我国新能源汽车应用现状分析.docx

我国新燃料汽车应用现状分析

摘 要

为了解决目前汽车数量增加、耗能增加、石油紧缺以及排放污染严重等问题，世界各国都在加大力度研究新燃料、新能源汽车。而我国目前的新燃料、新能源汽车的种类有天然气汽车、液化石油气汽车、醇类燃料汽车（甲醇、乙醇）、二甲醚汽车、生物柴油汽车、混合动力汽车、纯电动汽车、燃料电池汽车、太阳能汽车等。整理相关文献、研究报告、学术论文、学术期刊及相关新闻报道等，对这些新燃料汽车所用燃料的来源，储量，技术研究现状，产品开发现状，应用现状，生产销售数量，存在问题及对策，应用前景等情况进行研究，对比分析这些新燃料汽车。得出短期内，天然气汽车是最具发展潜力的新燃料汽车，油——电型混合动力汽车在短期内的发展前景也很广阔；中期内，生物柴油、醇类燃料、二甲醚等新燃料会成为汽车代用燃料的较佳选择；长期内，纯电动汽车、燃料电池汽车、太阳能汽车等新型的零排放汽车是汽车工业发展的一个必然趋势。可以为我国汽车工业的发展以及新燃料汽车的发展提供一些参考。

关键词：新燃料；现状；前景

Application of a new analysis of automotive fuel
Instructor:Shi Shuaibing Author:Iiu Yingjun

Abstract
In order to resolve the current number of cars increases, energy increases, the oil shortage problem of serious pollution and emissions, the world are increasing efforts to research new fuels, new energy vehicles. However, there are new fuels, new types of energy vehicles are natural gas vehicles, liquefied petroleum gas, alcohol fuel vehicles (methanol, ethanol), dimethyl ether automotive, bio-diesel cars, hybrid vehicles, pure electric vehicles, fuel cell Cars, solar cars. Compilation of relevant literature, research reports, academic papers, academic journals and news reports, etc., for these new fuel sources of fuel used cars, reserves, technology status, product development status, application status, production and sales volume, problems and solutions Prospects, etc. for studies, comparative analysis of these new fuel vehicles. Draw the short term, natural gas vehicles is the most promising new fuel vehicles, oil - electric hybrid vehicle development prospects in the short term is very broad; the medium term, biodiesel, alcohol fuels, dimethyl ether and other new Fuel will be a better choice for alternative fuel vehicles; the long term, pure electric vehicles, fuel cell vehicles, solar cars and other new zero-emission car is an inevitable trend of development of automobile industry. For the development of China's automobile industry and the development of new fuel vehicles to provide some reference.

Key words:new fuel;status;prospect

目 录
第一章 绪论 - 1 -
第二章 燃气汽车 - 3 -
1.燃气简介 - 3 -
2.燃气来源及储量 - 3 -
3.燃气汽车的发展现状 - 4 -
4.燃气汽车存在的问题及对策 - 5 -
5.燃气汽车的发展前景 - 6 -
第三章 混合动力汽车（HEV） - 7 -
1.混合动力汽车简介 - 7 -
2.混合动力汽车的发展现状 - 7 -
3.混合动力汽车的发展前景 - 8 -
第四章 纯电动汽车（BEV） - 9 -
1.纯电动汽车简介 - 9 -
2.纯电动汽车的发展现状 - 9 -
3.纯电动汽车的发展前景 - 10 -
第五章 生物柴油汽车 - 12 -
1.生物柴油简介 - 12 -
2.生物柴油汽车的发展现状 - 12 -
3.生物柴油汽车存在的问题及对策 - 13 -
4.生物柴油汽车的发展前景 - 15 -
第六章 其他新燃料、新能源汽车 - 16 -
1.醇类燃料汽车 - 16 -
2.二甲醚（DME）汽车 - 17 -
3.燃料电池汽车 - 18 -
4.太阳能汽车 - 19 -
第七章 总结 - 20 -
参考文献 - 21 -
附录：（外文文献翻译） - 22 -
译文:燃料电池在汽车发动机上应用的现状和前景 - 25 -
致 谢 - 27 -

第一章 绪论
在我国乃至全世界，应用最广泛的汽车燃料是汽油和柴油，这也就是所谓的传统燃料。传统汽车燃料的种种缺陷给人类社会带来了种种问题，这些问题已经到了不容忽视的地步。在我国，无论是目前大统天下的汽油车，还是蕴蓄着发展空间的柴油车，其共同点是能源的最终上游是来自于有限的石油资源。而目前这一不可再生能源的前景着实危机四伏，不容乐观。具体而言有如下几个方面：
能源利用效率低：内燃机在额定功率附近才有最高效率，而在部分功率输出条件下运转，效率迅速降低。内燃机过载能力低，在过载运转时容易"熄火"。
环保压力大：内燃机汽车的致命缺点是，排放废气中的有害气体，会对环境造成广泛而长期的污染。尽管采取了各种各样的机内和机外的技术措施，也只是尽量达到"低污染"的水平，由于内燃机汽车总量的庞大，即使是"低污染"也给地球环境带来了巨大的影响。
资源供给紧张：国际石油价格据高不下，中国能源安全问题进一步凸显。据有关石油资源研究机构的估计，70年后全球石油资源将枯竭。石油显然已经成为经济发展的命脉，同时也是瓶颈。
我国人口占到世界人口总数的21％，但是石油资源只占到世界总量的3％。节能已经不是简单的节省资源，而是关系到国家的可持续发展战略。中国从1994年起成为石油纯进口国，2000年进口原油7013万t，进口成品油3000万t，耗资 250亿美元。2003年，我国车用燃油消耗达到7000万吨，相当于全年石油消费量的1/3。据国际能源机构的数据显示，中国2004年每日消耗546万桶原油，高于日本的日耗543万桶，并超越后者，成为仅次于美国的第二大石油消费国家。今后几年石油进口将继续快速增长，专家估计，到2020年，中国的石油供应将出现明显缺口。2008年8月，全国油气资源评价项目办公室评价结果显示，我国石油远景资源量1086亿吨，我国石油储量产量进入平稳增长阶段。但这远远不能满足国内经济快速发展的需要。
综上所述，以汽油或柴油作为动力能源的传统发动机正在面临前所未有的考验。社会的发展趋势要求必须有新燃料替代传统燃料。随着经济的快速增长以及社会的不断进步，我国在能源方面面临的挑战日益严峻，能源需求激增与供给不足之间的矛盾日益突出，严重制约我国经济社会的进一步发展。在这种背景下，开发利用新能源成为解决我国能源供需矛盾、实现可持续发展的有效途径。
中国正处于经济高速发展时期，但在发展的同时也面临着很多问题，新能源作为一种“绿色”新技术，在减少环境污染，缓解环境压力的同时，也可以缓解我国的能源危机，充分体现了“科学发展”、“可持续发展”、“和谐发展”的发展理念，发展潜力巨大，新能源开发正迎来前所未有的历史发展机遇。要更好更快地开发利用清洁、高效的新型能源，一方面，采取切实措施，广泛宣传节约能源和鼓励使用清洁、高效的新型能源，使全社会都了解节能和利用新能源和可再生能源的意义，加大新型清洁、高效能源在中国的推广和应用力度。另一方面，把新能源的推广应用工作作为一项能源政策，纳入中央各部的重要议事日程和中国经济建设的总体规划之中。
温家宝总理在政府工作报告中指出，要开发风能、太阳能等清洁、可再生能源。在
国内资源紧张，国际油价高涨的情况下，发展新能源有着现实的意义。能源问题以及由此而引起的环境问题，已成为中国和世界都必须严肃面对且必须解决的重要问题之一，根本出路是大力发展没有环境污染的新能源。
当前，新能源在世界范围内得到了迅速的发展，尤其是近两年来，随着国际石油价格大幅波动，新能源发展得到世界许多国家的广泛关注，成为国际能源领域的热点。据了解，近年来，我国经济快速发展，能源消费也在逐年增长。数据显示，2007年我国共生产原油1.87亿吨，同比增长1.6％；进口原油1.63亿吨，同比增长12.4％。另外，还直接进口了3380万吨成品油。在石油需求日益增加的情况下，必须顺应能源市场的发展要求，积极稳妥地推进新能源研究、投入和建设。
近年来，我国汽车工业得到了快速发展。汽车保有量的增长同时带来了燃油消耗总量的快速增加。我国已经成为世界上第二大能源消费国。据有关人士预计，到2020年我国石油需求量将超过4亿吨，其中，汽车燃料消耗约2亿吨，石油的对外依存度将有可能达到60%。随着机动车保有量的激增，我国机动车尾气污染问题更显严重，国家环保中心表示2010年我国汽车尾气排放量占空气总污染源的64%。
综上所述，随着我国汽车工业快速发展，环境污染与能源紧缺这两个重要的问题将愈显严峻。解决这些问题的有效途径是：1、采取政策与技术措施大幅度节约燃料消耗；2、开发应用各种清洁替代燃料。设想到2020年，全国汽车燃料消耗比预测值节约20％左右，替代燃料（尤其是可再生的替代燃料）比例也达到20％左右，能源紧缺与环境污染问题将会得到有效缓解。
因此，开发与推广环保节能的新型替代燃料汽车是一项关系我国经济健康、持续发展的重要任务，也是汽车工业走自主创新道路的核心目标。
尽管新能源发展如火如荼，但新能源发展也是一柄“双刃剑”。既要加快发展，又不能操之过急，要注意避免各方面的风险。特别是目前一些技术不过关、投入过高的问题要引起重视，并加以研究解决。需要加强新能源技术研发和储备，逐步发展，层层推进。同时，在加快新能源发展的同时，要坚持发展与环保相统一的原则，坚持把综合效益放在首位，防止新能源带来新污染。
目前，我国正在研究或已经投入应用的新燃料、新能源汽车种类有天然气汽车、液化石油气汽车、混合动力汽车、纯电动汽车、生物柴油汽车、醇类燃料汽车（甲醇、乙醇）、二甲醚汽车以及燃料电池（氢气，甲醇、天然气和汽油也可以替代氢（从这些物
质里间接地提取氢））汽车等。

第二章 燃气汽车
1.燃气简介
燃气主要是天然气和液化石油气。天然气主要成分是烷烃，其中甲烷占绝大多数。天然气在燃烧过程中产生的能影响人类呼吸系统健康的物质极少，产生的二氧化碳仅为煤的40%左右，产生的二氧化硫也很少，天然气燃烧后无废渣、废水产生，相较于煤炭、石油等能源具有使用安全、热值高、清洁等优势。液化石油气（LPG）是以三个或四个碳原子的烃类（如丙烷、丙烯、丁烷、丁烯)为主的混合物，具有辛烷值高、抗爆性能好、热值高、储运压力低等优点，是一种性能优良的汽车代用燃料。
2.燃气来源及储量
卡塔尔是我国最重要的天然气来源国之一，从2013年开始卡塔尔每年向我国提供至少700万吨的LPG。澳大利亚是中国另外一个重要的气源国，2009年8月18日，中石油与埃克森美孚公司签订协议，将从该公司购买4500万吨的LNG。11月4日，中石化与埃克森美孚签署了一项200万吨/年的LNG长期供应框架协议。LNG长期协议只是中国气源进口的一种形式，几大公司还从国际市场购买了大量的LNG现货，主要来自于马来西亚等气源国。
2009年年底，中国首条引进境外天然气资源的大型管道工程——中亚天然气管道投产，每年来自于中亚土库曼斯坦等国的45亿立方米天然气将北上北京、南下广州，成为继西气东输一线后的一条能源大动脉。此外，在土库曼斯坦之外，乌兹别克斯坦、哈萨克斯坦也有部分多余的气可以供应到中国，三国加起来会在原来的基础上再增加200亿到300亿立方米的资源量。
2009年3月26日，中缅签署了《关于建设中缅原油和天然气管道的政府协议》，天然气管道输气干线全长2806公里，输气口径1016毫米，年输气能力120亿立方米。中俄天然气协议也取得积极进展。中俄在北京签署了天然气供应基本条件的框架协议，俄方承诺未来每年将向中国供应700亿立方米的天然气，其中，西线方向约为300亿立方米，东线方向约为380亿立方米。
2008年，中国累计探明天然气储量6.42万亿立方米，可采储量3.92万亿立方米，剩余可采储量3.2万亿立方米，增产潜力依然巨大。这其中，绝大部分的天然气资源都集中在塔里木、柴达木、鄂尔多斯和四川盆地这“四大盆地”。
液化石油气的来源通常有从炼油厂石油气中获取、从油田伴生气中获取和从天然气中获取，因此此可知，液化石油气的来源与石油和天然气有关，并且液化石油气的储量与我国石油和天然气的储量有着密切的关系。
我国自产燃气、海外进口燃气、中亚天然气管道、中缅天然气管道，加上中俄天然气贸易谈判，中国的燃气来源多元化格局已经基本形成。
3.燃气汽车的发展现状
在我国，燃气汽车发展非常迅速，截至2009年底，我国正式确定的清洁汽车重点推广应用城市(地区)有19个，其中包括北京市、上海市、天津市、重庆市等等。截止目前，我国30多个省市天然气汽车保有量已经超过30万（占我国汽车总量的0.4%）辆，加气站数量已有上千座。
我国天然气汽车尚处于起步阶段，仍有一些技术问题需要开发研究，特别是天然气液化和存储技术，目前国内有几家正在研制汽车的LNG装置。吉林油田与中国科学院低温实验中心合作研制了一套500L/h的LNG装置；中科院低温实验中心与四川锦阳燃气集团公司合作研制了LNG-20型装置和一套300L/h的LNG装置，并开始使用。
随着我国对LNG研究的深入，制约LNG汽车市场的“瓶颈”将相继被突破。LNG用于汽车燃料的弱点是低温-162摄氏度储存，不宜长时间存放。现在开发出了能使其存放7天车载燃气系统，只要把LNG汽车发展最理想的对象锁定在公交车、出租车上，就可以扬长避短，克服LNG低温储存时间短的缺陷，突破不易低温储存的“瓶颈”；另一个弱点就是LNG汽车改装燃气系统成本费用较高。目前国内已经开发一种功能比较完善、技术比较成熟的LNG汽车燃气系统，据测算，一套大车燃气系统的价格约1.5万元人民币，较进口的便宜2/3到1/3，小车的燃气系统价格约需1万元，考虑市场的成熟和扩大，其价格将会大幅度下降。
而我国液化石油气汽车的发展将越来越不如天然气汽车。1997年底统计，我国生产LPG的企业共计64家。1998年机构调整，7月正式组建中国石油化工集团公司，该公司生产LPG企业24家，中国石油天然气集团公司生产LPG企业34家，其余是地方企业。1998年国内生产680.1万吨，1999年生产761.3万吨，2005年国内消费LPG2000万吨以上，不足的1000多万吨靠进口解决。最近，由于国际市场石油价格的增长，也直接影响到LPG的进口价格，对我国LPG市场的供需有着直接影响。随着我国能源结构的调整，2005年前城市燃气以天然气和LPG为主，2010年前后，城市燃气会向天然气为主导气源的方向发展，这是一个必然的发展趋势。
尽管液化石油气在汽车燃料方面的应用较天然气更为成熟，但是LPG受国际油价的影响，价格的波动性较大，并且油气的差价较小；国内生产优质车用LPG的厂家较少，气源的源头受到限制；目前政府对天然气的开发利用和支持力度较大，使天然气得到了飞速的发展，并且CNG比LPG更环保、节能、经济，故使液化石油气汽车市场受到了一定的负面影响。
目前，天然气汽车的应用已经非常普遍了，但主要还是用在出租车和客车上，小轿车上应用还比较少。天然气汽车属于新能源汽车，更大范围的普及和应用仍面临很多问题，但是随着对天然气汽车的不断深入研究，这些问题将相继被突破。
4.燃气汽车存在的问题及对策
天然气汽车在使用中存在着一些问题，其中最为突出的是发动机功率下降、发动机腐蚀与早期磨损的问题。下面具体分析这些存在的问题及对策：
①发动机功率下降及其原因 汽车在使用天然气作燃料时，功率一般要下降15%左右，个别时候下降更多。在燃料性质方面，汽油是液体燃料，而天然气是气体燃料。用天然气作燃料时，进入气缸的空气量减少，充气系数下降，从而导致发动机功率下降。在发动机构造方面，决定发动机功率的主要因素是发动机的压缩比，压缩比越大，热效率越高，有效功率就越大。目前投入运行的天然气汽车大多是两用燃料汽车，这种两用燃料汽车为了兼顾使用汽油的需要，压缩比提高较小或者没有提高。因此天然气高抗爆性的特性并未得到充分发挥，导致发动机功率下降。
②腐蚀与早期磨损及其原因 汽车以天然气作燃料时，燃烧室部件明显腐蚀，甚至曲轴也出现腐蚀，气门、活塞环和气缸磨损严重，与使用汽油时相比，汽车大修期通常要缩短1/3-1/2。天然气汽车出现腐蚀和早期磨损的原因是由于天然气中含有微量硫化物(硫化氢)，引起气缸、气缸壁的腐蚀与磨损，使发动机动力下降，使用寿命缩短，汽车大修期缩短。
③提高天然气汽车功率的措施 提高充气系数是提高功率的一种途径。另外，适当将发动机气缸盖减薄，提高发动机的压缩比，就可以提高发动机的功率，在一定程度上弥补部分功率损失。天然气是气体燃料，使用中不会出现发动机润滑油稀释现象，因此可以使用粘度较低的润滑油，这样可以减少粘度造成的功率损失，提高发动机的效率。
④减少腐蚀和磨损的措施 天然气脱硫：对天然气进行脱硫处理是减少腐蚀和磨损的重要手段。采用耐腐蚀材料：采用抗硫化物腐蚀的金属材料制造发动机也是防止腐蚀的一个重要措施。使用专门的天然气汽车发动机润滑油：使用天然气汽车发动机润滑油代替目前使用的汽油机润滑油是防止天然气汽车发动机腐蚀的有效措施，这种方法不但简便，而且不增加成本。
因此可以看出，提高充气系数、提高发动机压缩比以及使用专用天然气汽车发动机润滑油，可以解决天然气汽车发动机功率下降的问题。对天然气进行脱硫处理，采用耐腐蚀材料，使用专门的天然气汽车发动机润滑油可以减少腐蚀和磨损。
在目前，燃气汽车的费用较传统汽车的要高一些，且动力不足，汽车以双燃料形式并存时整车费用较高，燃气管路和补充设备尚未形成像加油站那样的网络以及技术上落后于传统汽车，这些都限制了燃气汽车的发展。但随着社会对新能源汽车需要的增加，这些问题都会被相继克服，以气代油是一种发展趋势。
5.燃气汽车的发展前景
汽车保有量的飞速增长、石油资源和环保的严峻形势，决定了发展燃气汽车成为解决能源问题和环境问题的重要途径。“十一五”期间，新型清洁能源汽车已被列入《国家科技发展中长期规划》，国家将继续组织实施涉及各种清洁能源汽车的重大科技项目，重点支持包括天然气汽车在内的整车、零部件等关键技术，将进一步促进燃气汽车的发展。
我国天然气资源大规模开发及管道建设步伐加快使发展CNG和加气站更为方便。根据我国天然气利用规划，近十年“西气东输”、“陕京二线”等一大批输气管道及沿线城市燃气管道相继建成，我国大规模利用天然气的基础设施逐步完善，天然气加气站也将逐步形成网络。
发展CNG汽车具有稳定的气源保证，以天津为例，目前天津市已建立了完善的天然气输配系统，由陕北、大港、华北等油田向天津供气，2005年年供气量近6亿m3，2006年达8亿m3，管网长度6894km，其中，高压管线591km，为“十一五”期间天津市大力发展CNG汽车大规模建设加气站提供了保证。
从目前形势来看，天然气汽车在我国的发展形势一片大好，无论从政策、技术能力，还是设施设备等，都为我国天然气汽车的发展提供了一定的基础和保障。虽然液化石油气相对于传统燃料有很多优越性，但由于天然气更为优越的性能及种种因素，液化石油气汽车在一定时期内有一定的发展潜力，但长远来看，以气代油的时代是属于天然气的。

第三章 混合动力汽车（HEV）
1.混合动力汽车简介
混合动力汽车是指同时装备两种动力来源—热动力源（由传统的汽油机或者柴油机等内燃机产生）与电动力源（电池与电动机）的汽车。通过在混合动力汽车上使用电机，使得动力系统可以按照整车的实际运行工况要求灵活调控，而发动机保持在综合性能最佳的区域内工作，从而降低油耗与排放。
混合动力汽车采用能够满足汽车行驶需要的较小发动机，依靠电动机或其它辅助装置提供加速与爬坡所需的附加动力。其结果是提高了总体效率，同时并未牺牲性能。混合动力汽车的设计是可回收制动能量的，当汽车制动时回收这些能量，并将其暂时贮存起来供加速时再用。当司机想要有最大的加速度时，内燃机和电动机并联工作，提供可
与强大的内燃机汽车相当的起步性能。在对加速性要求不太高的场合，混合动力车可以单靠电机行驶，或者单靠内燃机行驶，或者二者结合以取得最大的效率。
根据混合动力驱动的联结方式，混合动力系统主要分为串联式混合动力系统，并联式混合动力系统和混联式混合动力系统三类。根据在混合动力系统中，电机的输出功率在整个系统输出功率中占的比重，也就是混合度的不同，混合动力系统还可以分为微混合动力系统（BSG系统），轻混合动力系统（ISG系统），中混合动力系统和完全混合动
力系统四类。
总之，混合动力汽车就是用两种或更多动力源，以不同的联结方式和不同的混合度组合以驱动汽车的。
2.混合动力汽车的发展现状
在国内外的新能源车家族中，混合动力车的商业前景最被看好。混合动力车的原理是，采取传统的内燃机和电动机作为动力源，通过油、电互补的工作模式节约油耗，降低碳排放量。我国自主开发的多款混合动力汽车也已在多个城市开展了多年的示范考核。据有关预测数据显示2010年我国混合动力汽车的保有量逾5万（占我国汽车总量的0.09%）辆。
进行混合动力电动汽车技术研究包括整车开发及其整车匹配标定技术，内燃机、传动装置及其控制系统技术，以及电池系统、电机驱动系统和整车多能源动力总成控制系统等各种电动汽车都具有的共性技术的研究开发，最终实现混合动力电动汽车产品通过国家汽车产品型式认证，实现批量生产和产业化的目标。
我国在混合动力汽车研究和发展方面投入了大量的人力和物力，在国家、地方与企业的积极参与下，也取得了不小的成绩。目前，国内企业以一汽集团、二汽集团为代表，国内科研院所以清华大学、北京理工大学为代表，已经成功推出多款混合动力客车、混
合动力轿车样车，在并联混合动力系统和ISG技术方面取得了较大的进步。
到目前为止，从研究车型上来看，国内对混合动力客车的研究较为深入，己进入小批量生产阶段，在部分路段实现了试运行。但对混合动力轿车的研究不够深入，从技术水平上来看，国内目前还处于探索的中初级阶段，技术的集成度还比较低，缺乏高度自动化、智能化的控制系统和能源管理系统，两种动力源只是简单结合，统一协调能力还不够强。完全具备自主知识产权的整车产品还不成熟，这些与国外的先进技术水平相比还有较大距离。
当前，在所有节能、环保型汽车中，混合动力汽车被公认为最可行、最现实的节能技术。在石油安全危机、国际油价高位运行的今天，研究混合动力汽车更具有重要的现实意义。我国混合动力汽车的研究与发达国家相比，在混合动力客车方面约有5年的时间差，而在混合动力轿车的研究开发上尚有很大差距，我们应该加大投入研究的力度，缩小我们和国外在汽车新技术上的差距。
3.混合动力汽车的发展前景
混合动力车的研发应该是当务之急。原因之一是混合动力车并非什么远在天边的高科技，又有成熟的商品化车型可借鉴；原因之二是混合动力车特别适合中国大城市交通普遍拥堵，汽车频繁制动的国情，节能治污的效果可能会更加明显。
其实，如果中国的油价继续攀升或实行燃油税，道路拥堵又难以根本改善，市场的混合动力车的需求就会非常迫切。合资生产或者进口混合动力车，估计很快就会被精明的生产商或经销商提到议事日程。混合动力车将是中国车市的新商机。
为彻底摆脱对地球上石化燃料的最终依赖，其他形式的非油——电形式混合的混合动力系统也引起了社会的广泛关注，比如燃料电池混合动力系统、超级电容混合动力系统、飞轮电池混合动力系统、车辆静液驱动系统等。
混合动力汽车在我国的发展前景十分广阔，从国情出发，有技术和政策的支持，油——电型及非油——电型的混合动力汽车使其发展趋于多样化，可以因地域或其他具体情况的不同发展不同形式的混合动力汽车。
第四章 纯电动汽车（BEV）
1.纯电动汽车简介
目前人们所说的电动汽车多是指纯电动汽车，纯电动汽车是完全由二次电池( 如铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池或锂离子电池等) 提供动力的汽车。它利用蓄电池作为储能动力源，通过电池向电机提供电能，驱动电动机运转，从而推动汽车前进。从外形上看，电动汽车与日常见到的汽车并没有什么区别，区别主要在于动力源及其驱动系统。即纯电动汽车的电动机相当于传统汽车的发动机，蓄电池相当于原来的油箱。由于对环境影响相对传统汽车较小，其前景被广泛看好，但当前技术尚不成熟。
2.纯电动汽车的发展现状
2009年10月21日，国家科技部863计划节能与新能源汽车重大项目办公室副主任甄子健在中国汽车工程学会年会上透露，2015年，我国纯电动汽车保有量有望达到266万（占我国汽车总量的万分之0.02）辆，全年电力需求在212亿kWh。
目前纯电动轿车和纯电动客车均已通过国家质检中心的型式认证试验, 各项指标均满足有关国家标准和企业标准的规定。天津清源电动车辆有限公司、深圳雷天公司等单位研发的纯电动轿车, 其整车的动力性、经济性、续驶里程、噪声等指标已达到甚至超过国外同级别车型, 初步形成了关键技术的研发能力。
中国电动汽车虽然没有欧美等国家起步早, 但国家从维护能源安全, 改善大气环境, 提高汽车工业竞争力, 实现我国汽车工业的跨越式发展的战略高度考虑, 从“八五”开始到现在, 电动汽车研究一直是国家计划项目, 并在2001 年设立了“电动汽车重大科技专项”。通过组织企业、高等院校和科研机构, 集中各方面力量进行联合攻关, 现正处于研发势头强劲阶段, 部分技术已经赶上甚至超过世界先进水平。
当前, 进行纯电动汽车示范运行的城市有若干个, 但是规模都比较小。因为纯电动汽车受到续驶能力的约束, 纯电动汽车试验主要集中在小型公共汽车上。电池是电动汽车的动力源泉，也是一直制约电动汽车发展的关键因素。要使电动汽车能与燃油汽车相
竞争，关键就是要开发出比能量高、比功率大、使用寿命长的高效电池。到目前为止，电动汽车用电池经过了3代的发展，已取得了突破性的进展。第3代是以燃料电池为主的电池，燃料电池直接将燃料的化学能转变为电能，能量转变效率高，比能量和比功率都高，并且可以控制反应过程，能量转化过程可以连续进行，因此是理想的汽车用电池，但目前还处于研制阶段，一些关键技术还有待突破。
汽车动力电池难在“低成本要求”、“高容量要求”及“高安全要求”三个要求上。现在普遍看好氢镍电池，铁电池，锂离子和锂聚合物电池。氢镍电池单位重量储存能量比铅酸电池多一倍，其它性能也都优于铅酸电池。但目前价格为铅酸电池的4-5倍，正在大力攻关让它降下来。铁电池采用的是资源丰富、价格低廉的铁元素材料，成本得到大幅度降低，也有厂家采用。锂是最轻、化学特性十分活泼的金属，锂离子电池单位重量储能为铅酸电池的3倍，锂聚合物电池为其4倍，而且锂资源较丰富，价格也不很贵，是很有希望的电池。中国在氢镍电池和锂离子电池的产业化开发方面均取得了快速的发展。电动汽车其他有关的技术，近年都有巨大的进步，如：交流感应电机及其控制，稀土永磁无刷电机及其控制，电池和整车能量管理系统，智能及快速充电技术，低阻力轮胎，轻量和低风阻车身，制动能量回收等等，这些技术的进步使电动汽车技术日见完善和走向实用化。
据相关资料显示，我国虽然在传统汽车领域落后于发达国家近二三十年，失去了追赶的机会，但在电动汽车领域，我国与国外的技术水平和产业化程度差距相对较小，基本处在同一起跑线上，并有机会在该领域获得重要席位。这也为我国汽车工业技术实现跨越发展提供了一次历史性的机遇。我国电动汽车的研发已具备一定的基础，一些企业
在20世纪90年代中期就推出了电动汽车样车。
目前，我国在电动汽车领域初步构建起自主知识产权技术体系，通过开发自己的电动汽车，申请专利，制定相关技术标准，保护自己的汽车工业，并有望为中国汽车工业开拓新的增长点，展示了电动汽车技术的未来发展前景。
3.纯电动汽车的发展前景
我国大城市的大气污染已不能忽视，汽车排放是主要污染源之一，中国已有10个城市被列入全球大气污染最严重的20个城市之中。中国现今人均汽车是每1000人平均10辆汽车，但石油资源不足，每年进口几千万吨石油，随着经济的发展，假如中国人均汽车持有量达到现在全球水平——每1000人有110辆汽车，中国汽车持有量将成10倍地增加，石油进口就成为大问题。因此在中国研究发展电动汽车不是一个临时的短期措施，而是意义重大的、长远的战略考虑。
但有关人士指出，纯电动汽车的前景邻人堪忧。主要原因有一是纯电动车的行驶半径很小，按照现有的电池发展水平，可能只能在一个区域范围会比较适用。第二，新能源汽车主要是的目的是实现节能环保低碳。电动车是以电力为能源，而我国主要是煤力发电。这样电动车在区域范围内的减排换来的可能是更大范围的排放。第三，价格贵。即使国家补贴电池也不能抵消电池成本，电机成本可能比内燃机高5倍，这些都会使得电动车的价格居高不下。
可以看出，虽然发展电动汽车意义重大，但由于目前电池的发展水平有限，电动汽车的续驶能力受到限制。这使得电动汽车的发展受到了很大的阻碍。只有电动汽车的续驶能力得到大幅提升，价格能够大幅度下降，电动汽车的大范围普及应用才会有希望。

第五章 生物柴油汽车
1.生物柴油简介
生物柴油是清洁的可再生能源，它以大豆和油菜籽等油料作物、油棕和黄连木等油料林木果实、工程微藻等油料水生植物以及动物油脂、废餐饮油等为原料制成的液体燃料，是优质的石油柴油代用品。生物柴油是典型的“绿色能源”，大力发展生物柴油对经济可持续发展，推进能源替代，减轻环境压力，控制城市大气污染具有重要的战略意义。
与常规柴油相比，生物柴油具有下述无法比拟的性能：
①具有优良的环保特性。主要表现在由于生物柴油中硫含量低，使得二氧化硫和硫化物的排放低，可减少约30%(有催化剂时为70%)；生物柴油中不含对环境会造成污染的芳香族烷烃，因而废气对人体损害低于柴油。检测表明，与普通柴油相比，使用生物柴油可降低90%的空气毒性，降低94%的患癌率；由于生物柴油含氧量高，使其燃烧时排烟少，一氧化碳的排放与柴油相比减少约10%(有催化剂时为95%)；生物柴油的生物降解性高。
②具有较好的低温发动机启动性能。无添加剂冷滤点达-20℃。
③具有较好的润滑性能。使喷油泵、发动机缸体和连杆的磨损率低，使用寿命长。
④具有较好的安全性能。由于闪点高，生物柴油不属于危险品。
⑤具有良好的燃料性能。十六烷值高，使其燃烧性好于柴油，燃烧残留物呈微酸性，使催化剂和发动机机油的使用寿命加长。
⑥具有可再生性能。作为可再生能源，与石油储量不同，其通过农业和生物科学家的努力，可供应量不会枯竭。
⑦无须改动柴油机，可直接添加使用，同时无需另添设加油设备、储存设备及人员的特殊技术训练。
⑧生物柴油以一定比例与石化油调和使用，可以降低油耗、提高动力性，并降低尾气污染。
2.生物柴油汽车的发展现状
我国政府为解决能源节约、替代和绿色环保问题制定了一些政策和措施，早有一些学者和专家己致力于生物柴油的研究、倡导工作。我国生物柴油的研究与开发虽起步较晚，但发展速度很快，一部分科研成果已达到国际先进水平。研究内容涉及到油脂植物的分布、选择、培育、遗传改良及其加工工艺和设备。目前各方面的研究都取得了阶段性成果，这无疑将有助于我国生物柴油的进一步研究与开发。
目前，我国生物柴油技术已取得重大成果，海南正和生物能源公司、四川古杉油脂化工公司和福建卓越新能源发展公司都已开发出拥有自主知识产权的技术，相继建成了规模超过万吨的生产厂，这标志着生物柴油这一高新技术产业已在中国大地上诞生。
2003 年清华大学的“生物酶法转化可再生油脂原料制备生物柴油新工艺”突破了传统酶法工艺瓶颈,产率达到90%以上,可以有效消除甲醇及副产物甘油对酶反应活性及稳定性的负面影响,酶的使用寿命也随之大大延长。目前该工艺已在湖南海纳百川生物工程有限公司200kg/d的生物柴油中试装置上得到成功应用,以菜籽油为原料生产出生物柴油,中试装置的反应器连续运转3个多月,生物酶活性未表现出明显下降趋势。江苏工业学院林西平教授课题组成功开发固体碱法制备生物柴油技术,催化甲醇与菜籽油反应出油率在96%以上,回收率达98%,并进行了年产2000t的中试,此固体催化剂工艺具有能耗低、无三废、后续处理简单等优点。2007 年,云南农业大学张汝坤教授课题组结合云南山多地少的实际情况,以云南生长的木本植物产生的非食用油为原料,如：小桐子油、橡胶籽油、桐油、乌桕籽油等,在生物柴油实验室成功的制备出生物柴油,并对其制备的生物柴油在195发动机做台架试验,结果表明,其动力性、经济性和环保性大大优于石化柴油。
当前，国内正在开发以适应不同原料油、产品方案和工厂规模,以及适应原料收集、储存和产品市场的物流状况等需要的新工艺。且生物柴油替代石化柴油时，无需对柴油机进行改装，可以直接应用，这使生物柴油汽车的发展得到了很大的方便。所以，只要解决好生物柴油的来源问题，生物柴油汽车的发展就是顺理成章的事情了。
3.生物柴油汽车存在的问题及对策
以下是发展生物柴油汽车存在的问题：
①原料成本高：制备生物柴油的原料成本占生产成本约75%, 我国虽有丰富的动植物油脂资源,但人均占有及消费的动植物油脂却很低,仅能满足食用,而且价格比较高；另一个原因,根据我国政府规定,用于发展生物柴油的油料作物不能占用进行粮食生产的土地。
②生产技术复杂,生产成本高：目前,国内已有多家民营公司实现了生物柴油的工业化生产, 但生产能力小、成本高、能耗大、生产工艺繁琐等,还需要进一步解决甘油的分离、精制、废碱液的处理问题。
③资金投入不足：没有充足的资金就没有一个良好的平台,生产生物柴油的质量和数量也难以控制,无法实现生物柴油的研究及生产的可持续性,生产过程若不达标就会对环境造成二次污染。
④市场准入受限：生物柴油可替代柴油用于交通运输,但我国各地的加油站,至今还没有支持生物柴油加油的先例,这极大地限制了生物柴油的应用范围,不利于其推广和应用。
⑤缺乏统一的技术规范：我国生物柴油厂的生产