节能与新能源汽车技术路线分析（下）

《我国节能与新能源汽车发展研究报告》系列连载之十二：
　　节能与新能源技术的节能减碳效果
　　1.传统汽车节能技术
    传统汽车节能技术包括高效内燃机技术、柴油乘用车、小排量汽车和整车设计与优化等技术。其中，高效内燃机技术和轻量化技术是节能技术突破的重点。
　　(1)高效内燃机技术包括高效汽油机技术、高效柴油机技术和通用节能技术。
　　汽油发动机先进节能技术包括直喷汽油机GDI技术、先进的充气技术、高效燃烧技术等。柴油发动机节能技术包括电控高压技术、增压中冷技术、多气门和EGR（废气再循环）技术、重型柴油机SCR（选择性催化还原）技术等。通用节能技术包括降低摩擦功、低能耗附件、油品和添加剂技术等。
　　(2)先进的柴油乘用车具有油耗低、CO₂排放少的优点，是目前国际上大规模推广应用的节能环保型汽车，其节能效果与汽油混合动力汽车相当。与点燃式汽油车相比，整备质量相同的柴油车平均节油30%，相应CO₂排放量也可减少20%。
　　(3)小排量乘用车具有较好的节能减排效果，以常见的奥拓与捷达相比为例，重量减少了39%，油耗相应减少了34%。
　　(4)整车设计与优化包括轻量化、低滚阻轮胎、低空气阻力和低能耗附件等技术。其中，轻量化技术和低滚阻轮胎技术均可大大减少燃料消耗，降低排放，已经成为全球主流汽车企业降低产品油耗的主要措施之一。研究表明，汽车整备重量降低10%，可节油6%～8%；汽车整车每减重l00kg，百公里油耗可降低0.3～0.6L，CO₂排放减少约Sg/km。安装低滚阻轮胎能够每百公里减少0.2L燃油消耗，并降低CO₂排放4g/km。低空气阻力技术包括车身设计和货车导流罩。低能耗附件主要包括节能空调、电动助力转向、LED灯具和汽车电磁风扇离合器。
　　2.传统汽车节能减碳效果分析
    (1)通过传统汽车节能技术节油效果分析，综合考虑其他因素，按车辆年均增长率15%进行估算：到2015年总体节油率为17%左右；到2020年，综合考虑混合动力市场化，预计总体节油率将达到29.3%左右。根据年均增长率15%预测，到2015年，我国汽车保有量约为1.25亿辆，2020年将达到2.11亿辆；如果按现有汽车燃油经济性技术水平测算，到2015年车均燃油消耗约为2.243吨，到2020年约为2.013吨。照此计算，2015年车用燃油消耗量约为28037万吨，2020年预计为42474万吨左右。
　　(2)若2015年车辆总体节油率达到17%左右时，单车平均燃油消耗约1.8617吨，平均节约0.381吨，总体可节约燃油4762.5万吨，相应CO₂排放量减少约1.505亿吨。若2020年车辆总体节油率达到29.3%左右时，单车平均燃油消耗约1.4232吨，节约车用燃油约0.5898吨，总体节约燃油12444.7万吨，CO₂排放量减少约3.933亿吨。
　　3.新能源汽车节能减碳效果分析
　　(1)纯电动汽车的节能减碳效果分析
　　结合我国纯电动汽车发展现状及动力电池性能水平，小型纯电动汽车将是初期发展重点。因此，选择原型车为1.6L排量的某纯电动轿车为例测算，城市工况日常行驶的耗电量为16kWh/l00km；原型车的百公里油耗是8L左右。按年行驶2万公里计算，年单车代用汽油1.16吨，折合CO₂减排2.1吨。结合目前情况，汽油价格按7元计，电价按0.6元/kWh计算，考虑充电损失，行驶百公里可节省约47元。目前动力电池成本约3~5元/kWh，若车辆续驶里程为l00km，则整车增加成本约为8万元，按年行驶2万公里计算，需要8.85年才能收回成本。
　　(2)混合动力汽车的节能减碳效果分析
　　根据目前我国混合动力汽车技术发展状况，当前发展重点应是微度混合动力轿车、轻度混合动力轿车和中度混合动力公交客车。目前，BSG混合动力轿车节能约10%，ISG混合动力轿车节油率约15%，按车辆年行驶里程10万公里计算，按对比车型的百公里油耗为8L，节油率按照平均12.5%计算，单车年节约用油0.725吨，折合CO₂减排2.34吨。混合动力公交客车的节油率为20%左右，年行驶10万公里，对比车型百公里油耗为40L，单车年节约用油6.56吨，折合CO₂减排21.36吨。以长安杰勋混合动力汽车为例，该原型车排量为2.0L，百公里油耗是9L左右，示范运营显示的节油率约为20%；若年均行驶里程按5万公里计算，单车年均节油0.648吨，汽油价格以7元／L计算，年均节省6300元。该混合动力汽车新增价格约为3万元，需要4.76年收回成本。若车辆年均行驶2万公里，单车年均节油0.259吨，可节省2520元，收回成本大约需10年时间。
　　(3)燃料电池汽车的节能减碳效果分析
　　燃料电池汽车与纯电动汽车一样，是完全零排放的车辆。但是，在中短期内由于技术、成本和基础设施等原因，还难以进行大面积的商业化推广应用，只能是小批量和小范围的示范运行。
　　4.代用燃料汽车的节能减碳效果分析
　　目前，天然气、液化石油气等燃气汽车已经大面积应用到公交客车、城市出租等公共服务领域。生物燃料汽车由于成本和原料供应存在一定问题，只能在特定区域小范围示范推广。若2012和2020年燃气汽车保有量分别达到100万辆和300万辆，综合考虑燃料乙醇、生物柴油和甲醇等，总体代用燃油量分别约1000万吨和2860万吨，相应CO₂排放量减少约1249万吨和1688万吨。
　　我国节能与新能源汽车技术路线的思路
　　1.技术路线的选择原则
　　发展节能与新能源汽车要根据我国实际情况，在不同历史时期选择明确、科学的重点突破方向。目前应深入分析新能源汽车各种技术方案的特点，结合现有技术基础和技术可行性，确定当前重点推进的技术路线及中长期发展路线，明确各阶段目标，做到重点突出，同时也要根据区域差别等因素兼顾其他技术的发展。
　　2.技术路线建议
　　我国节能与新能源汽车发展的技术路线应结合现有技术基础，本着产业化可行原则，采取有效、实用的方针进行制定。其发展建议是：采用传统汽车节能技术和新能源汽车技术协调发展的技术路线。
　　在传统汽车节能方面，首先要大力发展小排量汽车；在此基础上，通过采用低阻力轮胎、轻量化，开发应用高效绿色内燃机等技术途径，进一步提高传统汽车的节能减排效果。
　　在新能源汽车方面，汽车动力系统电动化是发展趋势，由于受电池、充电设施等因素制约，应有混合动力汽车作为过渡产品。当前发展重点是加强纯电动汽车的科技攻关和逐步实现产业化，同时加快推进混合动力汽车产业化，并逐步提高混合度。加强电池技术的研究，尽快实现技术突破。密切跟踪燃料电池技术发展趋势，加强基础技术研究。加强代用燃料技术研究及应用，全面实现车用能源多元化和动力系统的转型。
　　(1)大力发展小排量汽车，推广应用节能技术
　　重点提高小排量汽车和柴油乘用车等低能耗汽车市场份额，稳步优化汽车产品结构，降低车辆燃料消耗。发展小排量汽车建议可参照日本模式，同时也要考虑我国农村用户多的国情实际。通过推广高效内燃机、传动与驱动、整车设计与优化、轻量化等先进节能技术，提高汽车的燃油经济性水平。
　　(2)纯电动汽车是现阶段科技攻关的重点和产业化方向
　　纯电动汽车是我国汽车动力系统电气化转型的战略重点和主要方向。应积极发展纯电动汽车技术，以高性能动力电池、驱动电机及其控制系统为主攻方向，全面掌握纯电动汽车的研发和生产技术。从发展小型纯电动乘用车和大型纯电动客车起步，逐步扩大到其他车型。
　　(3)混合动力汽车为当前产业化推进重点
　　近期重点推进混合动力汽车产业化，进一步掌握关键系统及零部件工程化技术，全面推进微、轻和中度混合动力乘用车、城市公交车的产业化，积极开展全混、插电式混合动力汽车技术研究和推广应用，为向纯电动过渡打好基础。
　　(4)燃料电池汽车为未来发展战略方向
　　加强燃料电池技术研究，重点放在提高燃料电池动力系统寿命、可靠性和降低成本上，进一步加强技术研发、系统集成和产业化示范。
　　(5)加强代用燃料汽车技术研究及应用
　　代用燃料汽车作为近期减少石油依赖的补充措施，也是车用能源转型的过渡性措施。积极开展代用燃料汽车技术研究，通过推广天然气、液化石油气、生物燃料等代用燃料汽车，降低汽车工业对石油资源的依赖，实现车用能源的多元化。
　　(6)其他建议
    ①允许多种新能源汽车技术路线共同发展
　　考虑到我国汽车工业发展和消费等因素，未来一段时间内，会呈现多种新能源汽车技术方案共存、在竞争中发展的局面。因此，国家应允许多种技术方案共同发展，再根据市场需求和国家政策引导，发展更占优势的新能源汽车。此外，国内各汽车企业可根据自身实际和市场情况自主选择开发和推广新能源汽车，加速形成我国新能源汽车的先期市场格局。
　　②优先发展混合动力公交客车
    公交客车能耗和CO₂排放较高，具有特殊的行驶工况，且年均行驶里程长，更适合发挥混合动力技术的优势。一方面，车辆对动力电池容量要求低，驱动系统的工作模式简单，较为容易实现；另一方面，车辆定线、定时、定区域使用，便于车辆跟踪与维护，服务成本较低。因此，应优先发展并推广应用混合动力公交客车。
    《我国节能与新能源汽车发展研究报告》（摘要版）编写人员组成
     总   编：董扬
    执行主编：叶盛基
    副 主 编：林革 徐平兴 汪晓健
    编写人员：董扬 叶盛基 林革 汪晓健 徐平兴 李文杰 陈志鹏 魏丹 乌日娜 杨辉前 贾启蒙 王莹 苏涛