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    新能源發電趨勢范文

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    新能源發電趨勢

    第1篇

    1、此消彼長發展不平衡

    全球電池行業自2007年起,經過2009年的波動,2010年至2011年均有較大增長。

    其中,鉛酸電池的市場份額占據主要地位,增長平穩,增速放緩;鋰離子電池增速最大;太陽能電池波動較大。

    2、主要電池產業現狀(1)鉛酸蓄電池

    鉛酸蓄電池市場需求量正逐年下降,增長速度自2000年以來已明顯放緩。鋰離子電池已經在電動自行車市場開啟了大規模替代鉛酸電池的進程,燃料電池正取代鉛酸電池成為電動叉車的主要能量,其它市場的替代進程也陸續開始。鉛蓄電池目前主要在中國、巴西、墨西哥等國生產。

    (2)鋰離子電池

    1991年才實現商業化的鋰離子電池產業發展速度最快。2005-2015年,全球鋰電池市場規模從56 億美元增長到230億美元,復合年增長率高達15.2%。如以15.2%的年增長率,預計到2020年全球鋰電池的市場規模將達到466億美元。

    2000年至2010年間,智能手機、平板電腦、移動電源等便攜式鋰電池等應用領域的發展是驅動鋰電池行業持續增長的主要動力。2010年以后,鋰離子電池在動力電池領域的應用逐步成熟,并逐步向新能源汽車等領域拓展。

    2013 年電動汽車成為全球鋰離子電池的第4大產品。

    新能源汽車強勁增長的需求推動動力電池成為鋰電池重要組成部分,占比上升到2015年的28.26%。各類電動交通工具持續翻番增長將會成為推動鋰離子電池、尤其是動力鋰電池在未來的五到十年間蓬勃發展的主力。

    儲能市場(4G移動基站微站、家庭儲能市場、分布式光伏發電等應用)將會成為鋰離子電池的新藍海。

    全球鋰電池產業呈“三足鼎立”態勢。2014年中國、日本和韓國合計占有全球90%以上的市場份額。日本占據鋰離子電池技術優勢和高端產品市場,韓國迅速追趕,中國則更多集中在中低端市場競爭。

    全球的鋰電池產業在向中國轉移。松下、三星、LG 等多家鋰電池產業巨頭紛紛在華設立子公司或將生產制造部門甚至研發部門遷至中國。

    (3)燃料電池

    全球燃料電池產量飛速增長。其中固定領域對增長的貢獻最大,運輸領域增長相對平穩,便攜式領域幾乎停滯不前。氫燃料電池發展迅速。2011年全球氫燃料電池市場規模為10.3億美元,較2010年6.7億美元成長54%。

    固定式燃料電池未來增長潛力巨大。根據Pike Research的預測,到2022年固定式燃料電池的出貨量將達到35萬臺,相對于目前的規模有一個巨幅的提升。加拿大的巴拉德動力公司和美國的Bloom Energy,Fuel Cell Energy,UTC Power是該領域的主要生產公司。

    交通運輸領域燃料電池已在物料搬運設備領域實現商業化。北美的Plugpower和加拿大巴拉德動力公司是主要廠商。未來發展主要集中在物料搬運設備市場和輕型燃料電池電動汽車上。

    氫燃料電池在電動汽車發展中有望后來居上,突破只是時間問題。其發展機遇有:其一,全球燃料電池電動汽車已經從開發階段進入市場導入階段,成本的持續顯著下降助推燃料電池汽車加快批量化生產進程;其二,激烈的專利競爭為燃料電池產業的發展奠定了技術基礎(為了氫燃料電池車的發展,豐田汽車在2015年1月宣布開放其5680項燃料電池技術專利的使用權);其三,全球汽車巨頭在燃料電池汽車上的投入及相互合作,推動燃料電池商業化的快速發展;其四,政府補貼以及與燃料電池汽車的市場導入量相匹配的加氫站建設也在積極推進。目前全球加氫設施的發展主要集中在三大區域:北美、歐洲和日本。

    根據預測,從2020年開始,全球燃料電池車銷量出現大幅增長;2023年,全球燃料電池車銷量有望突破1.5萬輛,北美、歐洲和亞太地區基本上各占1/3;2024年,亞太地區的燃料電池車銷量將超過歐洲和北美。

    燃料電池在便攜式領域的發展由于攜帶和使用安全等難題幾乎處于停滯狀態,未來在該領域的發展還需很長時間。

    (4)太陽能電池

    2008年以來,全球太陽能電池產能波動性增長,產量持續穩步增長。其中,全球EPC市場容量(非住宅光伏市場)迅猛增長。

    2011年,中國大陸光伏電池產能占全球總產能的60%,其余產能主要分布在美國、臺灣省、韓國、歐洲等區域。

    在太陽能電池中,多晶電池仍為主流,產業集中度逐步提升。美國的First Solar公司掌握薄膜電池生產專利技術,是世界領先的太陽能光伏模塊制造商之一。

    在2012年以前,以德國、意大利、西班牙三國為代表的歐洲區域為全球光伏發展的核心地區,占全球總裝機規模的70%。2013年以后,中、美、日三國成為主要增長區域,南非和印度成為了最有潛力的新興市場。

    全球光伏發電未來發展前景廣闊。目前光伏行業的終端需求受各國政策變化的影響大。根據各國政策,日本、美國、英國、德國、西班牙等未來需求將減少,中國、印度、泰國、韓國、菲利賓、巴西、智利、洪都拉斯、烏拉圭、沙特阿拉伯、以色列、南非、阿爾及利亞、法國、土耳其、荷蘭的新增需求將快速增加。

    (5)鎳氫電池和鎳鎘電池

    鎳鎘電池呈現出年銷量下滑態勢。由于鎘具有毒性,許多發達國家已建議禁止使用鎘鎳電池。傳統鎳鎘電池在民用領域將被逐步取代。

    鎳氫電池是早期的鎳鎘電池的替代產品,近年來市場在逐步萎縮。目前在移動電話、筆記本電腦等領域被鈷酸鋰等鋰電池取代,在便攜式電器市場、電動工具、電動車市場被錳酸鋰電池和磷酸鐵鋰電池取代。

    鎳鎘電池和鎳氫電池全面退出市場只是時間問題。

    (6)原電池

    原電池市場需求穩定,市場份額相對萎縮。2014年全球市場規模達136.6億美元,占全部電池市場的18%,比2009年的24%有所下降。其中鋅錳電池逐漸減少,堿錳電池增速緩慢,鋰一次電池增速強勁。

    日本堿性電池產業發達,全球知名堿性電池廠商都集中在日本。美國和德國是主要堿性電池進出口貿易國。

    3、國際電池行業的發展趨勢

    全球電池行業的發展有如下幾方面的趨勢。

    (1)市場趨勢

    各類電池的市場規模此消彼長,以新能源作為材料的電池發展潛力巨大。鉛酸蓄電池增長放緩;鎳鎘和鎳氫電池市場持續萎縮;鋰電子電池漲勢迅猛;燃料電池市場突破在即;太陽能電池發展受各國相關政策影響大。

    (2)生產趨勢

    全球電池產能在向中國轉移。日本、韓國和歐洲的一些電池巨頭由于成本或環保問題,紛紛在華設立子公司或將生產制造部門甚至研發部門遷至中國。如,日本和韓國的鋰電池,歐洲的鋰錳電池及太陽能/光伏電池等。

    (3)技術趨勢

    第一,各主要新能源電池成本顯著下降。而隨著廠商擴大生產規模、調整融資、提高效率,這一趨勢仍將持續。

    2011年以來,動力鋰電池成本價格下降了50%,能量密度也不斷上升。(如下圖所示)。

    燃料電池中鉑的用量在過去十年間下降了80%,成本較2006年降低50%以上,且還存在繼續下降的空間。交通運輸用燃料電池的成本有望接近實現規模化生產、與內燃機汽車競爭的起始點。

    太陽能發電技術成本在過去二十年已大幅下降,并將繼續下降,能量轉換效率也在不斷的提升中。

    第二,鋰離子電池技術停滯不前,燃料電池重獲重視并有新進展,兩條技術路線將在較長時期齊頭并進,未來新能源汽車技術構成不明朗;結合幾種電池優勢的混合產品率先實現量產和市場化。

    ①鋰離子電池技術現狀及趨勢。

    目前能夠生產出的使用石墨負極的第一代鋰電池的能量密度已離理論極限值(600Wh/L)不遠,無法滿足市場應用的需要,制約潛在需求的釋放。

    目前鋰離子電池技術研發方向為第二代鋰電池(使用硅負極,最高能取得800Wh/L左右的能量密度)和第三代鋰電池(使用更高能量密度的金屬負極甚至做到無負極,能超過1000Wh/L的能量密度)。

    鋰離子電池分國別技術遷徙趨勢如下圖所示。

    ②燃料電池技術現狀及趨勢。

    目前,交通領域燃料電池的功率密度達到了接近內燃機的水平。從燃料電池的壽命看,小車達到了5000小時,大巴超過了1萬小時。

    日本在燃料電池研發上處于世界領先。根據近年來燃料電池專利持有情況來看,各大汽車公司在近幾年的專利數目節節攀升,其中豐田公司更是位居榜首。2014年,豐田推出首款量產版氫燃料電池車。

    燃料電池的研發方向主要集中在如何解決質子傳導膜的適用溫度范圍擴展、氫氣儲存和運輸技術難度大、氫氣安全性等問題,以及繼續降低鉑族金屬作為催化劑的使用比例等。

    目前各大電池企業和汽車巨頭在鋰電池和氫燃料電池研發上齊頭并進,未來新能源動力車輛的技術構成不明朗。

    ③太陽能電池技術現狀及趨勢。

    對于太陽電池來說最重要的參數是光電轉換效率。晶硅電池因轉換效率、運行可靠性等綜合性能指標較優,成為目前光伏市場的主流。

    太陽能電池的能量轉換效率在不斷提升(美國能源部國家再生能源實驗室(NREL)實現了目前最高的45.7%的轉換效率);發電成本在過去二十年已大幅下降,并將繼續下降。

    高分子聚合物太陽能電池有望獲得9%的光電轉化效率,但距離聚合物電池投入商用的15%的光電轉化效率尚有一定距離。

    目前結合幾種電池優勢的混合電動汽車產品率先實現了產業化和市場化。諸如燃油混合動力汽車,以及聯合使用風能、光能和儲能的發電系統等過渡產品必將在某種占絕對優勢的電池產品成功商業化之前長期存在。

    第三,處于電池研發技術前沿的新能源終端電池,如鋰硫電池、鋰空氣電池、鋁空氣電池、石墨烯電池、超級電容器等,憑借各自的突出優勢有非常好的前景。但由于上述電池等各自在技術、成本和市場應用上的一些關鍵問題沒有解決,產業化和商業化尚需時日。

    (二)國內電池行業

    1、總體情況

    進入二十一世紀以來,我國電池制造行業保持多年增長,在全球電池行業中的份額逐年增加。2013年全年實現主營業務收入4192.19億元,利潤總額162.92億元,利潤率5.94%。以鋰離子電池為代表的新型電池發展迅猛,鉛酸蓄電池發展呈穩健上升趨勢,鋅錳電池產量稍降,鎳鎘電池、鎳氫電池和堿錳電池產量降幅較大。我國電池產業重點分布在廣東、浙江、江蘇、河北等省份。

    2、主要電池類別發展現狀

    (1)鉛酸蓄電池

    我國是鉛酸蓄電池的產銷大國之一。2009年以來,我國鉛酸蓄電池產量呈現上升趨勢,2014 年達2.21億千伏安時。

    鉛酸蓄電池的下游主要是電動汽車行業,以及作為通信基站的后備電池和儲能電池。

    拉動鉛酸蓄電池2011年以來增長較快的電動自行車的市場容量已基本飽和,未來幾年是鋰離子電池大規模替代鉛酸電池的時間。

    隨著環保、工藝落后的小企業將逐步退出生產,鉛酸蓄電池的行業集中度將不斷提升。

    我國鉛酸電池企業主要分布在長三角、珠三角地區以及天津、河北、四川等地。

    (2)鋰電池

    ①發展現狀。2009年以來,我國鋰離子電池的產業規模保持了較快的增長速度,高于其它類電池增速和全球增速。2014年,我國鋰離子電池產量達52.9億只,已是全球最大的鋰離子電池制造基地。

    我國鋰離子電池企業主要分布在長三角、珠三角地區以及北京、天津、河南、四川、江西等地。

    我國鋰離子電池企業主要有ATL,比亞迪,天津力神,光宇國際、海特電子和深圳比克等。

    我國鋰離子電池整體還處于產業鏈低端。鋰離子電池在安全性、續航能力、使用壽命、成本、使用便利性等方面急待提高和改進。高端動力和儲能電池差距近兩年來在縮小,但距離仍然比較大,是制約我國電動汽車發展的瓶頸。

    ②鋰電子電池4大材料行業現狀。在鋰電池4大關鍵材料生產上,雖然目前我國在全球的市場份額遠超日本和韓國(2014年),但整體來說工藝、技術水平不高,中低端產品產能過剩,行業集中度偏低,企業很難獲得規模效益。在隔膜、電解液、動力鋰電池的核心配方以及電池管理技術等方面,我們也都沒有自己的核心技術,高端產品一直被日本、韓國、美國等國外企業把持。

    我國目前消費類電子產品市場中手機、平板電腦、筆記本電腦、數碼相機等主要產品的市場容量已基本飽和,未來對鋰電池增長拉動有限。

    我國動力鋰電池市場由于投資急劇擴張、技術水平不高,未來將在中低端產品上出現產能過剩和價格戰。

    (3)太陽能電池

    2005年以來,我國太陽能電池產量快速增長。產業發展大致經歷了高速增長及產能盲目擴張期、出口驟減進入產業寒冬期、政府扶持增加國內需求進入穩步回暖期這三個時期。

    我國太陽能電池企業主要分布在江蘇、浙江、四川以及北京、天津等地。無錫尚德是全球最大的太陽能面板制造商。

    ① 我國發展光伏產業的優勢。

    目前我國產業化生產的多晶硅和單晶硅電池平均轉換效率處于全球領先水平。我國銦、鎵資源豐富,加之銅銦鎵硒技術的效率提升,使我國在太陽能電池制造成本上具有相當大的優勢。

    ②我國光伏產業面臨的問題。

    第一,市場嚴重依賴出口。中國目前是太陽電池的生產大國、光伏發電市場應用的小國,光伏產業仍未改變出口為主的局面。

    第二,電網方面,目前我國的智能電網建設仍然十分落后,存在諸多技術問題,新電改中的輸配分離仍面臨技術、資金、安全等困境。

    第三,電站方面,分布式光伏發電需要在屋頂建立電站,但是投資方一般難以獲得屋頂業主的產權。電站產權制度的設計是制約分布式光伏發電在居民中推進的一大阻礙。

    ③太陽能電池未來發展趨勢。

    目前國際光伏市場迅速發展、國內需求不斷增加。未來發生像2012年全球性產能過剩問題的可能性不大,甚至可能面臨首次太陽能電池板短缺的問題。

    隨著我國西北部地區地面電站的逐漸飽和,以及光伏平價上網的條件達成,配合儲能技術的成熟,未來東部及南部地區將興起建分布式電站的熱潮。

    (4)鎳鎘電池和鎳氫電池

    隨著鋰電池對鎳鎘電池的替代和鎳鎘電池嚴重的環境污染問題,我國鎳鎘電池的市場規模急速下滑,生產鎳鎘電池的廠家數量不斷減少,未來成長缺乏動力。

    我國的鎳氫電池產業經過近二十年的發展已經初具規模,目前產量和出口量居世界第一。重點生產區域有廣東、江蘇、山東、江西、河南等省份。主要生產企業包括深圳德賽電池、湖南科力遠新能源、惠州超霸電池等。

    雖然鎳氫電池是我國現在電池的主流方向之一,近年來其產量呈下降趨勢,市場規模在萎縮。

    我國鎳氫電池三大應用領域:電動車、便攜式高耗電產品、電動玩具(2014年)。鎳氫電池在大功率工業用動力電池方面有較大的應用占比,但未來成長空間有限。純電動汽車的推進或影響鎳氫電池前景。

    (5)燃料電池

    我國燃料電池汽車處于探索發展階段,和國際相比有較大差距。截至目前,我國僅有200余輛燃料電池電動車示范運行,2015年燃料電池車產量僅有10輛。目前擁有燃料電池汽車整車生產技術的國內車企僅為上汽集團一家。

    雖然我國在燃料電池關鍵材料的研發已經達到國際水平,但在燃料電池發動機等產業鏈主要環節上還存在較大的發展空間。

    我國尚未形成明確的燃料電池汽車發展路線圖,加氫站的建設任務也很艱巨(目前僅有北京、上海、鄭州3座),未來燃料電池發展面臨較多變數。

    (6)原電池及電池組

    我國原電池及原電池組行業產量平穩增長。2014年產量為384.42億只(折R20標準只),比2007年的峰值略有下降。

    預計鋅錳電池國內需求將逐漸減少,堿錳電池增速較緩慢,鋰一次電池增速強勁。鋰錳電池目前處于行業整合期。

    國內主要原電池生產企業有南孚、雙鹿、廣州虎頭、香港松柏、香港高力等。

    3、我國電池行業的發展趨勢

    (1)市場趨勢

    我國的鉛酸蓄電池發展平穩,未來增長空間有限,行業集中度將有所提高;鋰電子電池漲勢迅猛;太陽能電池產業發展回暖;鎳鎘和鎳氫電池市場在萎縮;燃料電池處于市場探索期。

    第2篇

    關鍵詞:發達國家;新能源法律與政策;低碳化;中國能源立法

    進入21世紀以來,在能源需求增長、油價攀升和氣候變化問題日益突出等因素的推動下,新能源再次引起世界各國的重視,掀起了新一輪發展。特別是在2008年全球性金融危機的影響下,發展新能源已成為發達國家促進經濟復蘇和創造就業的重要舉措。例如,美國眾議院通過了《2009年美國清潔能源與安全法》(American Clean Energy and Security Act 2009);英國相繼出臺了《2010年英國能源法》(UK Energy Act 2010)和《2011年英國能源法》(UK Energy Act 2011);澳大利亞推出了《2010年可再生能源(電力)法》(Renewable Energy(Electricity)Act 2000);日本眾參兩院在2011年8月通過了《再生能源特別措施法案》;歐洲議會也在2009年通過了《歐盟第三次能源改革方案》等,引起了世界各國的廣泛關注。因此,研究發達國家和地區新能源法律與政策的主要內容及其特點,探討其發展趨勢及其對中國的啟示,無疑具有重要意義。

    一、發達國家新能源法律與政策的特點

    1 發達國家新能源法律與政策的主要內容

    (1)美國。2009年6月,美國眾議院通過了《2009年美國清潔能源與安全法》。該法旨在創造數百萬新的就業機會來推動美國的經濟復蘇,減少對國外石油的依存度來實現美國的能源獨立,通過減少溫室氣體排放來減緩全球變暖,最后過渡到清潔的能源經濟。《2009年美國清潔能源與安全法》的內容包括清潔能源、能源效率、減少全球變暖污染、向清潔能源經濟轉型等四部分。該法規定,從2012年開始,年發電量在100萬MWH以上的電力供應商每年6%的電力供應來自可再生能源,之后逐年增加,到2020年達到20%;2020年,各州電力供應中15%以上必須來自可再生能源。在能源效率方面,該法提出了美國的能源效率目標,即到2012年美國整個能源產品的能效至少每年要提高2.5%,并且每年能源效率提高的勢頭一直要保持到2030年。此外,美國將建立有效、透明和公平的排放限額和交易體系,并將逐步減少溫室氣體排放的數量。同時,美國政府將確保在工業部門實現真正的減排、推動綠色就業和工人轉崗,以真正實現向清潔能源經濟轉型等①。

    值得注意的是,2011年5月美國眾議員羅斯(Mike Ross)還向眾議院提出了《2011年美國能源法》(American Energy Act of 2011)。該法案分13部分,主要涉及國內能源的勘探和開發、項目融資、領導機構以及司法審查等內容。

    第3篇

    關鍵詞 新能源汽車;鋰離子電池;燃料電池;生物燃料

    中圖分類號 F4 文獻標識碼 A 文章編號 1674-6708(2016)172-0194-02

    當下,我國汽車保有量增長快速,一方面導致對石油的需求量大幅增長,自上世紀以來我國石油進口依存度迅速上升,1993年尚處于原油凈出口國,1995年石油進口依存度則變為5.3%,2007年達到49%[ 1 ],2015年我國石油進口量超越美國,達到740萬桶/日,成為世界上最大的石油進口國[ 2 ]。另一方面汽車在生產和使用的過程中加重了環境污染,危及了人類的日常生活。2013年我國只有約1%的城市空氣質量符合世界衛生組織的標準,2014年國家減災辦、民政部于正式將霧霾天氣列為自然災情,2015年我國東北部、華北中南部、黃淮及陜西北部等地陸續出現重度污染天氣。因此迫于資源、環境的雙重壓力,開發節能環保的新能源汽車已成為我國汽車產業的必然選擇。按照動力提供方式的不同,新能源汽車主要可分為充電式電動汽車、燃料電池汽車、燃氣汽車、生物燃料汽車等類別分述如下。

    1 新能源汽車的分類

    1.1 充電式電動汽車

    充電式電動汽車以蓄電池為動力源,通過電機驅動,提供動力。這種汽車具有結構簡單、噪聲小、排放少、能量轉換效率高、適用范圍廣等等優點。但其缺點也較多,比如過分依賴充電設施,充電時間長,續駛里程短,電池壽命短、制造成本較高等,因而在商業化的過程中困難重重。目前,研制經濟的、持久的、高效的電池是充電式電動汽車發展的關鍵性問題,經過20多年的研究發展,目前已開發出多種適用性較強的蓄電池,如早期的鉛酸電池、在混動汽車中采用的鎳氫電池以及在當前及以后有著極大發展空間的鋰離子電池等等。鋰的原子序數為3,是最輕的堿金屬元素,其化學特性十分活潑,易形成電荷密度很大的氦型離子結構。鋰離子電池的儲能能力是在電動自行車上廣為應用的鉛酸電池的3倍,其在地殼中的蘊藏量第27位,可利用資源較豐富,因此有很大的發展前景。

    以目前應用最為廣泛的磷酸鐵鋰電池為例,鋰離子電池的工作原理如下:整個電池以含鋰的磷酸鐵鋰作為正極材料,負極為碳素材料(常用石墨)。兩極之間為聚合物隔膜,一方面可分隔正負極,另一方面也是鋰離子在正負極往返的通道所在。當對電池充電時,正極發生脫嵌,形成的鋰離子在電解液的幫助下,通過隔膜,進入負極碳層的微孔中,同時正極產生的電子也會通過外電路向負極遷移。放電時,鋰離子從負極碳層中脫嵌,又嵌回正極。

    目前,歐洲、美國、日本等主要發達國家均斥巨資進行鋰電池技術的研發,在中國由于國家新能源產業政策的推動鋰離子電池制造業也得到了篷勃發展,各種鋰離子電池技術不斷涌現,生產商業化電動汽車用鋰離子電池的企業更是達到300家之多,但是鋰離子電池的核心材料比如正負極材料、電池隔膜以及電解液卻“技不如人”,過度依賴進口,因而生產成本難以下降,目前其價格3倍于鉛酸電池,因此,產品難以規模化生產。近幾年來,我國鋰離子電池核心技術取得巨大突破,所有關鍵性材料均初步實現了自動生產,生產成本降幅較大,不少產品價格僅為剛面市的1/3左右,這與鉛酸電池相比,已形成明顯的性價比優勢。鋰離子電池成本的下降,使得充電式電動汽車的商業化規模化生產不再是一句空話。

    1.2 燃料電池汽車

    在諸多的新能源汽車中,燃料電池汽車目前被公認為是21世紀最核心的技術之一,可以說它對汽車工業發展的重要性,不亞于微處理器之于計算機業。燃料電池汽車直接將燃料的化學能轉化為電能,中間不經過燃燒過程,不受卡諾循環的限制,能量利用率高達45%~70%,而火力發電和核電的效率大約在30%~40%;燃料電池汽車最終排放物為H2O,幾乎不排放氮氧化物和硫化物,CO2排放量遠低于汽油的排放量(約其1/6)。

    整車的核心部件燃料電池并不需要充放電的操作,在一定程度上它很類似于汽油汽車,直接將燃料(常用H2、甲醇等等小分子燃料)注入貯存箱,即可獲得動力。根據所用電解質類型的不同分為五個大類,分別為熔融碳酸鹽燃料電池、聚合物電解質燃料電池、堿性燃料電池、磷酸鹽燃料電池和固體氧化物燃料電池。目前在汽車工業中應用的多為聚合物電解質燃料電池,它以荷電的薄膜狀高分子聚合物作為電解質,以離子交換的形式選擇性地傳導離子(H+,OH-),達到導電的目的[3]。工作時與直流電源相當,陽極作為電池負極,燃料在陽極發生氧化反應;陰極作為電池正極,氧化劑在陰極發生還原反應;反應生成的離子通過隔膜在電池內遷移,而電子則通過外電路對外做功輸出電能,整個體系形成回路。

    燃料電池但其在商業化的過程中仍存在著一些困難與瓶頸急需解決,比如由于采用貴金屬催化劑鉑及造價高昂的全氟磺酸膜,因此生產成本極高;再如由于工作環境多為酸堿性較強的溶液,對部分元件具有一定的腐蝕性,因而耐久性較差。目前隨著非鉑催化劑及無氟耐久性膜材料研發的成功,生產成本呈下降趨勢,燃料電池汽車的市場普及率逐年上升。雖然以家用小汽車的形式進入普通家庭尚有一段時間,但燃料電池大巴已經完全可以產業化。目前,國外生產一輛燃料電池大巴造價約在400萬元左右,若引入其核心部件及技術,采用國內人工生產,采用國內輔件及包裝,可將其成本降至100萬元左右,這一價格已與傳統大巴接近,如果我國能搶占先機,與行業內先進的外企緊密合作,加快研發核心技術,假以時日,燃料電池大巴完全可能成為我國經濟綠色增長的支柱產業。

    1.3 燃氣汽車

    燃氣汽車是以液化石油氣、壓縮天然氣及氫氣為燃料的氣體燃料汽車。目前市場供應以天然氣為主要燃料。與常規燃油汽車相比,燃氣汽車的排放污染很小,鉛,CO排放量減少90%左右,碳氫化合物排放減少60%以上,氮氧化合物排放減少35%以上,且尾氣中無硫化物和鉛,因此它是一種較為實用的低排放汽車。此外這種汽車能大幅度降低使用成本,一方面由于目前天然氣的價格低于汽油及柴油,營運過程中能使燃料費用下降50%左右;另一方面由于發動機采用天然氣做功,運行平穩、無積碳,發動機壽命長、也無需頻繁更換火花塞及機油,維修費用亦可下降50%以上。但它也有不少缺點,比如由于存有大量高壓系統使用的零部件,安全系數及密封性要求高;天然氣汽車動力性比常規燃油下降約5%~15%;受到能源不可再生的約束限制;燃氣缸占地面積大等。

    天然氣汽車工作時,高壓天然氣經過減壓調節器減壓后送到混合器中,與凈化后的空氣混合后,利用傳感器、動力閥和計算機調節混合氣的空燃比,以使燃燒更加充分,再經化油器通道進入發動機氣缸燃燒做功。我國于1988年正式推行燃氣汽車,多采用氣/油混動改裝的形式,并于同年建造了第一座加氣站。發展迄今,我國已經加氣站近千座,改造汽車數十萬輛。中國從對燃氣汽車的推廣力度仍逐年上升,各大城市均有部署,可見目前以氣代油,是最切實可行的一條新能源汽車之路。

    1.4 生物燃料汽車

    生物燃料汽車的創新之處在于從農林產品、工業廢棄物和生活垃圾中提取燃料,比如從玉米出發制備的汽車用乙醇燃料,利用回收食用油為源料獲得的生物柴油等等。生物燃料與傳統的石油燃料不同,它是一種可再生能源。近年來,生物燃料汽車得到了迅速發展,美國認為生物燃替代汽油切實可行并將其列為國家重點發展項目,目前使用生物柴油燃料的汽車己經累計運行1 600萬km;歐盟于2005年也推行法規,要求成員國2010年生物柴油消費量從占交通運輸油料總消費量的2%提高到5.75%,2020年進一步提高到占20%。生物燃料汽車降低了對石油的需求,且其運行中的排放污染也大大降低,以常規燃油汽車相關數據為分母,生物燃料汽車尾氣中有毒物含量僅為10%,顆粒物約20%以下,CO和CO2排放量僅為10%,硫化物和鉛含量為0,同時,燃料燃燒較為徹底,對發動機的維護保養要求低[4]。

    盡管生物燃料有較多的優點,但其發展遇到難以克服的瓶頸。第一,產能有限。在生物燃料汽車推行力度最大的美國,據有關資料顯示,即便將所有玉米和大豆都拿來制造生物燃料,也僅能滿足國家柴油需求量的6%和汽油需求量的12%。而玉米和大豆首先是糧食產品,只能將其少量產品用于生產生物燃料。在我國,若能將農業副產品秸桿加以利用,則將對生物燃料汽車的推廣有很大的促進。第二,耗水量太大。生物燃料主要來源于農業,每年農業消耗掉的水資源高達70%,若將其產品大量用于制造燃料,往往是得不償失的。而我國是人均水資源擁有量位于世界后列,用大量的水換回少量燃料,只能說看上去很美,實際操作性較低。第三,存在與糧爭地的問題,生物燃料的推廣已經造成美國和墨西哥玉米價格上漲,并可能導致發展中國家糧食短缺,因此有業內人士指出使用糧食生產生物燃料是“反人類的罪行”。

    2 結論

    當下,我國新能源汽車產業迎來了篷勃發展的大好機遇。但由于多數新能源汽車造價過高,許多關鍵技術還未完全攻克,而且配套基建設施遠不足以支撐行業的發展,這些因素嚴重阻碣了新能源汽車行業的良性發展。從我國新能源汽車近幾年發展的態勢來看,目前還難以實現大規模的量產。從價格方面來看,新能源汽車的造價普遍高于傳統汽車,如果國家不提高購車補助,很難提高民眾對新能源汽車的購買熱情。從技術角度來看,我國的電池、燃料等相關技術的研發才剛剛起步,遠遠落后歐美等發達國家。從配套設施角度來看,我國目前的配套設施基本處于空白狀態,比如很多城市未建設電動車充電站,如果不能及時充電,電動車無法前行,這給使用帶來不便。雖然在當今中國新能源汽車的推廣困難重重,但從國家對汽車工業的發展部署來看,發展新能源汽車己經被確定為汽車工業未來的發展方向。因此,我國汽車企業和相關科研機構必須抓住機遇,在提高自身實力的同時,推動我國新能源汽車產業的迅速發展。

    參考文獻

    [1]國務院發展研究中心產業經濟研究部,等.中國汽車產業發展報告(2009)[M].北京:社會科學文獻出版社,2009.

    [2]中國石油新聞中心.“中國成為最大石油進口國”意味著什么[EB/OL].[2015-05-19(7):59].http://pc. /system/2015/05/19/001542111.shtml.

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