放。
  剛才進無論在哪種情況下,我們現(xiàn)在支持純電動汽車不比常規(guī)汽車節(jié)能,但是換了一種能量,效率不比他高。然后排放來講,只要你不節(jié)能你就排放多,為什么?燒的燃料越多,排的二氧化碳就越多。而且看你燒什么燃料,如果不燒煤的話,排放的二氧化碳比較少,如果燒煤就特別多。
  所以一般來講,即使是按照純電動汽車和常規(guī)汽車的能量效率一模一樣的,大家不高也不低,都一樣,也得用電的純電動汽車的二氧化碳排放要比常規(guī)汽車的二氧化碳排放高40%以上,這是第二個結(jié)論。所以我們說即使與傳統(tǒng)汽車相比,不要和混合動力汽車相比,煤電的純電動汽車是不低碳、不環(huán)保、不是零排放的,這一點美國政府也是一樣的。今年4月1號執(zhí)行的美國政府新的法規(guī)規(guī)定,所有的電動汽車不能講是零排放,因為我要查你在電網(wǎng)上的排放是多少,而不是排氣管里面的排放是多少,因為他把排氣管放到別處去了。
  所以我想最后講一下結(jié)論與建議,一個重要的結(jié)論就是:
  1.當前我國電網(wǎng)的平均能量轉(zhuǎn)換效率不太高,甚至于不高于一個柴油發(fā)電機組的水平。也就是說肯定是不高于一個所謂的串聯(lián)式混合動力汽車的水平,當然,混合動力汽車有很多類型,這里是一個簡單的提示。
  2.,即使與傳統(tǒng)的內(nèi)燃機汽車相比,至少在中國的電網(wǎng),它的一次能源或者一次性燃料的結(jié)構(gòu)是以煤為主的現(xiàn)狀沒有顯著改變之前,純電動汽車以及在純電動狀態(tài)時的Plug-in在節(jié)能、減排、低碳等方面不俱備優(yōu)勢。
  3.在使用方便性方面,由于純電動汽車的實際里程只有傳統(tǒng)汽車的1/4到1/5,不能走遠,所以需要頻繁的充電,不俱備優(yōu)勢。唯一的優(yōu)勢應(yīng)該是燃料低廉,買車以后用油的費比較便宜,但是由于續(xù)駛里程短,對社會的壓力比較高,要四到五倍的充電站的密度才能滿足它的要求。
  4.電動汽車的一次采購成本會高于傳統(tǒng)汽車,所以我們是不是要推廣以純電動為主的plug-in的混合動力車,我們需要慎重的研究和考慮,如果我們的初衷是要求節(jié)能減排和低碳的話。如果我們的初衷是讓大家使用更便宜的燃料,那可以另外考慮。
  我們建議我國汽車發(fā)展的路線圖比較合理的話應(yīng)該如此:
  1.從現(xiàn)在起的一段時間內(nèi)應(yīng)該發(fā)展能夠顯著降低燃料的消耗和排放,并且有很現(xiàn)實基礎(chǔ)的,我們叫能量保持性的混合動力汽車。也就是一般不去充電的。
  2.適度發(fā)展電量消耗型或者擴展續(xù)駛里程型的電動汽車plug-in。
  3.可以在火電城市比較小的適當?shù)木植繀^(qū)域,可以嘗試推廣純電動汽車的應(yīng)用。因為別的國家也許煤電的含量比較低。
  這是關(guān)于路線圖方面一個不成熟的建議。但是與此同時我們發(fā)現(xiàn)LPG、LNG這些熱值比較高的同時,排放比較少的燃料,如果它在混合動力化可以產(chǎn)生非常好的效果,我們可以多做努力。
  羅威:謝謝黃向東先生。這是非常重要的準則,尤其是減排二氧化碳方面。

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