淮 阴 工 学 院 毕业设计(论文)开题报告学 生 姓 名： 专 业： 刘洋 学 号： 1071507216 汽车服务工程 汽车超稀薄燃烧技术研究 设计(论文 题目 设计 论文)题目： 论文 指 导 教 师: 严桃平 2010 年 12 月 3 日 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告 1．结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写 2000 字左右的文献综述 文 献 综 述课题来源及研究 研究目的 一、 课题来源及研究目的 尽管多年来，石油的开局面大体保持稳定。但是，石油作为不可再生终究要 面临枯竭之日，因此世界各国一方面在提高内燃机的燃油经济性，另一方面积极开发内 燃机代用燃料及电动汽车。在我国，内燃机消耗了石油的 45%，柴油的 75%，汽油 的 60%以上。当前，提高燃油经济性的意义是非常重大的。另外，发动机的有害排放物 和噪声也危害着环境和人体健康。为了改善轿车发动机的经济性，汽油机用稀薄燃烧 甚至是用超稀薄燃烧已经成为各个轿车发动机生产厂家的重要手段。 在传统的汽车发动机上,为了保证发动机稳定可靠地运转,汽油机正常工作时,其所 用混合气成分的空燃比应在 12-18 范围内调节。 超稀薄燃烧是空燃比大于 20∶1 的混合 气的燃烧过程， 它可以使燃料的燃烧更加完全.燃用稀混合气,由于其燃烧后最高温度降 低,一方面使通过气缸壁的传热损失较小,另一方面燃烧产物的离解现象减少,使热效率 也得以提高.从另一角度分析,用稀混合气,由于气缸内压力、温度低,不易发生爆震, 则可以提高压缩比,增大混合气的膨胀比和温度,减少燃烧室废气残余留量,因而可以提 高燃油的能量利用效率.在用稀混合气的同时,辅以相应的排放控制措施,汽油机的有 害排放物 CO,HC,NOX,CO2 将大大地减少,且稀燃时燃烧室内的主要成分 O2 和 N2 的比热 较小,多变指数 K 较高,因而发动机的热效率高,燃油经济性好. 二、国内外课题研究情况 国内外课题研究情况 课题 车用发动机稀薄燃烧包括缸外喷射稀燃系统(PFI)、直接喷射稀燃系统(GDI)和均 质混合气压燃系统(HCCI). 1 缸外喷射稀燃系统(PFI) 缸外喷射稀燃系统(PFI) 进气道喷射稀燃系统根据进气流在气缸内的流动形式不同,可分为涡流分层和滚流 分层两种 1.1 涡流分层稀燃系统 这种稀燃发动机的代表是丰田公司的进气道喷射第三代稀燃系统,本田公司的 VTCE —E 以及马自达公司的稀燃系统.丰田第三代稀燃系统和马自达稀燃系统的共同特 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告点是都用涡流控制阀(SCV)来调节涡流的强度,在低负荷时,SCV 关闭获得强的涡流;在 高负荷时,SCV 打开获得斜轴涡流,促进燃油与空气的混合. 1.2 滚流分层稀燃系统 日本三菱汽车公司利用进气道喷射燃油先后成功地在 3 气门和 4 气门发动机上实现 了缸内滚流分层稀燃(MVV)系统.后来,三菱公司研制出了适用于 4 气门发动机的滚流分 层稀燃系统,在 4 气门汽油机的进气道内对称布置两个立式隔板,在两个隔板之间喷油, 使混合气在缸内滚流轴线方向上形成稀———浓———稀的夹层分布,这样可以充分发 挥火花塞中心布置的优势. PFI 发动机的限制是 20%喷嘴装在气缸盖上进气门的背面,80%安装在进气歧管上靠 近气缸盖位置,在发动机起动时,会在进气门附近形成瞬时的液态油膜,这些燃油会在每 次进气过程逐渐蒸发进入气缸燃烧。冷机起动时由于燃油蒸发困难,使得实际供油量远 大于需求空燃比的供油量,显著加动机未燃 HC 排放。 PFI 发动机的另一限制是中、小负荷时用节气门来控制负荷,存在节流损失,GDI 发动机在中、小负荷时用分层充气工作模式,通过控制喷入气缸的油量来控制发动机 的负荷,不用节气门可以降低泵气损失和热损失。 2 直接喷射稀燃系统(GDI) 直接喷射稀燃系统(GDI) 进气道喷射汽油机在不用助燃方法组织稀燃时,其空燃比超过 27∶1 非常困难.但 直接喷射稀燃系统超过这一界限却非常容易.与缸外进气道喷射稀燃汽油机相比,缸内 喷射稀燃汽油机具有泵气损失小、传热损失小、充气效率高、抗爆性好及动态响应快等 特点. 早期的 GDI 汽油机是利用与柴油机一样的泵一管一嘴供油系统来达到迟喷的目 的，其燃油是在压缩行程后期喷入气缸，依靠进气涡流或滚流实现混合气分层。 对于汽油机缸内直喷的工作方式,20 世纪 50 年代德国的 Benz300SL 车型和 60 年代 MAN—FM 系统,70 年代美国 Texaco 的 TCCS 系统和 Ford 的 PROCO 系统就曾经用过。 这 些早期技术大多基于每缸 2 气门和碗形活塞燃烧室,利用柴油机的机械泵和喷油器实现 后喷。 这些早期的 GDI 发动机在大部分负荷范围实现了无节气门控制并且燃油经济性接 近非直喷柴油机。其主要缺点是由于用机械式供油系统,各负荷甚至全负荷时后喷时 刻是固定的,燃烧烟度限制了空燃比不能超过 20∶1。 20世纪90年代以后,由于发动机制造技术的迅速提高,用先进的电子控制技术,解 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告决了早期直喷发动机的控制和排放等方面的许多问题。 新技术和电子控制策略的发展使 得许多发动机制造企业重新考虑 GDI 发动机的潜在优点。 1996 年日本三菱汽车公司率先 推出 1.8 L 顶置双凸轮轴 16 气门 4G93 壁面引导型直喷发动机;丰田公司开发出了同时 用 GDI 和 PFI 两套供油系统的 2GR—FSE V6 发动机;通用公司 2004 年开发出了用可 变气门定时(VVT)技术的分层稀燃直喷发动机;宝马公司在低压均质混合气直喷 GDI V12 发动机的基础上,2006 年又开发出了可以实现分层稀燃的 R6 直喷发动机;德国大众公司 2000 年底利用电子控制系统把与 TDI 柴油机相似的原理用在汽油机上,开发了壁面引导 型燃油分层直喷(FSI)发动机, 并用于 Lupo 车上,其 100 km 的平均油耗只有 4.9 L,成为 世界上第一辆 5 L 汽油机汽车;2004 年奥迪公司开始将其 2.0T—FSI 燃油分层直接喷射 增压汽油机推向市场。 3 均质混合气压燃系统(HCCI) 均质混合气压燃系统(HCCI) HCCI 是一种以往复式汽油机为基础的一种新型燃烧模式， 简单来说就是汽油机的一 种压燃方式。这项技术在 90 年代初已经被提出并开始实验，但是当时电子控制技术没 有现在成熟，所以这项技术直到现在才被大众所知。早在 20 世纪 30 年代，人们就认识 到均质混合气压缩自燃的燃烧方式在汽油机上存在， 但它一直被认为是一种异常燃烧现 象而被抑制。在二冲程发动机上真正有意识应用 HCCI 燃烧始于 19 年 On-ishi 和 Nouchi 的研究。 近几年， Aoyam 等人研究了汽油和代用燃料 HCCI 燃烧控制的方法， Mase 等人研究了柴油 HCCI 燃烧的控制方法。这些工作深化了对 HCCI 燃烧认识，为 HCCI 的 燃烧控制提供了经验。 装备 HCCI 技术的发动机的技术结构比一般发动机要复杂，当汽油机的压缩冲程快 结束时，汽油通过直喷油咀喷进汽缸，HCCI 发动机压缩比比普通的汽油机高， ，可以 用相当稀薄的混合气， 因此可以按照变质调节的方式， 直接通过调节喷油量来调节扭矩， 不需要节气门。HCCI 发动机的燃烧温度低，对燃烧室壁的传热很低，能够减少辐射热的 传递，还能大幅降低氮氧化合物的形成。另一个特点是燃烧周期很短。因为燃烧过程主 要是受化学反应而不是受混合过程的支配，能够使得燃烧周期比传统的柴油机短。而且 它用的燃油辛烷值允许在一个广阔的范围内变动。可以用汽油、天然气、二甲醚等 辛烷值较高的燃油作为主要燃料，也可以用多种燃料混合燃烧。还可以将对高辛烷值 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告燃料和低辛烷值燃料配比的调整， 用作在 HCCI 燃烧中控制燃烧起点和负荷范围的方法。 但是装备 HCCI 技术的发动机也存在这明显的缺点， 比如在然烧时刻的控制上， HCCI 发动机靠汽缸的压力和温度自燃，油气混合气的密度，汽缸的温度和压力都需要进行精 确的检测和控制，所以发动机的 ECU 管理程序也要进行相应的加强。由于 HCCI 的同时 压燃和放热，瞬时间汽缸和活塞会受到强大的压力，有可能会产生爆震的现象，另外， 低排气温度对催化转化器来说也是一个问题，因为需要相当高的温度才能起动氧化/还 原反应。 我国对于稀薄燃烧系统的研究旱在 20 世纪 50 年代末 60 年代初就已开始，但由于 我国电控技术落后，以至于该系统仅仅停留于理论研究阶段。到了 20 世纪 80 年代初， 天津大学汽油机射流技术首次在化油器式汽油机上应用， 但该技术也仅仅使空燃比最高 控制到 18. 5,目_该技术由于铸造精度要求较高，在国内很难得到推广。 目前,引进的大众 FSI 发动机是我国唯一量产的 GDI 发动机。缸内直喷技术对汽油 的油品质量是个严格考验,正是基于这个原因,大众在中国的 FSI 发动机上取消了分层燃 烧技术,只保留了均匀燃烧模式。 国内外的公司和研究机构也都在积极地开发设计新型直喷发动机,如 AVL 公司正在 开发基于喷射引导和激光点火系统的新一代分层稀燃直喷发动机技术。目前,国内一汽 集团、华晨、奇瑞、长安和吉利等汽车企业联合高校正在开发理论空燃比混合气或多种 燃烧模式相结合的 GDI 发动机。 发动机具有柴油机的经济性并保持了汽油机的特点, GDI 相对于技术成熟的 PFI 发动机具有显著优点,但是排放、燃烧稳定性等方面的问题限制 了其普遍应用,目前,GDI 技术完全替代 PFI 技术仍然存在一些技术挑战，如排放控制、 稳定燃烧控制、燃油经济性、性能和可靠性、控制复杂性。 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告参考文献 1 2 顾如龙译.低燃油耗高性能/气门稀燃汽油机的研制.国外内燃机，1995（1） 陆 展 华 .GDI 发 动 机 及 其 稀 燃 优 化 技 术 . 柴 油 机 · Diesel Engine,2003,(6):36-41. 3 王燕军,王建昕,首藤登志夫,等.汽油机稀薄燃烧研究的新进展———从 gdi 到 hcci.汽车技术,2002,(8):1-5. 4 蒋坚,高希彦.汽油缸内直喷式技术的研究与应用.内燃机工程,2003,(5):39-44. 5 王志,张志福,杨俊伟,等.均质压燃发动机研究开发新进展.车用发动机, 2007(3):1-7. 6 高宗英,袁银南,刘胜吉等·缸内直接喷射———未来车用汽油机的发展方向·国 外内燃机,2000,(1):24-36. 7 哀守利,杜传进,颜伏伍,侯献军.车用汽油机实现稀薄燃烧的技术措施.车用发动 机, 2004.6(154) :1~4. 8 解茂昭.一种新概念内燃机———基于多孔介质燃烧技术的超绝热发动机.热科 学与技术,2003 .9 (2):189~194. 9 郑胜敏.汽油机稀薄燃烧技术发展分析.城市车辆,2007-6 :46~55. 10 孙 庆 , 秦 松 涛 , 张 勇 . 汽 油 机 均 质 混 合 气 压 燃 燃 烧 (HCCI) 技 术 . 山 东 内 燃 机,2006 .1(91 ) :14~17. 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告 2．本课题要研究或解决的问题和拟用的研究手段（途径） 研究的问题： 研究的问题： （1） 分析国内汽车超稀薄燃烧的发展现状及发展趋势； （2） 阐述国内车用稀薄燃烧发动机技术发展对社会和经济发展意义和作用； （3） 阐述超稀薄燃烧技术研究的必要性和意义； （4） 分析各种稀薄燃烧技术存在的问题； 研究手段： 研究手段：在老师的指导下，通过网上查阅资料以及图书馆借阅资料，分析思考，理清 思路，写出论文提纲并完成论文。 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告指导教师意见： 指导教师意见 指导教师： 2010 年 12 月 3 日 所在专业审查意见： 负责人： 2010 年 12 月 3 日
畅想未来新能源论文
低碳生活其实并不难 多份研究报告呼吁关键在行动,注意你的衣食住行就可减半碳足迹
人们应该怎么做，才能实现低碳生活方式，并进而推动低碳经济发展？
联合国环境规划署(UNEP)在今年世界环境日发布的两份报告给出的答案出人意料——实现“消除碳依赖”这一目标也许比想象的要容易:你只需用气候友好的生活方式，这不会对你的生活方式造成太大改变，更不用做出什么大的牺牲！
这两份报告中的一份名为《改变生活方式:气候中和联合国指南》(Kickthe Habit:TheUNGuideto Climate Neutrality)，是以低碳生活方式为目标的概略性指南；另一份名为《旅游业如何适应和缓解气候变化》(Climate Change Adaptationand Mitigationinthe Touri*** Sec－tor)，是由同UNEP、世界旅游组织合作的专家们共同编写的。
6月10日，中国环境与发展国际合作委员会和世界自然基金会(WWF)共同发布了《中国生态足迹报告》，表明在中国推行低碳生活方式、推进低碳经济发展形势紧迫。报告指出，自20世纪60年代以来，中国的人均生态足迹持续增长了约两倍。中国如果希望减少生态赤字，可以从两个方面入手，即从简单的事情做起和优先解决见效慢的问题。
接踵而至的这几份报告，从不同角度呼应了今年世界环境日主题——“转变传统观念，推行低碳经济”，一方面表明如果人们能够改变传统的高排放生活方式，那么对于低碳经济具有积极的促进作用；另一方面也凸显，在全球变暖日益加剧的背景下，世界各国正努力减少碳足迹，以推进低碳经济发展。
中国人均生态足迹:50年增长两倍
《中国生态足迹报告》是受中国环境与发展国际合作委员会和WWF(中国)的联合委托，由全球生态足迹网络和中国科学院地理科学与研究所合作完成的。
报告分析了中国从20世纪70年代早期总体开始出现的生态赤字，指出中国实现可持续发展目标的创新路径，以实现其长期对自然的合理利用。
报告分析指出，作为一个国家，中国消耗了全球生物承载力的15％；尽管生物承载力不断增加，中国的需求仍是其自身生态系统可持续供应能力的两倍多。
报告指出，中国的人均生态足迹是1.6全球公顷，也就是说，平均每人需要1.6公顷具有生态生产力的土地，来满足其生活方式的需要。中国的人均生态足迹在147个国家中列第69位，这个数字低于2.2全球公顷的全球平均生态足迹，但仍然反映出中国面临的重要挑战。事实上，中国消耗的已经超过了其自身生态系统所能提供的两倍以上。
报告的结论显示，中国如果希望减少生态赤字，可以从两个方面入手，即从简单的事情做起和优先解决见效慢的问题。
从简单的事情做起，能够产生快速的、短期的收益，推动社会向着降低生态足迹的方向发展。而要彻底减少中国的生态赤字，需要考虑到现在所做出的很可能会有长期影响的决定。
报告还提出了减轻生态足迹的“CIRCLE ”方式:压缩城市发展(C)、个人行动(I)、减少潜在废弃物量(R)、碳减排战略(C)、土地管理(L)和提高能效(E)。
报告也指出，与世界其他地区相比，亚太区的人均生态足迹相对较低。然而，庞大的人口数量使得本地区的总生态足迹在世界居于首位。
低碳生活方式:小举动带来大变化
生活在发达国家以及一些快速发展的城市里的人们可以马上“消除碳依赖”——实际上，这并不难。
《改变生活方式:气候中和联合国指南》指出，只要取一些很简单的措施，就可以减少一个人每天一半的温室气体排放量。如果像电力公司、汽车制造商、以及航空设备制造商这样的企业也努力实现绿色经济，那么我们可以削减更多的温室气体排放。
研究表明，如果每个飞机旅客将携带的行李减少到低于20公斤，就可能在全球范围内，每年削减200万吨二氧化碳的排放。
其他在家里或在旅行中可以用的低碳生活方式包括:
——鼓励航空公司提供免费公交车或铁路奖励里程，而不是免费的飞行里程，以便促进旅客用更环保的交通工具；
——使用传统的发条闹钟，取代电子闹钟，每人每天可以节省48克的二氧化碳排放；
——选择晾晒衣物，避免使用滚筒式干衣机，每天可以减少2.3公斤的二氧化碳排放；
——用在附近公园中的慢跑取代在跑步机上的45分钟锻炼，这样可以节省近1公斤的温室气体排放。
开始你的“低碳的一天”:将碳足迹减半
《改变生活方式:气候中和联合国指南》中有很多小的“不后悔的选择”，可以帮助减少每天的温室气体排放量。这些方法的使用者可能来自澳大利西亚、欧洲或北美洲——这是历史上造成全球变暖的几个主要地区，取以上方法有可能将人均排放量从38公斤减至14公斤。
这些建议对人们生活舒适造成的影响很小甚至没有，同时也可能部分地与一些发展中国家、城市、部门和人有关，因为他们的碳足迹正在急剧升高。
造成温室气体排放的一半是我们可以人为控制的，例如我们的驾车方式、航空旅行方式、房屋的能源以及取暖方式。
在余下的个人难以控制的50％中，有大约一半间接来源于为我们的工作提供能源，有10％以上来源于对基础设施和部门的维护，剩下的大约20％来自于商品的生产。
《改变生活方式:气候中和联合国指南》提出，应怎样开始“低碳的一天”呢？在你关掉发条时钟后，穿上日晒干燥的衣服，接下来的刷牙和早餐应该怎么做呢？请考虑以下几方面:
——选择非电动牙刷将避免近48克的二氧化碳排放量；
——用烤面包机烤面包，而不是用15分钟的烤箱，这样可以少排放近170克的二氧化碳；
——用节能灯替换60瓦的灯泡，可以将产生的温室气体减少4倍；
——将火车而不是汽车作为日常上下班的工具，仅仅8公里的路程，就可节省1.7公斤的二氧化碳排放；
——在午休和下班后关掉你的电脑和平板显示器，将使这些设备造成的排放减少1/3；
——购买使用节水型淋浴头，不但每分钟会节省10公升的水，而且也将洗3分钟热水澡造成的二氧化碳排放量大幅削减到一半。
如何尽力减少航空旅游排放量
《改变生活方式:气候中和联合国指南》指出，跨大西洋的飞行所造成的碳排放相当于驾驶汽车1年。
对于经常飞行的人士——不论你是成功人士还是普通游客，乘飞机是目前导致全球变暖的主要原因。短距离空中旅行与铁路相比较，每名旅客产生约3倍以上的二氧化碳排放，而作为一个行业整体，则约占全球温室气体排放量的2％~3％。
长途公交车可能是市际旅行的很好选择，因为一些新的超高速铁路服务会造成可观的碳排放。同时，技术创新可以帮助提高运送人员和货物的效率。
《旅游业如何适应和缓解气候变化》报告提出了其他的一些方法，使航空和旅游业可能有助于过渡到低碳经济。
除了削减手提行李、削减飞机上的免税额等措施外，专家们还提出了其他建议:
——鼓励旅游经营者预订直航航线，而不是那些绕路或是中途需要经停的航线；
——鼓励航空公司之间更加紧密的合作，将载客率提高到80％，目前欧盟的平均载客率是65％；
——大幅增加公务舱旅客票价，以真正反映其占据的额外空间，这些空间可以被用来运送更多的旅客，从而使飞机更加环保；
——制定措施减少服役飞机的平均年龄。在瑞典，飞机的平均年龄刚刚超过10年，而在美国，1/3的飞机的平均年龄是25年。先进飞机可以减少每名旅客每公里高达30％的废气排放量。
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所谓“低碳企业认清方向，自觉跟进，取促进低破经济发展的集体行动，只有这样，中国向低碳经济转换才有现实的基础。
低碳经济的理想形态是充分发展“阳光经济”、“风能经济”、“氢能经济”、“生物能经济”。但现阶段太阳能发电成本是煤电、水电的5-10倍，多数地区风能发电成本高于煤电、水电，作为二次能源的氢能，目前离利用风能、太阳能等清洁能源提取的商业化目标还很远，以大量消耗粮食和油料作物为代价的生物燃料开发一定程度上引发了粮食、肉类、食用油价格上涨。从世界范围看，到2030年太阳能发电也只能达到世界电力需求的10%，而全球已探明的石油，天然气，和煤炭储量将分别在今后40年，60年100年左右耗尽。在“碳素燃料文明”向“太阳能文明”时代(风能生物质能都是太阳能的转化能形态)过渡的未来几十年里“低破经济”、“低破生活”的重要含义之一就是节约化石能源的消耗，为新能源的普及利用提供时间保障，特别从中国能源结构看，低碳意味节能，低碳经济就是以低能耗、低污染为基础的经济。
低碳经济不仅意味着制造业要加快淘汰高能耗，高污染的落后生产能力，推进节能减排的科技创新，而且意味着它在引导公众反思哪些习以为常的消费模式和生活方式是浪费能源和增排污染的不良嗜好，从而充分发掘服务业和消费生活领域节能减排的巨大潜力。
转向低碳经济，低碳生活方式的重要途径之一，是戒除以高耗能源为代价的便利消费嗜好。便利是现代商业营梢和消费生活中流行的价值观。不少便利消费方式在人们不经意中浪费着巨大的能源。如我们经常使用的一次，经常饮用的纯净水，无节制地使用塑料袋，不仅制造了过多的垃圾，产生了白色污染而且过多消耗了宝贵的石油能源。据计算，全国减少10%的购物袋可节省能耗1.2万吨标准煤，减排31万吨二氧化碳。
转向低破经济，实行低碳生活，还要戒除以大量消费能源大量排放温室气体为代价的“面子消费”、“奢侈消费”的嗜好。例如正当全球包括发达国家都提倡使用小排量汽车来节约能源的时候.而我国2008年一季度全国车市增长最快的是豪华车，其中高挡大排量的宝马进口车同比增长82%，提倡低碳生活并不一概反对小汽车进入家庭而是提倡有节制地使用私家车，例如日本私家车普及率高达80%，但日本人出行并不完全依靠私家车，在东京地区私家车一般年行驶3000-5000公里，而上海私家车每年行驶一般在1.8万公里，国内人们无节制使用私家车，有炫耀型消费的倾向。由于人们将现代生活方式片面理解为更多地享受电气化，自动化提供的便利，导致了日常生活中越来越依靠高耗能的动力系统，往往几百米路，上几层楼都要靠机动车和电梯代步。另外人们的膳食越来越多地消费以多耗能、多排温室气体为代价生产的畜禽肉类，油脂等高热量食物，肥胖发病率提高，而很多人减肥，习惯在耗费电力的人工环境如空调健身房，使用电动跑步机，其代价是多耗放能多排温室气体。凡此种种，都和发展低碳经济，提倡低碳生活的目标相背离，必须引起足够的重视。
我们要提倡节能减排还必须从细微处做起，从身边作起，这细微处不只是制造业，建筑业中许多节能技术改进的细节，也包括日常生活习惯中的节能细节，每个人生活习惯中浪费能源和碳排放看似数量很小，但乘以13亿就会成为巨大的数量。我们应当遵从古训，“不以善小而不为，不以恶小而为之’，要注意节约每一度电，每一滴水。每一个科技工作者，社会工作者都应从日常生活中，面向公众宣传低碳经济和低碳生活的意义，使党的***提出的节能减排，建设节约型，环境友好型社会，加强应对气候变化能力和的科学发展决策，变为全民的实际行动。
汽车概论论文
国际油价破百之后，新能源再次被人们关注。然而，新能源在缓解能源危机这个大舞台上，到底能发挥多大的作用？哪些新能源又值得消费者期待呢？
面对高油价和潜在的石油供应危机，各国都把解决能源问题作为维护国家安全的战略问题提到议事日程中来。中国工程院博士冀星说，摆在各国面前的有两条道路：一是开源节流，寻求更多的石油供应渠道，并提高石油的使用效率；二是开发新能源。
为了促进新能源的开发利用，2006年1月1日，我国正式颁布实施了《可再生能源法》。该法将可再生能源的范围进行了限定，即风能、太阳能、水能、生物质能、地热能、海洋能等非化石能源。国家还出台了一系列政策和措施，旨在推动以秸秆、甘蔗、玉米等农林产品以及畜牧业生产废弃物等为代表的生物能源发展。
2007年，国家发改委发布的《能源发展“十一五”规划》，描绘出一幅未来5年我国能发展的蓝图。
乙醇汽油推广范围逐渐扩大
在众多新能源中，目前我国唯有乙醇汽油真正得到了推广，并且范围逐渐扩大。现在吉林、辽宁、黑龙江、河南、安徽五省及湖北、山东、江苏、河北、广西五省的部分地区都在使用乙醇汽油。
乙醇俗称酒精，车用乙醇汽油是把变性燃料乙醇和汽油按一定比例混配形成的一种新型汽车燃料。它基本不影响汽车的行驶性能，还可以减少有害气体的排放量。
虽然乙醇汽油的技术成熟，推广也一直稳步进行，但就在院2007年举行的一次关于可再生能源的会议上决定，我国将停止新建的粮食乙醇燃料项目。据了解，出台这一政策是为了保证粮食安全，保证玉米、小麦和其他农产品的种植比例平衡。农业部农村经济研究中心的有关专家认为，由于利用率最高、价格最为低廉，以木薯制造酒精前景广阔，我国燃料乙醇由此向非粮乙醇转折。
中国汽车技术研究中心高海洋博士认为，从长远角度讲，推广乙醇汽油是节约能源，提高环保质量的有力举措，但就试点情况来看，在全国范围推广则要在成本、价格、政策等方面加以规范，这需要整个供求市场的磨合，而不是一朝一夕的事。
生物柴油三年后进入正规加油站
生物柴油作为传统柴油的替代能源已经得到世界各国的重视，我国的中国石油、中国石化、中国海洋石油和中粮集团都设立了专门的机构研究生物柴油。有关方面预测，三年后生物柴油能进入正规加油站。
生物柴油是以动植物油脂为原料的可再生能源，与传统石化柴油相比，生物柴油具有润滑性能好，使用安全等优势，目前全球生物柴油的主要应用领域是为汽车提供动力燃料。使用生物柴油车辆无需改装，只要与普通柴油按照一定比例调和即可。
2006年，国家颁布《中华人民共和国可再生法》。虽然已有法规确定生物柴油的合法地位，但广大消费者近两年内还很难在正规加油站购买到。
据了解，国家对成品油的监管非常严格，而目前生物柴油的质量参差不齐，如果在加油站销售，质量无法保证。另外，产量太小也是制约生物柴油走进正规加油站的重要原因。国家发改委对生物柴油今后的推广已经有初步的，就是按照乙醇汽油的推广方式来分区域封闭式推广。
中国工程院博士冀星透露，根据国家发改委的整体规划和四大集团研究实验进度，预计三年后生物柴油才能进入正规加油站。
氢能源应用在车上有待时日
与生物质能源相比，氢能源的发展势头略显弱势，但世界各国的研究机构和汽车制造企业在研究开发氢技术方面都取得了一些成绩。美国的通用汽车公司把远期目标定位在氢能源车，“雪佛兰Sequel”是该公司最新一代的氢能源概念车。
氢能源是一种二次能源，目前主要的来源是利用水制取的。我国氢的来源极为丰富，制造提取的技术水平也有了一定的基础，水电解制氢、生物质气化制氢等制氢方法都已形成规模。
虽然氢能源来源广泛，但作为新能源在车辆上推广还有一定难度。首先，提取氢能源的成本极高；第二，需要对车辆进行较大改造；第三，大量提取氢能源的难度较大；第四，需要广泛建造氢加注站点。业内专家认为，获得大量廉价的氢，是实现氢能利用的根本。
太阳能汽车的美好前景
1999年，巴西圣保罗大学的科研人员设计出一款新型太阳能汽车，这种汽车全部使用太阳能作为能源，发动机和车轮之间没有传输装置，最高时速超过100公里。这是世界上有报道的第一款真正意义上的太阳能汽车。
2003年，由日本大学生制造的氢(hydrogen)和太阳能汽车成功穿越澳洲。该车从柏斯穿越沙漠行驶到悉尼，行程4084公里。汽车的排放物包括纯净水，悉尼特恩布尔在汽车抵达悉尼后，将水一饮而尽。
南京理工大学车辆工程系吴小平教授分析说，太阳能汽车进入商业时代，至少还要30-50年，但太阳能在汽车上的局部应用，10年之内应可见到。比如随着汽车上空调、多媒体等大量需要耗用发动机动力供电的电器设备的使用，燃油发动机已经越来越难以满足需要，那么用太阳能电池替代发动机的部分功能，就既可减少汽车尾气排放量，又可提高发动机工作效率。另外，高尔夫球场、风景区等对环保要求较高，而对动力要求不高的场所，可能会使用太阳能小车做工作车或游览车。
神秘的“可燃冰”
在全世界寻找替代能源的努力中，一种神秘的物质逐渐浮出水面，它就是深藏在海底的比石油、煤燃烧值高数倍，被称为后石油时代能源的“可燃冰”。
这种天然气水合物的晶体叫“可燃冰”，学名为“天然气水合物”，它透明无色，形似笼状的独特的冰结晶体，点火即燃烧，常温下分解出天然气，所以又叫“气冰”、“固体瓦斯”，是一种高能量的能源。我国在西海北部已经发现可燃冰的存在。
目前，很多国家都只是证明其在某一地区内含有“可燃冰”这种，但却很难说出具体的可储量。由于“可燃冰”分布于海底，因此勘探起来有很大难度，至少现阶段世界各国都不能像探测石油、天然气一样，通过分析地质构造和进一步勘探确认“可燃冰”的探明可储量。
“集实物样本还具有一定的难度，‘可燃冰’的开发利用就更是难上加难。”专业人士指出，开发“可燃冰”非常危险，由于水化物是在低温高压下形成的。且开时还有可能导致海床崩塌使甲烷大量释放，释放过程中一旦失控，难免酿成灾难。因此业界认为“可燃冰”成为新能源只是人类的一个希望。
电动汽车蓄势待发
电能汽车也称电动汽车，其工作原理是依靠蓄电池的电力使汽车发动机运转，使电能转化为机械能，从而驱动汽车。
电能汽车可以有效解决传统汽车燃油的污染问题，很多国家和机构都在研究电能汽车，而电能汽车的主要问题是蓄电池的蓄电能力大小，它直接影响着汽车的行驶速度和行驶距离。
现在，国内外各知名汽车厂商都开始下大力气开发电能汽车。
比亚迪首款电动汽车F3e使用电能驱动，没有排放，没有污染，甚至没有汽缸发动机的噪音，充足电以后以140－150公里／小时的速度可行驶570公里，这种环保汽车的远景变得越来越清晰。
电能汽车的发展将有效缓解能源危机，成为新能源动力车的重要组成部分。
编后
石油仍是当前最廉价的车用能源
除了燃料乙醇、生物柴油和氢能源以外，风能、太阳能、水能等都可以作为替代能源用于车辆，但目前它们还停留在概念的范畴，石油仍是当前最廉价的车用能源。
石油价格上涨已经变成了不可逆转的趋势。除非找到真正具有市场实用价值的替代能源，否则整个世界都将不可避免地沦为“石油的奴隶”。
寻找新能源的意义不在于最终完成了什么样的研发，而在于它给我们提供了一种全新的思路、一种可能。
求化学论文一篇 关于未来能源技术的
论引领未来汽车发展的概念车摘要：进入21世纪以来，世界各国已累计生产约15亿辆汽车，据专家估计，2010年全球的汽车产量将达到7 500万辆。人们在感叹汽车工业迅猛发展的同时，也越来越认识到汽车污染给人类自身带来的危害，于是各国纷纷制定有关汽车的环保措施和法规，以保护人类赖以生存的环境，于是汽车环保设计这一汽车设计新概念被摆到了突出重要的位置上。关键词：绿色环保 概念车 发展趋势一、 概念车向绿色环保型发展的趋势 提高能源的利用率，改进发动机配置，包括电子控制燃油喷射系统、二次空气喷射、热反应器、废气再循环系统、催化净化装置、曲轴箱通风系统、燃油蒸发控制系统。 发展代用燃料，开发研究新的环保能源，包括天然气、液化石油气、快速充电蓄电池、混合动力、氢燃料。在汽车制造过程中使用绿色材料、绿色包装、绿色制造工艺以及绿色设备与装备。绿色汽车的回收再制造。二、概念车预示了未来道路交通方式的发展趋势 伴随着汽车的发展，汽车的地位也在慢慢地变化，如今汽车在人们心目中成为一种符号、一种财富的象征和一种地位的体现，然而汽车作为一种道路交通方式的本质却被人们忽略。概念车设计正是基于汽车本质的一种具有预见性的创新设计。在概念车的设计中通过对人类日常生活方式、人类于道路交通中的使用方式、行为方式和生活方式等各方面的预测和分析，设想解决未来道路交通方式中的人与物之间的不和谐因素。当今科技强劲而高速的发展使得交通工具具备了极为广泛的发展空间，越来越多的高新技术不断地在新车中应用。当前世界许多大的汽车公司已经意识到今后汽车发展最大的障碍已经不再是技术上的限制了，而是设计师思维的限制了。 现在各大车展中出现的概念车一般为两种：一种是以现有的最新技术已经可以实现的概念车另外一种是那些提出了某些创新但还处于技术方案研究阶段的概念车。比如能表达自己感情的车,能够随意更换车壳的汽车，能够方便地更改驾驶方式的汽车，能够在水中游的水陆两用车，能够飞的太空汽车，能够变色的汽车。像由丰田和索尼共同研制的 “POD”车，就能通过车前灯、后视镜、尾部天线以及座椅向车主表达自己的“感情”。像德国大众旗下西亚特公司在美国国际车展上推出的多功能概念车“Sal?鄄sa”，就有运动型、舒适型和城市型3种驾驶方式可供你选择。 三、概念车表现各国文化的差异 美国作为世界汽车工业的领头羊，在概念车的制造上都是走在世界前列的。因为各种文化在美国交融、碰撞，因此其概念车更多地体现了文化的多样性；又引起是一个高度发达的商业国家，商业设计及实用主义盛行，因此其设计是建立在深厚的美学之上而又真正解决实际问题。与美国车形成鲜明对比的是日本概念车。日本作为世界产量第二的汽车大国，其概念车务实多与想象，技术胜于艺术，更关注解决技术问题，可以说这是日本概念车的设计前提，每一种车型都是为解决一种技术问题而开发的。而日本车造型保持小巧、简洁、经济的风格特征以及和谐的人机关系处理均体现出了日本人作为东方人思维的细腻和折衷解决问题的处事方法。 美国把设计看作商业行动中的一个重要环节，日本把设计看作加速产品淘汰的一个工具，德国把设计看作社会文化的基础，而法国则把设计看作设计师表现的舞台。所以从各个国家的概念车设计风格的不同，我们可以看出不同国度的不同设计理念、以及其不同的设计文化背景。四、结束语 未来汽车设计的发展必然随着汽车技术的进步而日新月异，众多设计师的艺术风格也会更广泛更强烈地体现在汽车设计之中，而给予人们更加广泛的选择。高科技下，个性鲜明、更加人性化的汽车将是21世纪汽车产业发展的必然，因为它符合人类对文化、个性的追求和需要。因此，加大对概念汽车的设计的重视和投入，将对我国汽车产业的发展起到极大的推进作用。
能源与环境科技论文范文
1前言 石油和天然气两种处于自然状态的烃类化合物能源具有不可再生性，随着化石燃料耗量的日益增加，终将要枯竭，这就迫切需要寻找一种不依赖化石燃料、储量丰富的新的能源。氢能 就是这种能源，且氢能的研究同时还迎合了工业化国家日趋严格的环保政策，因而各国对氢能的研究变的日益活跃起来。 氢原子序数为1，常温常压呈气态，超低温、高压下又可成为液态。作为能源， 氢有以下特点： 1）氢是构成了宇宙质量的75％，存储量大。 2）氢的发热值高，是汽油发热值的3倍。 3）氢燃烧性好，点燃快，3％－％范围内均可燃。 4）氢循环使用性好，燃烧反应生成的水可用来制备氢，循环使用。 5）氢利用形式多，可以产生热能、可用于燃料电池，或转换成固态氢作结构材料。 美国著名石油专家埃克诺米迪斯博士预测：主宰未来世界的能源将是氢能。 2氢能的主要应用领域 2.1二航天 早在M战期间，氢即用作A－2火箭液体推进剂。10年美国”阿波罗”登月飞船使用的起飞火箭也是用液氢作燃料。 目前科学家们正研究一种”固态氢”宇宙飞船。固态氢既作为飞船的结构材料，又作为飞船的动力燃料，在飞行期间，飞船上所有的非重要零部件都可作为能源消耗掉，飞船就能飞行更长的时间。 2.2交通 在超声速飞机和远程洲际客机上以氢作动力燃料的研究已进行多年，目前已进人样机和试飞阶段。据欧洲空客公司预测，到2004年，欧洲生产的飞机将部分用液氢为燃料。德国戴姆勒一奔驰航空航天公司以及俄罗斯航天公司从1996年开始试验，其进展证实，在配备有双发动机的喷气机中使用液态氢，其安全性有足够保证。 美、德、法等国用氢化金属贮氢，而日本则用液氢作燃料组装的燃料电池示范汽车，已进行了上百万公里的道路运行试验，其经济性、适应性和安全性均较好。美国和加拿大从加拿大西部到东部的大铁路上用液氢和液氧为燃料的机车。 2.3：民用 除了在汽车行业外，燃料电池发电系统在民用方面的应用也很广泛。氢能发电、氢介质储能与输送，以及氢能空调、氢能冰箱等，有的已经实现，有的正在开发，有的尚在探索中。燃料电池发电系统的开发目前也开发的如火如茶：以PEMFC为能量转换装置的小型电站系统和以SOFC为主的大型电站等均在开发中。 2.4：其它 以氢能为原料的燃料电池系统除了在汽车、民用发电等方面的应用外，在军事方面的应用也显得尤为重要，德国、美国均已开发出了以PEMFC为动力系统的核潜艇，该类型潜艇具有续航能力强，隐蔽性好，无噪声等优点，受到各国的青睐。 3 氢能应用的主要问题 3.1：氢气制备 氢气能否广泛使用，制氢工艺是基础，目前主要的制氢工艺主要包括： 1）用矿物燃料、核能、太阳能、水能、风能及潮汐能等方式电解水制备氢气是目前的主要研究方向，其中以利用太阳能制氢的研究最多也最有前途； 2）热化学循环分解水制氢方法是在水反应系统中加人中间物，经历不同的反应阶段，最终将水分解为氢和氧，且中间物不消耗； 3）光化学制氢是在有光照催化剂作用下，促使水解制得氢气； 4）矿物燃料制氢是利用化学方法将矿物中的氢元素提取出来的方法，如煤的焦化、煤的气化等； 5）生物质制氢是在将生物体中的氢元素通过裂解或者气化的方法提取出来的方法； 6）各种化工过程副产品氢气的回收，如氯碱工业、冶金工业等。水电解制氢、生物质制氢等制氢方法，现已形成规模，其中，低价电解水制氢方法在今后仍将是氢能规模制备的主要方法，目前应用中尚需要降低电耗。 3.2：氢气一运输 工业实际应用中大致有五种贮氢方法，即： (1)常压贮存，如湿式气柜、地下储仓； （2）高压容器，如钢制压力容器和钢瓶； （3）液氢贮存：用液氢贮存，就必须先制备液氢，生产液氢一般可用三种液化循环，其中带膨胀机的循环效率最高，在大型氢液化装置上被广泛用；节流循环，效率不高，但流程简单，运行可靠，所以在小型氢液化装置中应用较多。氦制冷氢液化循环消除了高压氢的危险，运转安全可靠，但氦制冷系统设备复杂，故在氢液化中应用不多。 （4）金属氢化物：当用贮氢合金制成的容器冷却和压人氢时，氢即被储存；加热这一贮存系统或降低其内部压力，氢就会释放出来。 目前金属氢化物合金体系主要有：l）LaNi5系合金；2）MnNi5系合金等；3）TiMn系合金；4）TiMn系合金（ABZ）；5）镁系合金；6）纳米碳等。 （5）除管道输送外，高压容器和液氢槽车也是目前工业上常规应用的氢气输送方法。 3.3金属氢化物贮氢装置的开发 在氢的制备和贮存、输送问题解决后，下一步的研究就是氢化物贮氢装置的开发，目前主要包括以下两类： 3.3.l固定式贮氢装置 固定式贮氢器其服务场合多种多样，容量则以大中型为主。美国开发的以TiFe0.9Mn0.1合金为基体中型固定式贮氢器；日本则用MmNi4.5Mn0.5贮氢合金开发了叠式固定装置；德国用TiMn2型多元合金开发的贮罐是由32个独立贮罐并联而成，容量为目前世界上最大的；我国浙江大学分别用（MmCaCu）（NiA1）5增压型贮氢合金、MINi4. 5 Mn0. 5合金分别开发了两种固定式装置。 3.3.2移动式贮氢装置 移动式贮氢器除了携带运输氢气外，还可用于燃料电池氢燃料的存储。作为移动式装置要兼顾贮存与输送，因此要求重量轻、贮氢量大等问题。其中金属氢化物贮氢器不需附加设备（如裂解及净化系统），安全性高，适于车船方面应用；用常温型合金，质量贮能密度与 15 M Pa高压钢瓶基本相同，但体积可小得多。如德国海军的混合推进系统在潜艇，氧以液氧形式贮存，氢则以TIFe合金贮存。 3.4目前工作的方向 在PEMFC已有技术基础上，除继续加强大功率PEMFC的关键技术研究外，还应注意PEMFC系统工程关键技术开发和系统技术集成，这是PEMFC发电系统走向实用化过程的关键。 在航空领域则要是解决氢能的贮存和生产成本问题，目前的一个研究趋势是开始将传统的机翼设计成为可以容纳更多液态氢的新型构造。 在汽车领域的问题主要是存在贮氢密度小和成本高两大障碍：以储氢合金贮氢为动力的汽车连续行驶的路程受限制，而以液氢为动力的主要是由于液氢供应系统费用过高而受到限制。 氢在航天动力方面已广泛应用，例如大容量镍氢电池等，但氢能的大规模的应用还有待解决以下关键问题：l）廉价的制氢技术；2）安全可靠的贮氢和输氢方法。 4 未来氢能经济社会的特色 随着科学技术的进步和氢能系统技术的全面进展，氢能应用范围必将不断扩大，氢能将深人到人类活动的各个方面，因而我们可以勾勒出未来氢能经济社会的一副大致图画： l）、化石能源（石油、煤炭、天然气）封存，留作化工原料； 2）、建立居家小型电站，取消远距离高压输电，通过管道网，送氢气至千家万户。 3）、各种类型空气一氢燃料电池成为普遍用的发电工具。 4）、取缔内燃机动力，汽车、火车、飞机改用燃料电池，消灭了一切能源污染隐患和内燃机车噪音源。 5）、每个城市和家庭有能源供应和回收的完善循环系统。 6）取消火力发电，核电站、水利发电站、风力发电站、潮汐发电完成正常的电力供应后，剩余电力用于电解水制氢，作为储备能源。 5 我国发展氢能的对策 氢能的研究和应用是历史不可逆转的潮流，各国目前均对此展开了大量的研究，我国在这方面也投入了不少的人力、物力、财力，并取得了一定的成果，但我们也应该看到目前我们与工业化国家的差距，根据我国的国情制定相应的氢能发展战略，个人认为应包括以下的几点： (1)电解水制氢是获取氢源的重要途径，目前因耗电量大、电价高导至氢气成本高，推广使用受到限制，开发新型电解水制氢工艺，降低能耗也是一个重要的议题。 (2)各种新的制氢方法如从HZS制氢、从生物质制氢及用热化学法水分解制氢以及化工产品中副产品氢气的回收等应予以重视； (3)储氢材料的研究国内进行了较多的研究，但是目前很少有实用化的报道，因而开展科技成果的转化以及新型储氢和输氢装置的研究也尤为重要； (4)氢能未来应用的主要领域还是在燃料电池方面，我国开展这方面的研究也已经有一定基础，但主要是集中在研究燃料电池组件方面，对于系统集成等研究报道不多，同时由于资金和技术方面等因素，目前与国外还是有较大的差距，因而应加大投资力度，迎头赶上。 (5)氢能开发最有前景的方式是与太阳能结合，因而对于太阳能电池系统及材料的研究也应当引起足够的重视。 6结语 就环境保护和市场需求而言，洁净和成本是两个关键参数，光有洁净而成本过高就没有市场，因而目前降低氢能的利用成本成为当务之急，各工业化国家对这方面的研究都十分重视，其中美国决定今后五年为开发氢能拨款 17亿美元，力争到 2040年以前使每天的石油消耗量减少 1100万桶。世界上40家重要的汽车厂商中，已有25家决定考虑用氢能，以适应日益严格的环保政策。因而虽然目前困难重重，但在不久的将来我们可以预见氢能的利用一定能够走进我们生活的方方面面。
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能源开发利用会对环境产生不同程度的不利影响。下面我给大家分享一些能源与环境科技论文范文，大家快来跟我一起欣赏吧。
能源与环境科技论文范文篇一
能源问题\环境污染与?节能减排?
摘要:本文就能源危机和环境污染现状做了阐述,并就如何尽快的转变生产方式、生活和消费方式,如何让节能减排成为全社会的自觉行动作了总结。
Abstract: This paper energy crisis and environmental pollution are described in detail on how the changes as soon as possible modes of production, living and consumption patterns, how to make energy conservation a conscious action of society as a whole are summarized.
关键词:能源危机 环境污染 节能减排
Key words: energy crisis environmental pollution energy conservation
一、能源概述及能源问题
能源 凡是能够提供某种形式能量的物质或是物质的运动,统称为能源。人们在日常生产和生活中,需要各种形式的能量,例如,在高炉中熔化铁矿石需要热能,开动机器需要机械能,使用电器需要电能等等,总之,人类的生产和生活与能源息息相关。
世界能源问题 从长远和全球的观点来看,所谓?能源问题?,就是化石能源短缺或接近枯竭的问题,确切地说就是?石油问题?。 什么是?石油问题? 若突然截断石油来源,很多国家的经济将处于瘫痪状态。没有人比日本人更能理解什么是?石油问题?和石油究竟意味着什么,因为其99%的石油消费都依赖进口,而几乎所有的工业产品甚至日用品都与石油密切相关。
能源危机对中国的冲击?中国能源问题,已经到了牵一发而动全身,不改革没有出路,很难委曲求全的时候了。?
20世纪90年代初期,我国的能源尚可自给自足,因为我国有自己的煤,自己的油田,丰富的水能以及生物能源(主要是沼气)。目前比较普遍的看法是,油价上涨也并不会影响中国经济的总体平稳增长。然而, 若无远虑,必有后患。 目前我国的单位GDP能耗高出世界平均水平70%, 单位建筑面积暖能耗比发达国家高出2至3倍,石油对外依存度接近50%,石油进口量仅次于美国。根据国研中心的研究报告,到2020年,中国的石油需求量的下限为4.5亿吨,上限为6.1亿吨,而预计届时国内的产量只有1.8亿到2亿吨,这就意味着中国石油对海外的依存度至少将达到55%以上,与目前美国58%的对外依存度大体相当。显然中国的能源和部分矿产对外依存度很高,已经严重约束中国经济可持续发展。
二、环境污染
环境污染是指人类向环境中排放废弃物的数量超过了环境的自净能力而引发的环境问题。例如,工业?三废?不加处理排放到大气、江河、湖海和土壤中,造成大气污染、水污染、土壤污染;人们生产和生活产生的大量垃圾,造成固体废弃物污染;交通、工厂等造成的噪声污染;放射性泄露产生的放射性污染等等。
中国环境污染问题 城市是人类对环境影响最深刻、最集中的地方,也是环境污染最严重的地方。世界上10个污染最严重的城市中,中国占了5个。为此付出的代价是:据我国专家偏保守的估计,每年由于环境污染和生态破坏所造成的经济损失高达2000亿元。据流行病学调查,我国空气污染导致呼吸系统疾病发病率的归因百分比为30%以上。
噪声和固体废物污染有待解决。全国的城市道路交通噪声声级基本在70――76分贝之间;据40多个城市监测,92.8%的城市交通噪声平均声级超过70分贝的极限值;多数城市环境噪声污染状况也呈逐渐恶化趋势,全国2/3城市居民在噪声超标环境下工作和生活。我国工业固体废物的产生量和堆存量以平均每年2000万吨的速度增长。1992年工业固体废物产生量达到6.2亿吨,堆存量达到59.2亿吨,占地5.5万公顷。城市垃圾以每年10%的速度增加,1992年达到8262万吨,造成垃圾包围城市的严重局面。固体废物中含有各种有毒有害物质,扬尘污染大气,渗滤液污染地表水和地下水,堆存物污染农田,造成土壤质量下降,并成为重大的环境隐患。
三、中国应对能源问题和环境污染的措施――节能减排
与国际经济接轨,中国面临巨大压力。中国经济的高速发展取得了令世界瞩目的成就,但同时也令人担忧――发展中消耗了太多的能源和原材料。 比如,中国创造1万美元价值所需的原料,是日本的7倍,是美国的近6倍,或许更令人尴尬的结果是,比印度还多3倍。这种增长基本上是靠外延扩大再生产,靠拼、拼能源取得的。这种以高物耗、高能耗、粗放经营为特征的传统发展模式,如不彻底改变,既难以持久,也无法同他国竞争。面对越来越严峻的能源问题和环境污染,我们必须要有措施和对策。
第一、开源。我们的煤炭储量很丰富,但要提高其开发利用的技术,提高能源利用效(中国每吨标准煤的产出效率仅相当于美国的28.6%,日本的10.3%),这些更不能再廉价出卖,因为它是非可再生,储量也是有限的;大力发展水电和生物能等可再生的能源,我国水能蕴藏量达6.8亿千瓦,居世界第一,但绝大部分还未开发利用,生物能的利用率还很低,中国农村的麦杆等农业副产品基本上是放火烧掉了,这样既浪费能源又污染环境;大力开发利用太阳能,它是一种洁净的可再生能源,对太阳能的开发利用将可能是摆脱能源危机的最终出路。
第二、节能减排,实施清洁生产和提倡文明消费
我国作为一个发展中的国家,不能盲目地跟随西方工业化国家利用化石能源发展工业,不能盲目地加速地增加私家汽车?,否则,中国必将提前遭受能源危机的冲击!只有实施清洁生产和大力提倡文明消费,走可持续发展的道路才是我们必然的选择。
公众既是消费者,又是生产者,也是环境的管理者。实现可持续发展的目标,意味着一场深刻的变革,是人们世界观、价值观和道德观的变革,是人们行为方式的变革,公众是否愿意接受并积极参与,是实施这些变革的必要条件。如果13亿中国人每人少用一双一次性木筷,一张白纸,一张贺年卡,全国加起来将是多么巨大的数字,相当于保护多大的一片森林!如果全国照明灯具全部改换成节能灯,那么全国一年可节电约600亿度,而要生产这么多电,则需要300亿公斤煤炭。推进节能减排,仅有的积极推动和引导,广大企业的落实是不够的,还需要社会各界,特别是全体城乡居民的支持和参与!
让我们每一个公民行动起来,从我做起、从点滴着手、从现在做起、从身边做起,为实现国家的节能减排目标作出自己的贡献,共同创造更加节约、更加洁净、更加文明的可持续发展的美好生活。
能源与环境科技论文范文篇二
能源开发利用与环境污染问题的分析研究
[摘要]能源开发利用会对环境产生不同程度的不利影响。我国能源环境问题法律规制的现状与缺陷，我国能源环境问题已成为亟待解决的现实和战略问题。通过分析目前我国能源开发利用中的环境问题的法律规制的现状，指出其缺陷，并提出了一系列的完善措施。
[关键词]能源 环境问题 法律规制 环境污染
[中图分类号] X502 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2014)-3-211-2
随着我国全面建设小康社会步伐的加快，对能源生产和能源消费会有更高的要求，能源需求的持续快速增长必将使我国的环境保护面临更加沉重的压力。由能源开发利用导致的能源环境问题既是我国当前面临的现实问题，也是影响我国长远发展的战略问题，是我国实现可持续发展的基础和重要保障之一。法律作为现代社会权威、有效的社会调整方式，在此问题的解决上理应发挥重要作用。
1能源开发利用对环境的不利影响
(1)石油和天然气勘探开与利用对环境的不利影响。油田勘探开过程中的井喷事故、油废水、钻井废水、洗井废水、出水回注的污水排放;气田开过程中产生的地层水，含有硫、卤素以及锂、钾、溴、铯等元素，其主要危害是使土壤盐渍化;油气田开过程中的硫化氢排放;炼油废水、废气(含二氧化硫、硫化氢、氮氧化物、烃类、一氧化碳和颗粒物)、废渣(催化剂、吸附剂反应后产物)排放;海上油影响海洋生态系统，石油因井喷、漏油、海上油平台倾覆、油轮事故等原因泄入海洋，对海洋生态系统产生严重影响;在交通运输业，机动车尾气等造成大气污染，排放一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化物、铅等污染物等。
(2)煤炭的开发利用对环境的不利影响。煤炭在开过程中会造成矿山生态环境的破坏，对生物栖息环境造成影响，此外还产生地表的破坏，引起岩层的移动、矿井酸性排水、煤矸石堆积、煤层甲烷排放等。煤炭燃烧过程中产生大量二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、烟尘和汞等污染物，是造成大气污染和酸雨的主要原因，煤炭燃烧同时也排放温室气体，造成全球性环境问题。
(3)水电开发对环境的不利影响。水电是一种相对清洁的能源，但其对生态环境和水环境仍有多方面的不利影响。主要表现在：截流造成污染物质扩散能力减弱，水体自净能力受影响;淹没土地、地面设施和古迹，影响自然景观;泥沙淤积会使上游河道截面缩小，河床抬高，下游河岸被冲刷，引起河道变化;改变地下水的流量和方向，使下游地下水位升高，造成土壤盐碱化，甚至形成沼泽，导致环境卫生条件恶化而引起疾病流行;建设过程挖石料和填土，破坏自然环境。
(4)核能开发利用对环境的影响。核能对环境的影响主要来自两个阶段：核燃料生产和辐射后燃料的处理。由于人类无论何时何地都处于各种来源的天然放射性辐射之中，通常燃料生产过程的放射性污染较轻，一般不构成严重危害。
(5)可再生能源开发利用对环境影响的不利影响。可再生能源开发利用整体上较传统化石能源来说，更加清洁安全，但是开发利用可再生能源仍然会带来一些环境问题。
2我国能源环境问题法律规制的现状与缺陷
为了有效地控制能源活动对环境的不利影响，解决能源环境问题，我国制定了一系列的法律、法规来加强对能源活动的管理。
2.1能源开发利用中的环境问题的一般法律规制现状及其缺陷。
(1)法律规制的现状。环境立法。通过相关环境立法，我国已形成了一个比较完善的能源环境的基本法律制度体系。电力立法。电力是由一次能源转化来的优质二次能源，是当今世界上应用最广泛的一种能源。电力行业是环境污染的重要产生源泉，作为规范电力建设、生产、供应和使用活动的电力立法，其中也必然涉及环境保护的规定。
(2)法律规制的缺陷。一些实践中与能源行业密切相关的行之有效的管理手段如总量控制、排污权交易、生态补偿等还有待进一步法制化，为其施行提供更多的法律支撑。我国在能源立法的问题能源环境问题的法律规制上还做的远远不够，其根源在于我国能源立法的极度弱化。仅仅依靠环境立法中的一些普适性规定是远远不够的。
2.2石油天然气开发利用中的环境问题法律规制现状及其缺陷
(1)法律规制的现状。目前我国没有专门的石油天然气法，也没有系统规范石油天然气开发利用的环境保护的专门法规，相关规定散见于其他相关法律法规中。
(2)法律规制的缺陷。其缺陷主要包括：立法不健全，空白较多;现行规定过时，亟待修改;多头管理，执法不力。
2.3煤炭开发利用中的环境问题的法律规制现状及其缺陷
(1)法律规制的现状。我国《煤炭法》第十一条确立了?开发利用煤炭，应当遵守有关环境保护的法律、法规，防治污染和其他公害，保护生态环境?的基本原则。目前煤炭开发利用中的环境保护并没有专门的法律法规予以规范，有关立法散见于相关法律法规及规范性文件中。
(2)法律规制的缺陷。以上法律规定对减少煤炭勘探开对生态环境的破坏、降低燃煤污染尤其是二氧化硫污染起到了重要作用，但在体系上与具体制度上还存在着很多缺陷。
2.4水电开发中的环境问题法律规制现状及其缺陷
(1)法律规制的现状。水电开发对保证能源供应、改善能源结构、减少污染都起到了十分重要的作用。水电开发与环境保护的对立与协调成为非常具有争议性的问题。水电是利用水能进行发电，因而属于可再生能源。
(2)法律规制的缺陷。我国针对水电开发环境保护的立法还处于严重缺位的状态。就最为关键和重要的管理制度――环境影响评价制度而言，现行的立法技术性规范居多，缺乏明确的监管、程序、责任追究等规定，导致该制度的执行在实践中遇到很大的困难。
2.5核能开发利用中的环境问题法律规制现状及其缺陷
(1)法律规制的现状。核能开发利用中的环境保护主要是放射性物质环境污染的防治问题。 (2)法律规制的缺陷。期主要问题是：立法空白;现行立法文件的问题。
2.6可再生能源开发利用中的环境问题法律规制现状及其缺陷
(1)法律规制的现状。可再生能源相对传统化石能源来说属于清洁能源，但是其开发利用仍可能会带来一些环境问题。
(2)法律规制的缺陷。加强开发利用的管制仍然很有必要。根据前面对法律规制的现状分析，我国目前在这一领域的主要问题就是立法空白较多，生物能、海洋能、地热能等新能源开发都缺乏必要的专门规定，有可能导致开发的混乱和无序，污染和破坏环境。
3我国能源环境问题法律规制的完善
3.1完善相关环境及能源立法，加强能源环境问题的一般法律规制
(1)完善有关环境立法。我国有环境保护基本法《中华人民共和国环境保***》在法规体系建设上，应制定国家环境保护的基本法―《国家环境政策法》，并通过制定生态保***律法规及完善现有污染防治法律法规，构建比较完善的生态保护与污染防治并重的法律框架。
(2)完善有关能源立法。能源是环境问题中最难解决的问题，而环境则是能源问题中最难解决的问题，只有实现能源法与环境法更紧密的结合，才能有效解决能源环境问题。因此，未来我国应对其予以足够的重视，加强完善相关立法。
3.2完善石油天然气开发利用中环境问题的法律规制
加强石油天然气的开发利用对我国能源安全具有决定性的战略意义，相应地我们也应更加关注其开发利用中的环境保护问题，完善立法，提高执法水平。
3.3完善煤炭开发利用中环境问题的法律规制
煤炭在我国能源结构中占有主体地位，随着我国经济社会的快速发展，能源需求急速增长，煤炭高强度开发，煤炭开过程中的环境破坏日益严重，燃煤排放的二氧化硫等污染物大幅增加，已经成为我国环境问题的重中之重。
3.4完善水电开发中环境问题的法律规制
从世界范围看，促进水电发展都是能源发展战略的重要一部分。在我国的现实国情下，水电建设仍是我国国民经济的重要基础事业，对社会经济发展起到重大支撑作用。在水电开发中切实保护生态环境，通过生态环境保护促进水电建设的健康发展，特别是以科学的发展观为指导，建立与生态环境友好的水电工程建设体系，是实现水电开发与生态环境保护协调发展的正确途径。
3.5完善核能开发利用中环境问题的法律规制
积极推进核能开发利用，是我国重要的能源战略，而?安全第一、质量第一?一直是我国核工业发展的指导方针。
3.6完善可再生能源开发利用中环境问题的法律规制
为了避免无序发展，破坏环境，立法应当具有一定超前性，未雨绸缪，对开发利用的环境保护问题予以一定规制。未来我国可以考虑从以下几个方面逐步予以完善：利用可再生能源发展基金推动开发利用可再生能源环境友好技术的发展;适当的时候由院出台或者国家发改委、国土部、水利部、农业部、海洋局、环保部等联合出台《可再生开发利用环境保护管理条例(办法)》，就该问题作系统规定;制定可再生能源开发利用环境影响评价的相关标准、导则，完善环评制度;地热能开发利用及潮汐电站建设运行对环境的不利影响较大，未来应重点加强这方面的研究，适时出台相关的环境保护管理规定;利用政策引导、资金、技术支持等手段推动农村新能源的发展，减少高污染、低效率的秸秆、薪柴等的直接燃烧利用。
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一、我国面临的挑战和机遇
1、交通能源与环境问题是21世纪全球面临的重大挑战，对我国尤为严峻
目前世界汽车保有量约8亿辆，预计到2020年全球汽车保有量将达到12亿辆，主要增量来自发展中国家。国际能源机构（IEA）的统计数据表明，2001年全球57%的石油消费在交通领域（其中美国达到67%）。预计到2020年交通用油占全球石油总消耗的62%以上。美国能源部预测，2020年以后，全球石油需求与常规石油供给之间将出现净缺口，2050年的供需缺口几乎相当于2000年世界石油总产量的两倍。与此同时，交通能源消耗也是造成局部环境污染和全球温室气体排放的主要来源之一。为此，全球已达成共识：交通能源转型势在必行。
近年来，我国汽车业迅猛发展。2005年，我国汽车产、销量均超过570万辆，分别居世界第三位和第二位，自主品牌轿车和汽车出口均出现大幅增长。预计2020年前我国将成为世界上最大的汽车制造国和主要的汽车出口国之一。我国目前的汽车人均保有量还很低，2003年每千人汽车保有量仅为美国的2.5%（19辆），大约相当于美国90年前的水平，是世界上汽车市场潜力最大的国家，预计2020年汽车保有量将达到1.3～1.5亿辆。但是，当我国刚刚到达汽车社会门槛，车用石油消费在石油总消费中的比例（1/3以下）还大大低于世界平均水平时（1/2以上），我们已经感受到了石油供应的日益紧张。同时，车用石油消耗所产生的空气污染和CO2排放也正在变成愈来愈严重的问题，我国已经成为世界上第二大CO2排放国，由此产生的国际政治和经济争端将会愈演愈烈。这充分表明，我国所面临的石油安全与交通能源问题将来势更猛、影响更大、挑战更加严峻。按传统交通能源动力系统发展下去，不可持续，实现我国交通能源动力系统转型是大势所趋。
2、未来20年是我国交通能源动力系统转型的战略机遇期
历史上，交通能源动力系统变革一直处于技术革命和经济转型的核心位置。十九世纪，煤和蒸汽机火车引发了欧洲的工业革命，开创了人类的工业经济和工业文明；二十世纪，石油和内燃机汽车促成了美国的经济腾飞，把人类带入了基于石油的经济体系与物质繁荣，也带来了能源环境的巨大挑战。进入二十一世纪，以替代燃料和混合动力为代表的各种新型汽车能源动力技术迅猛发展，相互竞争，引发了一场新的技术变革，预示着人类将要进入后石油时代过渡期和能源动力技术创新突破的机遇期。
这场能源动力系统变革的主要趋势是汽车能源多元化、汽车动力电气化和汽车排放洁净化：基于可再生能源的生物燃料对于各种车辆具有良好的适用性，成为各国共同推广的新型燃料；混合动力作为新型汽车能源动力技术共性平台，继承了先进内燃机技术，结合高效洁净的电力驱动方式，既充分利用现有燃料基础设施，又能包容各种新型燃料，现已成为新型动力汽车产业化的里程碑；燃料电池作为一种新兴能量转换装置，尽管目前还存在很多需要克服的技术障碍，但其作为新一代汽车能源动力系统的远期解决方案仍然被全球所看好。
汽车能源动力技术的变革是一个比较漫长的过程。混合动力有望在近中期逐步普及；燃料电池汽车的规模商业化大约在2020年以后。面向中长期的汽车技术发展，我国汽车所处的这一技术变革时期为我国交通能源动力系统变革提供了历史机遇。
机遇之一：中国的和能源状况适合发展新能源交通动力系统。中国缺油、少气、多煤，这一结构特点给交通能源可持续发展带来了严峻的挑战。基于各种特点的多种替代燃料可以充分发挥我国地域辽阔和多样性的优势，因地制宜发展基于煤炭的燃料工业、基于生物质的农业能源和基于天然气的各种气体燃料技术，从而实现交通能源来源的多样化。同时，从我国城乡布局看，城市模式以大城市群为主要特点，汽车燃料基础设施比较集中，有利于燃料清洁化管理和监督。我国广大农村，随地区不同，其一次能源特点也不同，这比较适合发展一次能源来源多元化、燃料制取和消费当地化的燃料供应体系。
机遇之二：我国具有实现交通能源动力系统变革的后发优势。从我国汽车发展阶段看，具有后发优势。尽管发达国家均大力推动各种代用燃料汽车的应用和向氢能燃料电池汽车动力系统的转型，但是其传统汽车产业庞大，石油基础设施完善，消费习惯难以转变，实施转型社会成本高昂，转型难度很大。而我国汽车工业刚刚发展起来，汽车普及率低，因而在汽车动力系统发展战略选择上，有更大的自由度。相对常规汽车而言，我国在新能源汽车研发和产业化方面具有比较优势。如果政策得当，可以在世界上率先实现转型。
机遇之三：实施汽车动力系统变革，是多年来我国发展清洁汽车和电动汽车成功实践的战略总结和发展的必然要求。基于对我国能源安全、环境保护和实现我国汽车工业跨越发展的战略考虑，“九五”期间，科技部会同有关部委组织实施了“清洁汽车行动”，取得了重大阶段性成果。目前，全国已有燃气汽车22万辆，加气站700余座，年替代石油150万吨。而且天然气汽车呈现快速增长势头，预计今后几年将进入大规模推广应用阶段。“十五”期间，科技部组织实施了“电动汽车重大科技专项”，国家投入8.8亿元，是最大的科技专项之一。全国200余家单位、2000多名骨干科技人员直接参与实施，初步形成了官、产、学、研合作机制。目前，小型纯电动车辆已经开始小规模产业化，混合动力汽车已有多个车型通过国家认证成为产品，燃料电池汽车已进入示范考核运行阶段。自主开发的燃料电池、动力蓄电池、驱动电机和电子控制系统具备批量化生产能力。这为我国汽车动力转型战略的实施，奠定了坚实的技术、人才和实践基础。
二、我国交通能源动力系统发展的战略选择
基于我国汽车能源动力系统面临的挑战与机遇，我国汽车能源动力系统发展目标应当是立足转型、尽快转型。但是，新型汽车能源动力系统与现有汽车能源动力系统存在着千丝万缕的联系。同时，我国当前汽车产业发展和节能环保问题还要靠现有汽车能源动力技术解决。为此，应当选择一种“过渡”和“转型”并行互动、协调发展的战略。一方面，发展节能汽车解决紧迫的能源安全问题，另一方面，开展新能源汽车研究，瞄准未来汽车竞争制高点和实现汽车能源动力系统的可持续发展。
1、节能汽车
优化现有以石油和内燃机为基础的车用能源动力系统，发展节能汽车，重点发展直喷式内燃机及其混合动力系统。利用现有液体燃料基础设施，实施汽柴油清洁化战略，逐步与国际燃油规范接轨；大力发展各种合成燃料，尤其是符合中国国情的煤基合成燃料，并与汽柴油混合，形成新型清洁燃料。
2000年以来，我国汽车（包括农用汽车）汽柴油年消费约占全国汽柴油消费总量的一半，石油消费的1/3左右。这一数据说明三个问题：1）车用汽柴油消费总量与石油消费总量同步快速增长。考虑到汽车市场的持续升温，石油安全风险很大。2）与国际平均水平相比，我国汽柴油消费占石油总消费的比例较低。通过石油消费结构调整优化，可实施汽车燃料的间接替代。主要是通过置换方式将替代难度较小的工业燃料等用非石油产品先行替代，将其原先使用的石油燃料用于汽车。则在相同石油消费总量下，车用燃料消费总量大约具有20％以上的上升空间。3）我国目前车用燃油消费总量与汽车保有量之比偏高，也即汽车油耗量偏大，节能的潜力巨大。2002年，我国计入农用车和摩托车后的等效平均单车年耗油量约为1.5吨，接近美国2000年的平均单车年耗油量，而大大高于2000年的法国(1.2吨)和日本（1吨）。平均单车年耗油量取决于车辆技术、车型结构和行驶里程以及运行工况等因素,中长期均有较大的改善潜力。根据国家中长期科技规划能源领域战略研究结果，建议2020年我国汽车节能目标为：在汽车保有量调节在1.5亿辆以内的前提下，平均单车年油耗量控制在1吨左右。与目前相比，节约1/3左右，节油潜力7000万吨左右。汽车燃油消耗总量控制在1.5～2亿吨。为了达到这一目标，关键的节能汽车能源动力技术如下：
（1）高效柴油发动机技术
轿车柴油机节能效果与汽油混合动力不相上下。据院发展研究中心分析预测，如果2020年我国柴油轿车发展到乘用车的20％，则当年可节约燃料1880万吨。为此应当在我国发展先进的柴油轿车，但是必须解决好排放控制关键技术问题。主要包括：柴油机电控技术，排气后处理技术和清洁柴油与代用柴油技术；柴油机电控高压燃油喷射系统和智能化发动机电子管理系统，是绿色高效柴油机核心关键技术，应当大力发展；柴油机排放控制可取如下应对策略：EGR（废气再循环）技术成熟，效果显著，应尽快推广使用；DPF（微粒捕捉器）技术2010年前将会在欧洲柴油轿车普及，我国需加快应用速度；NOx（氮氧化物）催化转换器技术路线需要慎重选择，SCR在商用车中的应用应当引起重视；发展合成柴油和生物柴油对解决柴油的数量和质量都具有重大意义，要大力发展代用柴油技术，力争在2020年，将生产能力提高到1000万吨以上。根据2002年统计，我国农用车所消耗的柴油总量与常规柴油车的柴油消耗总量不相上下。开发节能、经济的新型农用车并逐步用农业能源作为燃料对于汽车节能和发展农村经济具有重大战略意义。
（2）节能汽油发动机技术
当前，我国的轿车基本上是汽油轿车，目前用的轿车汽油发动机还有20％以上的节能潜力。汽油发动机节能技术的发展呈如下趋势：缸内直喷技术、电增压、电动气门、可变压缩比、停缸控制技术等将在今后五年规模产业化。世界各国正在对直喷汽油发动机技术开展深入研究。以日本为代表的非均质直喷技术面临燃烧稳定性和后处理等问题，以欧洲为代表的均质直喷技术正在兴起。电动气门与无凸轮发动机技术也在突破之中。电动气门具有与电控喷射同等重要的意义，它将给发动机空气系统控制和循环过程管理带来一系列节能技术变革，如取消节气门，可变压缩比、部分停缸等。目前我国轿车主要集中在大城市。在中小城市和农村，摩托车和三轮摩托车是主要个人交通工具，保有量已达1.2亿辆以上，其节能环保水平急待提高，其升级换代趋势值得关注。有针对性的开发具有中国特色的超微型节能汽油车具有重要的节能意义和市场前景。
（3）先进的混合内燃机技术
先进内燃机的发展呈现多重混合化趋势。
燃料供应的混合：常规汽柴油与代用燃料混合。以常规汽柴油为主，将各种代用燃料，包括醇醚燃料与汽柴油掺混并进行适当设计将会成为主流燃料技术。
燃烧方式的混合：汽油机均质充气与柴油机压燃点燃混合。以燃料混合技术和控制技术为基础，综合汽油机和柴油机两种燃烧方式优点的均质压燃HCCI内燃机技术正在兴起。
输出功率的混合：内燃机与电机功率的混合。新型集成化大功率启动电机/发电机一体化装置ISG与新型电源系统技术既是内燃机电控技术的扩展和深化，也是复杂混合动力传动系统的基础模块技术。内燃机的混合化是联结现有汽车节能环保技术与新能源汽车技术之间的桥梁。
2、新能源汽车
开发新一代车用能源动力系统，发展新能源汽车。重点发展各种液体代用燃料发动机及其混合动力汽车，逐步过渡到用生物燃料的混合动力和可充电的混合动力；进一步发展以天然气为主体的气体燃料基础设施，分步建设长期可持续利用的气体燃料供应网络；以天然气发动机为基础，发展各种燃气动力，尤其是天然气/氢气内燃机及其混合动力；发展新一代燃料电池发动机及其混合动力，到2020年，达到规模商业化水平；大力推进动力电池的技术进步，发展适合中国国情的纯电动车尤其是微型纯电动车。以城市公交车辆为重点，以点带面，稳步推进新能源汽车的示范与商业化。
（1）车用能源转型的方向和重点
车用能源转型的方向将从石油、天然气/煤层气、煤基燃料向生物质燃料和化石能、核能及可再生能源制氢和发电过渡。从来源看，中长期车用石油替代燃料的主体将来自三方面：煤基燃料、生物燃料、天然气燃料。到2020年，总量将可达到3000万吨以上，占车用燃料总消费的15％～20％，与欧盟的预期目标基本相同。从车辆应用角度看，车用代用燃料主要有三类：含氧燃料（醇/醚/酯）、合成油（BTL/CTL/GTL）、气体燃料（甲烷气/合成气/氢气）。含氧燃料技术成熟，是近期推广应用的重点，一般以掺混使用为宜。合成油与现有车辆技术体系和基础设施完全兼容，而且是一种优质的环保燃料。其技术也还有较大的改进余地。从中长期看，将成为一种主体代用燃料。气体燃料中，甲烷气是近中期的重点，以天然气为例， 2020年，我国天然气供应量可达到1200亿m3以上，如拿出10％左右用于汽车就可替代1000万吨左右汽柴油；合成气是各种一次能源通过气化工艺制成的富氢气体，是各种汽车新型燃料的原料气，也可直接用作车用燃料，在车用能源转型中发挥着关键作用；氢气是一种原料来源广泛、尾气排放为零的环保燃料，是车用能源转型的战略目标之一。根据国家中长期科技发展规划纲要，我国将从基础科学研究、前沿技术创新、工程应用开发等多个层面实施对氢能技术的重点突破。
（2）汽车动力转型与混合动力
汽车动力系统是一个完整的体系，包括燃料、发动机、动力传动系统三个主要层次。根据生命周期循环分析，从油井到车轮的效率来看，源于石油的最佳组合是：汽油/柴油—内燃机—混合动力；源于天然气、煤的氢燃料电池及其混合动力可与合成燃料内燃机及其混合动力竞争。近年来，汽车动力系统最大的突破是混合动力技术，它为汽车动力系统的转型奠定了基础平台。
当前，内燃机混合动力轿车产业化是动力转型的里程碑。用混联式汽油混合动力系统的轿车城市工况可节油40%左右。混合动力还为汽车排放控制尤其是城市工况条件下的排放控制提供了有效的新途径。鉴于我国私人轿车主要集中在大中城市，混合动力轿车非常适合在我国推广使用。同时,我国是一个公交车大国,在公交车中推广使用混合动力车辆也具有重要的节能环保意义。要借鉴我国汽车产业在发动机电控喷射等技术变革中所积累的开发经验和商业模式，并通过税收优惠等激励政策，大力开发和推广混合动力。
今后，发展我国混合动力有两条技术路线值得重视：一是轿车混合动力的模块化。通过功能模块的发展与组合逐步推进汽车动力的电气化。从只具备自动启停、怠速关机功能的“微混合（micro-hybrid）”、以并联式混合动力发动机为主体的“轻混合(mild-hybrid)”和以混联式为特征的“全混合(full-hybrid)”，随着电功率的比例逐步提高，最终过渡到串联式“可充电混合(plug-in-hybrid)”。二是城市客车混合动力系统的平台化。发电机组+驱动电机+储能装置构成了混合动力系统的基本技术平台。通过换用不同的动力总成(APU)适应从汽、柴油内燃机到氢能燃料电池各种不同的能源动力转化装置，形成油—电、气—电、电—电各种不同混合动力，促进动力系统的平稳过渡与转型。
（3）汽车能源动力转型的关键与瓶颈：动力蓄电池和氢能燃料电池
目前，新型动力电池尚不能很好满足汽车使用要求，即使对于已经产业化的国外混合动力轿车用动力电池也还存在初始成本高，使用寿命短等问题。动力蓄电池同时涉及混合动力、纯电动和燃料电池三种电动汽车，因此动力系统的转型将强烈依赖电池技术的突破。尽管混合动力的产业化会大大促进动力电池尤其是高功率型动力电池的技术进步，但是近三十年来车用动力电池研发的经验表明其技术进步过程将呈现出长期、稳步和渐变的特征。
氢燃料电池系统是最具效率潜力的车用发动机，并能带来全新的汽车设计概念。据IEA2004年统计，全球能源科技研发公共资金投入中约12％投向了氢能燃料电池。近年来，燃料电池汽车技术得到了快速的发展，例如电堆大规模生产成本已降低到接近100美元/千瓦。但是，车用燃料电池商业化还面临一系列重大挑战：寿命仍需提高两倍以上，还有储氢、氢源基础设施等重大问题有待解决。以低温膜和碳极板为标志的车用质子交换膜燃料电池技术研发和投资的第一***已经过去。以复合增强高温膜、低铂催化剂和金属双极板为标志的新一代技术正在兴起。美国能源部2005年8月发布最新技术路线图，美国国会批准继续加大氢能燃料电池投入，全球正在为燃料电池产业化而继续努力，我国在氢能燃料电池技术竞争中处于除日本、加拿大、美国之后的第二行列。
总体上讲，燃料电池是车用动力系统的一个长远解决方案。其中，燃料电池城市大客车可望率先实现商业化。美国正在实施国家，目标是到2015年使燃料电池城市客车占到新增城市公交车的10％。相比而言，城市公交在我国更具战略地位，我国大客车产业更具国际竞争力。应当把燃料电池大客车作为燃料电池汽车商业化的突破口。
（4）我国新型能源动力汽车发展趋势与进程展望
综合国外各种研究预测和各大国际汽车公司与能源公司的技术发展路线图，结合我国具体国情和发展现状，可初步展望我国汽车能源动力系统的转型趋势：
1）2010年左右，随着石油价格的上涨和燃油税的征收以及排放法规与国际接轨，我国汽车能源动力系统技术转型的转折点将会出现。以混合动力和混合燃料为主体的新能源动力系统车辆产业化***将会到来。
2）2020年左右，随着常规石油供需缺口的出现和CO2政策法规的实施以及燃料电池、动力电池等新型能源动力技术的进步，我国汽车能源动力系统技术转型将取得进一步突破，燃料电池轿车产业化可望兴起。
3）21世纪上半叶，基于各种液体燃料及其基础设施的先进内燃机与混合动力车、基于各种气体燃料及其基础设施的燃气与燃料电池车、基于电燃料及其基础设施的纯电动车在将会长期并存。其中先进内燃机与混合动力车将占主导地位。燃气与燃料电池车以及纯电动车之和在21世纪中叶前后可望达到汽车销量的1/3～1/2。
我国新型汽车能源动力系统的发展进程路线将是沿着中国特色之路逐步走向世界前沿。
◎内燃机及其混合动力车将会出现适合我国城市工况的轻度混合动力小型车、适合地区特点的超微型汽油车等特色车型，其所用燃料近中期将以汽柴油为主，掺混少量替代燃料。中远期，各种替代燃料的比例将会逐步加大逐步发展出基于生物燃料的充电式（plug-in）内燃混合动力车；
◎燃气与燃料电池车将从目前世界上最大的天然气公交车队、燃料电池混合动力公交车队，逐步发展出规模产业化的氢能燃料电池轿车；
◎纯电动车将从目前世界上最大的电动自行车生产国（年产1000万辆），发展出装备先进动力电池的微型电动车并广泛推广使用。
考虑到新技术研发与应用推广中的各种风险和不确定性，上述预测是一种比较初步和粗略的估计，需要根据新的进展加以修正。但这一展望可以作为我们努力争取的目标。
三、我国应取的科技对策
基于节能与新能源汽车“过渡”与“转型”的双重发展战略，我国汽车能源动力系统的科技对策可遵循三条基本技术路线。三管齐下，并行互动：
（1）开发和推广先进内燃机与混合动力汽车，解决紧迫的节能与环保问题并促进自主品牌汽车发展，推进动力系统技术转型。
（2）研发和应用气体燃料、煤基燃料和生物燃料等汽车代用燃料，促进交通能源来源多元化，同时有步骤的推动基础设施的扩展和转型。
（3）开展燃料电池汽车和纯电动车的研发、示范和产业化，促进新能源电动汽车技术创新与重点跨越。
近年来，国家攻关、清洁汽车行动、电动汽车重大科技专项的实施，极大地推动了我国节能和新能源汽车的技术变革。根据国家中长期科技发展规划，今后将进一步加大力度，推进我国汽车能源动力科技创新与产业化。为此建议：
1）以2020年节约和替代车用燃料总量达到1亿吨（节约7000万吨，替代3000万吨）为目标，推进节能与新能源汽车并行互动与协调发展战略。在市场方面，要以节能汽车为主体,大力发展小型化和微型化的节能环保国民车，尽快实施燃油税，加大油耗法规推进力度。在研发方面，要以新能源汽车为战略重点，紧紧抓住未来二十年汽车能源动力系统技术变革的战略机遇期，官产学研联合攻关，实现中国汽车产业由产量大国到技术强国的跨越发展。
2）用“置换”（间接替代）、“掺混”（部分替代）、“代替”（全部替代）三管齐下，先易后难、稳步发展汽车替代能源；大力发展煤基、生物质基、天然气基石油替代燃料，促进交通能源多元化；继续发展燃油、燃气、电三种燃料/能源的基础设施，实现交通能源载体尽可能的兼容性和一体化；
3）开发醇/醚/酯含氧燃料、BTL/CTL/GTL合成油、天然气/合成气/氢气气体燃料三大类代用燃料技术及其车辆应用技术，推进汽车燃料因时、因地、有序、有限的多元化；液体代用燃料宜以掺混应用为主，通过合理的燃料设计、优化的整车匹配和规范的油品管理，逐步替代石油基汽柴油；全力推进车用燃料技术创新尤其是合成气技术、氢储运技术等，建立代用燃料的基础技术平台，以适应交通能源转型过程中代用燃料品种的变化与过渡；
4）以先进内燃机及其混合动力系统、燃料电池发动机及其混合动力系统和动力电池/超级电容及其电力驱动系统为核心，深入开展新型动力系统关键技术攻关，掌握成套知识产权，建立相关产业体系；以轻度混合动力轿车产业化为先导，带动各种混合动力轿车的研发与规模商业化，实现自主品牌轿车的跨越式发展；以我国在世界上独一无二的年产销量超过1000万辆的电动自行车产业为基础，改变传统的汽车文化习惯并修订相关的标准法规，以微型车为主体，发展适合我国国情、具有我国特色的纯电动车辆；
5）以城市车辆为重点，加大各种新能源电动汽车市场开发力度。以混合动力为统一平台，通过平台化、系列化实现规模化，通过规模化推动高端技术——燃料电池汽车商业化；以政策标准法规为导向，促进轿车小型化、公交优先化，推动交通理念和消费观念的全面进步,为符合中国国情的自主创新技术创造市场环境。（作者为清华大学教授、博士生导师、清华大学汽车工程系主任、汽车安全与节能国家重点实验室主任）
（转自《清华人》）
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