新能源汽車的分類及現狀
『壹』 新能源的種類和發展現狀,發展趨勢
人類生存和發展的三要素
物質、能量與信息。
因此,能源的發展史直接影響人類的發展史。
我們人類生存與發展中最具有決定性意義的要素是三個:¾¾ 物質、能量和信息。
組成我們的世界是物質;人類生存活動決定於對信息的認知和反應;而維持生命,從事發展的活動又地要通過消耗能量來進行。
一切能量來自能源,人類離不開能源。能源是人類生存、生活與發展的主要基礎。能源科學與技術,能源利用的發展在人類社會進步中一直扮演著及其重要的角色。
能源發展的里程碑 可以這么說,每一次能源利用的里程碑式發展,都伴隨著人類生存與社會進步的巨大飛躍。幾千年來,在人類的能源利用史上,大致經歷了這樣四個里程碑式的發展階段:原始社會火的使用,先祖們在火的照耀下迎來了文明社會的曙光;18世紀蒸汽機的發明與利用,大大提高了生產力,導致了歐洲的工業革命;19世紀電能的使用,極大地促進了社會經濟的發展,改變了人類生活的面貌;20世紀以核能為代表的新能源的利用,使人類進入原子的微觀世界,開始利用原子內部的能量。
未來對能源的要求
有足夠滿足人類生存和發展所需要的儲量,並且不會造成影響人類生存的環境污染問題。
未來對能源的需求 未來的人類社會依然要依賴於能源,依賴於能源的可持續發展。因此,我們須現在就很清楚地了解地球上的能源結構和儲量,發展必須開發的能源利用技術,才能使人類的生存得於永久維持。
而我們賴於生存的能源是取之不盡用之不完的嗎?回答是:不是,也是。事實上,進入21世紀後,人類目前技術可開發的能源資源已將面臨嚴重不足的危機,當今煤、石油和天然氣等礦石燃料資源日益枯竭,甚至不能維持幾十年。因此,必須尋找可持續的替代能源。而近半世紀的核能和平利用,已使核能已成為新能源家屬中迄今為止能替代有限礦石燃料的唯一現實的大規模能源。而且,未來如能實現核能的徹底利用,人類的能源將是無窮的。
除了物質、能量和信息三大因素外,人類對安全的要求也越來越重要了。安全包括社會安全、健康安全和環境安全等。它們同能源的關系也是非常密切的。現在利用的能源已造成了大量的環境污染問題,嚴重影響了人類的生存。因此,未來對能源的要求將不僅是儲量充足,而且還必須是清潔的能源。相對其它化石能源而言,核能的和平利用已充分證明了核能是清潔的能源之一。
u 能源的定義與源頭
究竟什麼是「能源」呢?《科學技術網路全書》是這樣說的:「能源是可從其獲得熱、光和動力之類能量的資源」;《大英網路全書》說:「能源是一個包括著所有燃料、流水、陽光和風的術語,人類用適當的轉換手段便可讓它為自己提供所需的能量」。可見,能源是呈多種形式的、可以相互轉換的能量的源泉。簡而言之,能源是自然界中能為人類提供能量的物質資源。
能源的源頭
來自地球以外天體的能源(如太陽能)、地球本身蘊藏的能源(如地熱、核能)、地球與其它天體相互作用產生的能源(如潮汐)。
而能源是產生能量的源頭。
人們通常按形態與應用方式對能源進行分類。一般分為:固體燃料、液體燃料、氣體燃料、水能、電能、太陽能、生物質能、風能、核能、海洋能和地熱能。其中,前三類統稱化石燃料或化石能源。已被人類認識的這些能源,在一定條件下可以轉換為人們所需的各種形式的能量。比如薪柴和煤炭,加熱到一定溫度,能和氧氣化合並放出大量熱能,可以直接用來取暖,也可用來產生蒸汽推動汽輪機,再帶動發電機,使熱能變成機械能,再變成電能。把電送到工廠、機關和住戶,又可以轉換成機械能、光能或熱能。
在我們生活的地球上,能源形形色色。總起來說有三個初始來源。
太陽能
地球
來自地球外部天體的能源(主要是太陽能)人類所需能量的絕大部分都直接或間接地來自太陽。正是各種植物通過光合作用把太陽能轉變成化學能在植物體內貯存下來。煤炭、石油、天然氣等化石燃料也是由古代埋在地下的動植物經過漫長的地質年代形成的。它們實質上是由古代生物固定下來的太陽能。此外,水能、風能、波浪能、海流能等也都是由太陽能轉換來的。
地球本身蘊藏的能量 通常指與地球內部的熱能有關的能源和與原子核反應有關的能源。
與地球內部的熱能有關的能源,我們稱之為地熱能。溫泉和火山爆發噴出的岩漿就是地熱的表現。地球可分為地殼、地幔和地核三層,它是一個大熱庫。地殼就是地球表面的一層,一般厚度為幾公里至70公里不等。地殼下面是地幔,它大部分是熔融狀的岩漿,厚度為2900公里。火山爆發一般是這部分岩漿噴出。地球內部為地核,地核中心溫度為2000度。可見,地球上的地熱資源貯量也很大。
與原子核反應有關的能源正是本書要介紹的核能。原子核的結構發生變化時能釋放出大量的能量,稱為原子核能,簡稱核能,俗稱原子能。它則來自於地殼中儲存的鈾、鈈等發生裂變反應時的核裂變能資源,以及海洋中貯藏的氘、氚、鋰等發生聚變反應時的核聚變能資源。這些物質在發生原子核反應時釋放出能量。目前核能最大的用途是發電。此外,還可以用作其它類型的動力源、熱源等。
來自星球引力的能量 指由於地球與月球、太陽等天體相互作用的形成的能源。地球、月亮、太陽之間有規律的運動,造成相對位置周期性的變化,它們之間的引力隨之變化使海水漲落而形成潮汐能。與上述二類能源相比,潮汐能的數量很小。全世界的潮汐能摺合成煤約為每年30億噸,而實際可用的只是淺海區那一部分,每年約可摺合為6000萬噸煤。
u 能源結構與儲量
地球上有哪些能量資源可供我們使用?它們還能維持多久?我們該怎麼辦?
能源的種類
一次能源:煤炭、石油、核能等自然界天然能量資源;
二次能源:汽油、電力、蒸汽等人工製造的能量資源,
一次能源和二次能源 能源按其生成方式,分為天然能源(一次能源)和人工能源(二次能源)兩大類。天然能源是指自然界中以天然形式存在並沒有經過加工或轉換的能量資源,如煤炭、石油、天然氣、核燃料、風能、水能、太陽能、地熱能、海洋能、潮汐能等;人工能源則是指由一次能源直接或間接轉換成其他種類和形式的能量資源,如煤氣、汽油、煤油、柴油、電力、蒸汽、熱水、氫氣、激光等。
常規能源和新能源 其中,已被人類廣泛利用並在人類生活和生產中起過重要作用的能源,稱為常規能源,通常是指煤炭、石油、天然氣、水能等四種。而新近才被人類開發利用、有待於進一步研究發展的能量資源稱為新能源,相對於常規能源而言,在不同的歷史時期和科技水平情況下,新能源有不同的內容。當今社會,新能源通常指核能、太陽能、風能、地熱能、氫氣等。
煤的時代
能源結構的變遷 歷史上,伴隨著新的化石資源的發現和大規模開采與應用,世界的能源消費結構經歷了數次變革。18世紀的以煤炭替代柴薪,到19世紀中葉煤炭已經逐漸佔主導地位。20世紀20年代,隨著石油資源的發現與石油工業的發展,世界能源結構發生了第二次轉變,即從煤炭轉向石油與天然氣,到20世紀60年代,石油與天然氣已逐漸稱為主導能源,動搖了煤炭的主宰地位。但是,20世紀70年代以來兩次石油危機的爆發,開始動搖了石油在能源中的支配地位。以此同時,大部分化學能源的儲量日益減少,並伴隨著許多環境污染問題。
而人類對能源的需求卻在與日俱增。例如主要能源形式 地球能源的儲量估計
煤炭:~200年
石油、天然氣:~50年
核能:無窮多
之一的電力消耗逐年增加。根據統計,人口若每30年增加一倍,電力的需求量每八年就要增加一倍。
於是,20世紀末,能源結構開始經歷第三次轉變,即從以石油為中心的能源系統開始向以煤、核能和其它再生能源等多元化的能源結構轉變。特別是隨著時間的推移,核能的比例將不斷增長,並將逐步替代石油和天然氣而成為主要的大規模能源之一。
化學能的儲存量 煤炭、石油、天然氣還有多少年可以讓人類開采利用?據世界能源會議統計,世界已探明可採煤炭儲量共計15980億噸,預計還可開采200年。探明可採石油儲量共計1211億噸,預計還可開采30~40年。探明可采天然氣儲量共計119萬億立方米,預計還可開采60年。必須指出的是,煤炭、石油等直接燃燒用來生產電能與熱能實在太可惜了,且不說可能帶來的環境污染,它們還是很好的化工原料呢!
水能及新能源的潛力 那麼水能呢?我們知道,水力是可以長期開發利用的。但是,在那些大面積缺水、水力資源不豐富的國家和地區怎麼辦?再說,水能還有個季節性的問題。這些都使水能無法成為世界能源結構中唯一的主力軍。新能源中,太陽能雖然用之不竭,但代價太高,並且就目前的技術發展情況來看,在一代人的時間里不可能迅速發展和廣泛使用。其它新能源也是如此。其它一些能源與水能相似,它們的規模受到環境、季節、地理位置等條件的限制,如風能、潮汐能、地熱能等等。
易裂變核素
易發生裂變的原子只有鈾-235(U235)、鈈-239(Pu239)、鈾-233(U233)三種。而天然存在的易裂變元素只有鈾-235,鈈-239可由鈾-238生成,鈾-233可由釷-232(Th232)生成。
易聚變核反應
氘(D2)-氚(D3)反應。氘和氚都是氫原子的同位素。氘天然存在,而氚極少,必須由人工生成(如由鋰製造)。
核能--無窮的能源 核能分為裂變能和聚變能兩種。目前人類能正在用於和平利用的只有裂變能。可控聚變能利用技術正在攻克。
天然鈾的成份
天然鈾中佔99.3%為難裂變的鈾-238,僅有0.714%為易裂變的鈾-235。鈾-238可通過吸收一個中子變成易裂變的鈈-239。
作為發展核裂變能的主要原料之一的鈾,世界上已探明的鈾儲量約490萬噸,釷儲量約275萬噸。如果利用得好,可用2400~2800年。
聚變反應主要來源於氘-氚的核反應,氘來可大量自海水,氚可來自鋰。因此聚變燃料主要是氘和鋰,海水中氘的含量為0.03克/升,據估計地球上的海水量約為138億億米3,所以世界上氘的儲量約40億萬噸;地球上的鋰儲量雖比氘少得多,也有2000多億噸,用它來製造氚,足夠滿足人類對聚變能的需求。這些聚變燃料所釋放的能量比全世界現有能源總量放出的能量大千萬倍。按目前世界能源消費的水平,地球上可供原子核聚變的氘和氚,能供人類使用上千億年。如果人類實現了氘-氚的可控核聚變,核燃料就可謂「取之不盡,用之不竭了」,人類就將從根本上解決能源問題,這正是當前核科學家們孜孜以求的所以。聚變能源不僅豐富,而且安全、清潔。聚變產生的放射性比裂變小的多。
專家們預測,核能在未來將成為人類取之不盡的持久能源。
1.2 變臟的地球與干凈的核電
本節要點:回答的問題以下問題:現有的能源還能維持多久?能源利用可以不污染環境嗎?核能真是可持續能源嗎?
u 能源的可持續發展
必須尋找一些既能保證有長期足夠的供應量又不會造成環境污染的能源。
而目前人類面臨的問題正是:能源資源枯竭;環境污染嚴重。
能源利用與環境的可持續發展
能源危機
目前世界上常規能源的儲量有的只能維持半個世紀(如石油),最多的也能維持一、二百年(如煤)人類生存的需求。
今天,幾乎所有的工業化國家都面臨著兩個關繫到可持續發展的緊密相連的挑戰:保證令人滿意的長期能源供應和減少人類活動帶給環境的影響。能源利用與環境的可持續發展已成為關繫到人類未來生存與文明延續的一個重要問題。
能源供應危機 今天的世界人口已經突破60億,比上個世紀末期增加了2倍多,而能源消費據統計卻增加了16倍多。無論多少人談論「節約」和「利用太陽能」或「打更多的油井或氣井」或者「發現更多更大的煤田」,能源的供應卻始終跟不上人類對能源的需求。當前世界能源消費以化石資源為主,其中中國等少數國家是以煤炭為主,其它國家大部分則是以石油與天然氣為主。按目前的消耗量,專家預測石油、天然氣最多隻能維持不到半個世紀,煤炭也只能維持一二百年。所以不管是哪一種常規能源結構,人類面臨的能源危機都日趨嚴重。
濃煙滾滾的火電廠
能源對環境的污染 另一方面,特別是利用化石能源的過程也直接影響地球的環境,使大氣和水資源遭受嚴重污染。大氣中主要的五種污染物是:氮氧化物(如NO與NO2)、二氧化硫(SO2)、各種懸浮顆粒物、一氧化碳(CO) 大氣污染的主要源頭
目前世界上最嚴重的大氣污染來自化石能源燃燒造成的大氣中二氧化碳量的增加。帶來的主要後果是:酸雨、溫室效應和臭氧層破壞。
和碳氫化合物(如CH4、C2H6、C2H4等)。其來源主要有三個方面:① 煤、石油等化石燃料的燃燒;② 汽車排放的廢氣;③ 工業生產(如各種化工廠、煉焦廠等)產生的廢氣。而其中燃燒化石燃料的火力發電廠是最大的固定污染源。
1. 多元化
世界能源結構先後經歷了以薪柴為主、以煤為主和以石油為主的時代,現在正在向以天然氣為主轉變,同時,水能、核能、風能、太陽能也正得到更廣泛的利用。可持續發展、環境保護、能源供應成本和可供應能源的結構變化決定了全球能源多樣化發展的格局。天然氣消費量將穩步增加,在某些地區,燃氣電站有取代燃煤電站的趨勢。未來,在發展常規能源的同時,新能源和可再生能源將受到重視。在歐盟2010年可再生能源發展規劃中,風電要達到4000萬千瓦,水電要達到1.05億千瓦。2003年初英國政府公布的《能源白皮書》確定了新能源戰略,到2010年,英國的可再生能源發電量佔英國發電總量的比例要從目前的3%提高到10%,到2020年達到20%。
2. 清潔化
隨著世界能源新技術的進步及環保標準的日益嚴格,未來世界能源將進一步向清潔化的方向發展,不僅能源的生產過程要實現清潔化,而且能源工業要不斷生產出更多、更好的清潔能源,清潔能源在能源總消費中的比例也將逐步增大。在世界消費能源結構中,煤炭所佔的比例將由目前的26.47%下降到2025年的21.72%,而天然氣將由目前的23.94%上升到2025年的28.40%,石油的比例將維持在37.60%~37.90%的水平。同時,過去被認為是「臟」能源的煤炭和傳統能源薪柴、秸桿、糞便的利用將向清潔化方面發展,潔凈煤技術(如煤液化技術、煤氣化技術、煤脫硫脫塵技術)、沼氣技術、生物柴油技術等等將取得突破並得到廣泛應用。一些國家,如法國、奧地利、比利時、荷蘭等國家已經關閉其國內的所有煤礦而發展核電,它們認為核電就是高效、清潔的能源,能夠解決溫室氣體的排放問題。
3. 高效化
世界能源加工和消費的效率差別較大,能源利用效率提高的潛力巨大。隨著世界能源新技術的進步,未來世界能源利用效率將日趨提高,能源強度將逐步降低。例如,以1997年美元不變價計,1990年世界的能源強度為0.3541噸油當量/千美元,2001年已降低到0.3121噸油當量/千美元,預計2010年為0.2759噸油當量/千美元,2025年為0.2375噸油當量/千美元。
但是,世界各地區能源強度差異較大,例如,2001年世界發達國家的能源強度僅為0.2109噸油當量/千美元,2001~2025年發展中國家的能源強度預計是發達國家的2.3~3.2倍,可見世界的節能潛力巨大。
4. 全球化
由於世界能源資源分布及需求分布的不均衡性,世界各個國家和地區已經越來越難以依靠本國的資源來滿足其國內的需求,越來越需要依靠世界其他國家或地區的資源供應,世界貿易量將越來越大,貿易額呈逐漸增加的趨勢。以石油貿易為例,世界石油貿易量由1985年的12.2億噸增加到2000年的21.2億噸和2002年的21.8億噸,年均增長率約為3.46%,超過同期世界石油消費1.82%的年均增長率。在可預見的未來,世界石油凈進口量將逐漸增加,年均增長率達到2.96%。預計2010年將達到2930萬桶/日,2020年將達到4080萬桶/日,2025年達到4850萬桶/。世界能源供應與消費的全球化進程將加快,世界主要能源生產國和能源消費國將積極加入到能源供需市場的全球化進程中。
5. 市場化
由於市場化是實現國際能源資源優化配置和利用的最佳手段,故隨著世界經濟的發展,特別是世界各國市場化改革進程的加快,世界能源利用的市場化程度越來越高,世界各國政府直接干涉能源利用的行為將越來越少,而政府為能源市場服務的作用則相應增大,特別是在完善各國、各地區的能源法律法規並提供良好的能源市場環境方面,政府將更好地發揮作用。當前,俄羅斯、哈薩克、利比亞等能源資源豐富的國家,正在不斷完善其國家能源投資政策和行政管理措施,這些國家能源生產的市場化程度和規范化程度將得到提高,有利於境外投資者進行投資。
三、啟示與建議
1. 依靠科技進步和政策引導,提高能源效率,走高效、清潔化的能源利用道路
中國有自己的國情,中國能源資源儲量結構的特點及中國經濟結構的特色,決定在可預見的未來,我國以煤炭為主的能源結構將不大可能改變,我國能源消費結構與世界能源消費結構的差異將繼續存在,這就要求中國的能源政策,包括在能源基礎設施建設、能源勘探生產、能源利用、環境污染控制和利用海外能源等方面的政策應有別於其他國家。鑒於我國人口多、能源資源特別是優質能源資源有限,以及正處於工業化進程中等情況,應特別注意依靠科技進步和政策引導,提高能源效率,尋求能源的清潔化利用,積極倡導能源、環境和經濟的可持續發展。
2. 積極借鑒國際先進經驗,建立和完善我國能源安全體系
為保障能源安全,我國一方面應借鑒國際先進經驗,完善能源法律法規,建立能源市場信息統計體系,建立我國能源安全的預警機制、能源儲備機制和能源危機應急機制,積極倡導能源供應在來源、品種、貿易、運輸等方式的多元化,提高市場化程度;另一方面應加強與主要能源生產國和消費國的對話,擴大能源供應網路,實現能源生產、運輸、采購、貿易及利用的全球化.
『貳』 國內新能源汽車分類有哪幾種
目前已知的新能源汽車主要包括:太陽能車、LNG/CNG燃氣車、電動汽車(包括插電式和混合動力車)、氫燃料汽車等。
『叄』 淺析新能源汽車的現狀與發展
新能源汽車行業的分類
新能源汽車,是指採用新型動力系統,完全或者主要依靠新型能源驅動的汽車,包括純電動汽車、插電式混合動力汽車、增程式混合動力汽車和燃料電池汽車等。
——更多數據參考前瞻產業研究院發布的:《中國新能源汽車行業市場前瞻與投資戰略規劃分析報告》。
『肆』 新能源汽車分類及各自特點
新能源汽車是指除使用汽油、柴油、天然氣等化石能源做為發動機燃料之外所有其它能源汽車。包括純電動汽車、混合動力汽車、燃料電池汽車和太陽能汽車等。
1、純電動汽車:
純電動汽車顧名思義就是純粹靠電能驅動的車輛。它必須使用專用充電樁或者特定的充電場所進行充電才能行駛。典型的例子是特斯拉。它的優點是結構簡單,保養項目少,使用成本低;缺點是電池的續航里程和電池壽命較短,溫度對電池容量的影響非常大,充電的便利性也不好。由於電能的來源廣泛,在未來還會有更清潔的電能產生,因此純電動車是未來的最終發展趨勢。
(3)增程式混合動力汽車
增程式混合動力汽車就是用發動機進行發電,電動機進行驅動的車輛。當電池組電量充足時採用純電動模式行駛,而當電量不足時,車內發動機啟動,帶動發電機為動力電池充電,提供電動機運行的電力(即增程模式)。增程無論什麼情況下,都不能由發動機直接驅動車輪行駛,僅能通過電動機驅動。但它也能夠像插電式混合動力汽車—樣,通過外接電源進行充電。純電續航里程比較長,一般可達100公里以上,最高可達300公里左右。
3、燃料電池汽車
燃料電池汽車是通過氫氣和氧氣的化學作用,產生的電能驅動車輛行駛。它也是電動汽車的一種,結構基本類似,只是多了一個燃料電池和氫氣罐。它的電能來自於氫氣燃燒,工作時只要加氫氣就可以了,不需要外部補充電能。燃料電池汽車的燃料來源可以說是無窮無盡,燃燒後的產物只有水,非常的環保,並且續航里程可達700公里。但是目前的制氫成本較高,並且氫氣的存儲不易,目前還處於試驗推廣階段。
4、太陽能汽車
太陽能汽車是靠太陽能來驅動的汽車。相比傳統熱機驅動的汽車,太陽能汽車是真正的零排放。它是在汽車上安裝了一套能夠吸收太陽能量的裝置,並且將太陽能轉化為電能,驅動汽車行駛。它是最節能的新能源汽車,但是它的技術非常復雜,現階段遠遠沒有達到實用的程度。現在只是在實驗室中研究而已。
『伍』 新能源汽車的分類
新能源汽車的分類
1、電動汽車
電動汽車包括純電動汽車、混合動力電動汽車和燃料電池電動汽車。
2、氣體燃料汽車
氣體燃料汽車是指利用可燃氣體作為能源驅動的汽車。
3、生物燃料汽車
燃用生物燃料或燃用摻有生物燃料的汽車稱為生物燃料汽車,與傳統汽車相比,生物燃料汽車結構上無重大改動,但排放總體上較低,如乙醇燃料汽車和生物柴油汽車等。
4、氫燃料汽車
氫燃料汽車是指以氫為主要能量驅動的汽車。一般汽車使用汽油或柴油作為內燃機的燃料,而氫燃料汽車則使用氣體氫作為內燃機的燃料。
(5)新能源汽車的分類及現狀擴展閱讀
財政部經濟建設司副司長宋秋玲在2018年9月初舉行的2018中國汽車產業發展國際論壇上表示,「我們認為中國新能源汽車產業發展仍然處於逆水行舟、不進則退的關鍵階段」。首先,近期頻發的自燃事故無疑為新能源汽車產業潑了一瓢冷水。
「新能源汽車作為新興領域,存在理論和技術上的不過關。」業內人士說,據不完全統計,上半年電動汽車至少發生過10起已被媒體報道的燃燒事故。
與此同時,中國電動汽車製造商已達487家,其中具備資質的寥寥無幾。而業內人士認為,當前的中國電動汽車創業公司中只有10%能夠在未來五年內存活下來。
『陸』 新能源汽車是什麼分類是哪些
燃料電池汽車是電動汽車的一種,其核心部件燃料電池。通過氫氣和氧氣的化學作用,而不是經過燃燒,直接變成電能動力。新能源汽車主要分為純電動汽車、增程式電動汽車、混合動力電動汽車和燃料電池電動汽車。
(1)純電動汽車純電動汽車是指驅動能量完全由電能提供的、由電機驅動的汽車。電機的驅動電能來源於車載可充電儲能系統或其他能量儲存裝置。
(2)增程式電動汽車增程式電動汽車是一種在純電動模式下可以達到其所有的動力性能,而當車載可充電儲能系統無法滿足續駛里程要求時,打開車載輔助供電裝置為動力系統提供電能,以延長續駛里程的電動汽車,且該車載輔助供電裝置與驅動系統沒有傳動軸(帶)等傳動連接。
它是介於純電動汽車和混合動力電動汽車之間的一種過渡車型,具有純電動汽車和混合動力電動汽車的特徵,有人把它劃分為純電動汽車范疇,也有人把它劃分為混合動力電動汽車范疇,認為它是一種插電式串聯混合動力電動汽車。
(3)混合動力電動汽車混合動力電動汽車是指能夠至少從下述兩類車載儲存的能量中獲得動力的汽車。
①可消耗的燃料。
②可再充電能/能量儲存裝置。
混合動力電動汽車分為可外接充電式混合動力電動汽車和不可外接充電式混合動力電動汽車。可外接充電式混合動力電動汽車是指正常使用情況下可從非車載裝置中獲取電能的混合動力電動汽車,插電式混合動力電動汽車屬於此類型。