環保節能趨勢明顯 柴油機無愧當代綠色動力

汽油機雖然不會冒黑煙,但它能夠排放出更小的不可見的顆粒物;天然氣雖然能夠減少氮氧化物和顆粒物的排放,但發動機和整車制造成本要高出2萬美元以上,維護成本也很高;混合動力、燃料電池盡管排放非常清潔,但其初始投資極高,可靠性和耐久性還沒有定論。那么,使用什么動力更環保、更劃算?

   “今天,林立的煙囪早已不再是人們引以驕傲的事物,許多國家都已開始使用清潔的技術和能源。幾十年前,人們曾一度放棄了柴油車,那種體積龐大、噪聲高、發出難聞氣味的柴油機形象至今還留在許多人的記憶中。然而經過幾十年的發展,現代的柴油機已成為一種排放清潔、節省能源的動力。”“綠色柴油機推廣計劃”的萬江先生在接受記者采訪時說,柴油機作為綠色環保動力在全球已成趨勢。


  據介紹,在歐洲,柴油車銷售量已占汽車總銷售量的40%,美國市場的柴油車銷售量也在逐漸增加。2002年,美國市場柴油轎車的銷售量比2001年增長了35%。戴姆勒-克萊斯勒、大眾、寶馬、福特和通用等國際汽車業巨頭都對美國的柴油車市場,特別是柴油轎車市場表現出極大的興趣。


  動力柴油化 環保節能趨勢明顯


  萬江介紹說,經過多年來的技術發展,現代柴油機已逐漸被人們所接受,許多國際組織也開始認識到現代柴油機技術的優勢。2002年8月,國際能源機構(IEA)發布了一份名為《未來的公共交通系統》最新的研究報告。該報告建議將清潔的柴油機作為城市交通運輸系統的主要動力。


  哥倫比亞的波哥大和巴西的庫里提巴等城市采用了“公共汽車快速交通(BRT)系統”。研究表明,人們對于這種乘坐舒適、費用合理、效率較高、極少堵塞和排放較低的清潔柴油公交系統非常歡迎。


  在國際能源機構的研究報告中,列舉了近年來世界上許多城市的交通發展經驗,以及有關城市擴張、交通堵塞和排放污染等方面的問題。通過對這些案例的分析,可以得出各種燃料的相關成本和使用效能。


  通過比較各種燃料的相關成本可以看出,對于大多數城市來說,為了使有限的投資能夠收到更好的效果,應當首先采用成本相對較低的技術,到適當時候再考慮使用成本較高的系統。排放清潔、節約能源的柴油機將成為許多城市公共交通系統切實可行的選擇。


  印度塔塔能源研究所(TERI)的研究結果顯示,使用超低硫柴油的公共汽車的運營成本大大低于印度最高法院強制使用的CNG公共汽車的運營成本。目前在印度德里的CNG加氣站,許多加氣的車輛要排隊等候數小時,這無疑增加了CNG汽車的使用成本。塔塔能源研究所的研究結果認為,如果使用從新加坡進口超低硫的燃油,也不考慮CNG汽車使用成本的逐年增加,公共汽車使用超低硫柴油的運營成本也只有6美分/英里,而CNG公共汽車則為9美分/英里。


  幾種能源動力比較 柴油機優勢明顯


  “柴油機有許多固有的優勢。”萬江說:“從外部使用環境來看,柴油供應充足,加油站等基礎設施建設比較完備;從其自身來說,柴油機有良好的燃油經濟性,而且技術開發所需的花費也相對較低。與汽油機相比,雖然柴油機的顆粒物和氮氧化物排放相對較高,但隨著柴油機技術的發展,這一問題正逐步得到解決。從節省能源的角度來看,柴油機的燃油經濟性要比汽油機高45%~60%。目前還有一種生物柴油,它與普通柴油非常相近,但產生的二氧化碳排放量更低。”


  除了柴油以外,汽車可以使用的燃料還有很多。萬江認為,在為動力選擇燃料時,應考慮它們在壽命周期內的排放性能、初始成本、運行成本、可靠性、耐久性以及車輛的動力性能等情況。萬江給記者詳細介紹了天然氣、丙烷/液化石油氣、汽油、混合動力和燃料電池等燃料的性能特點。


  汽油機技術。精確的電控系統和三元催化轉化器的應用,使近年來汽油機技術已經得到了較快發展,并確保汽油機清潔地運行。由于汽油機的重量較輕,因此非常適用于轎車,但并不適用于中型或重型貨車。盡管汽油機不會排放黑煙,但是它能夠排放更小的不可見的顆粒物。與汽油機相比,現代柴油機的燃油經濟性高45%~60%,二氧化碳的排放量低45%。


  天然氣。天然氣發動機有很多優勢。它能夠大大減少氮氧化物和顆粒物的排放,使車輛不再冒出黑煙。在全球許多地區,天然氣供應充足,價格便宜,但通常需要政府給予一定的補貼。由于目前各地加氣站數量較少,天然氣車輛的使用范圍將受到一定的限制。在美國洛杉磯,加氣站相互間隔100英里,天然氣汽車只能在有限的范圍內運行。車輛使用的壓縮天然氣需要裝在專門的容器中,由于容器重量較大,相對降低了車輛的承載能力。另一個突出問題是,與柴油車相比,天然氣汽車的制造成本平均高2.5萬美元,其中整車成本高15%~25%,發動機成本高30%~55%。由于天然氣發動機工作溫度較高,發動機磨損相對較大,因此維護費用也比較高。車輛使用天然氣還有一定的安全問題,在使用和儲存過程中可能出現泄漏。有人認為天然氣發動機就等于低排放,但實際上,技術水平較低的天然氣發動機的排放要大大高于汽油機和柴油機。


  丙烷和液化石油氣。使用丙烷和液化石油氣可以有效地減少氮氧化物、顆粒物和碳煙的排放,但是與柴油機相比,二氧化碳排放量將會有所增加。這種車輛成本較高,燃油經濟性差。此外,丙烷和液化石油氣也存在燃料泄漏的危險。


  混合動力。混合動力與天然氣一樣清潔。但由于這是一項新技術,初始投資極高,它的可靠性和耐久性也還沒有定論。在美國東北高級車輛協會(NAVC)公布的一份報告中,總結了一項歷時一年,對電力混合動力、壓縮天然氣、低硫柴油的客車和普通的重型柴油車在能源效率和排放性能等方面所進行的對比試驗的結果。結果表明,與普通的重型柴油車相比,電力混合動力的柴油車和壓縮天然氣汽車的排放都明顯減少。在使用低硫柴油的情況下,帶有柴油機顆粒物過濾器的混合動力汽車的排放性能最佳。與普通的柴油車相比,使用低硫柴油的混合動力汽車的顆粒物排放減少了50%~70%,氮氧化物減少了30%~40%。


  燃料電池。燃料電池與混合動力一樣,盡管非常清潔,但成本極高,目前還不具備商用價值。另外,這項技術的可靠性和耐久性也還沒有定論。與其它發動機相比,燃料電池的運行成本相對較低。最基本的燃料電池是使用氧和氫產生電能。氧可以非常方便地從空氣中獲取,但氫卻不太容易得到。一些發明家曾試圖從碳氫化合物或酒精燃料中提取氫,但這一過程同時會產生大量的熱量和其它氣體。目前,將天然氣或堿性金屬用于燃料電池的方法也在研究之中。


  “從美國能源部的各種車型的燃油效率統計報告可以看到,混合動力汽車表現最好。但是,另一個不容忽視的現實是,在銷售量排前10名的車型中,有4種車型采用了大眾公司的柴油發動機。”萬江說:“經過比較可以發現,綠色柴油機是當今時代的理想動力

登錄后免費查看全文
立即登錄
App下載
技術鄰APP
工程師必備
  • 項目客服
  • 培訓客服
  • 平臺客服

TOP

2