什么是低碳化學(xué)

【專家解說】：什么是低碳能源？從目前理解水平上說，是一種含碳分子量少或沒有碳分子結(jié)構(gòu)的能源，是現(xiàn)代汽車一種低碳“動(dòng)力”，廣義的說是一種既節(jié)能又減排的能源。 　　地碳能源特點(diǎn) 　　屬于一種清潔能源，突出的是減少CO2對地球性的排放污染，同時(shí)也對社會性污染排放的減少，如實(shí)現(xiàn)歐Ⅲ，歐Ⅳ做出限定，使這兩種不同減排體系，盡可能的協(xié)調(diào)起來； 　　— 應(yīng)該是可再生的，可持續(xù)應(yīng)用的能源； 　　— 對汽車的運(yùn)用來說，要高效，適應(yīng)環(huán)境性能好； 　　— 盡可能的促使實(shí)現(xiàn)大規(guī)?；a(chǎn)業(yè)應(yīng)用； 　　— 要講全生命用期的節(jié)能減排放果，如某種能源在生產(chǎn)中產(chǎn)生大量碳排放物，或用大量的水來制造，要用大量的電來維持，還要大量稀缺物質(zhì)消耗，都要科技上給予減低和消除。 　　目前一些汽車能源的含碳能初步分析： 燃料種類 化學(xué)分子式 分子量 汽車?yán)碚? 　　空燃比 體積比 折標(biāo)煤系數(shù)（kg標(biāo)煤/kg） 汽油 以C8H18為代表 11414.858.41.5195柴油 以C16H34為代表 22614.584.21.4676天然氣 CH416.0516.759.521.6901液化石油氣 C3H844.1115.723.81.5464甲醇 CH3OH326.477.140.6915乙醇 C2H5OH469.9814.30.9285二甲醚 CH3OCH3468.9814.30.9693氫氣 H22.0234.52.384.0922 　　從實(shí)事求是出發(fā)，衡量各種能源利弊看，目前柴油應(yīng)用比汽油好，但中國柴油供應(yīng)量和含硫高是大問題；天然氣，液化石油氣來源豐富，含碳量比汽、柴油低，利用比較快；醇類燃料可降低碳排放，目前已有少量加入汽，柴油混合使用中，純化應(yīng)用還有一定困難；二甲醚是一種化工產(chǎn)品，屬中低碳燃料，宜推廣，氫能是一種脫碳型燃料，但目前科技水平看提取效率低，成本高，儲存難有待較長期期待。 　　上面講多屬于石化燃料，在現(xiàn)實(shí)中仍居主導(dǎo)地位，但總有一天會用光的，因此一定要發(fā)展可再生能源，而且是無污染的可持續(xù)的。如太陽能，風(fēng)能，地?zé)崮?，海洋能，生物質(zhì)能，核能等來源廣泛，全球汽車產(chǎn)業(yè)都在探索應(yīng)用之中，特別是太陽能，風(fēng)能已成為重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展中，可用于汽車的一次能源或二次能源上，隨著時(shí)間空間轉(zhuǎn)移，會越來越多的。 　　科學(xué)家推測，有朝一日核聚變能開發(fā)應(yīng)用于社會上發(fā)電，給全球電能供應(yīng)產(chǎn)生巨大的突變，將轉(zhuǎn)化為一種不要錢，用不完的電。由此供應(yīng)給電動(dòng)汽車的電也是用不完的。最近三、四十年，全球主要國家，包括中國都在加緊研制核聚變項(xiàng)目?？茖W(xué)家推測樂觀的三四十年后可以獲得應(yīng)用，但本世紀(jì)中，即使是悲觀派也認(rèn)為是可以獲取的，當(dāng)然這只是一種科學(xué)的猜想，但不是幻想，而是現(xiàn)實(shí)的推論，這對于汽車業(yè)者都是一個(gè)最好期待的信息嗎？ 　　二十一世紀(jì)將是一個(gè)汽車能源多元化應(yīng)用世紀(jì)，至今還很難有一個(gè)科學(xué)的定論，由于科技進(jìn)展不確定因素太多，全球汽車業(yè)的燃料應(yīng)用可能形成下圖所列出的一種狀態(tài)。 　　近年，全球汽車產(chǎn)業(yè)對汽車CO2排放方面的研究下了很大功夫，取得相當(dāng)大的進(jìn)展。一種以標(biāo)準(zhǔn)型轎車為代表，每公里排放多少克CO2的趨向，已經(jīng)得到各個(gè)方面認(rèn)可，即將成為一種地區(qū)性強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)，準(zhǔn)備實(shí)施。 　　加州對各地區(qū)，各國車輛CO2排放水平作了測定。從圖上看，美國顯然處于劣勢，這是大型車輛應(yīng)用太多的效果，每車平均都在250克/公里范圍，加州目前雖然高，但也制定地區(qū)標(biāo)準(zhǔn)，加以嚴(yán)格限制。中國、澳大利亞處于中等排放水平，目前中國每車排放處在180克/公里左右，歐盟、日本比較低，約處在140克/公里左右。 　　關(guān)于汽車的節(jié)能，美國習(xí)慣按每加侖跑多少英里來計(jì)算，按下圖示情況看，歐盟和日本居優(yōu)勢，中國，澳大利來居中等地位，而美國仍是“油老虎”。這樣，如果與上面CO2排放量對比，可以看出，節(jié)能與減排效果基本是一致的，大家都要往節(jié)能減排方向努力。 　　在發(fā)達(dá)國家中，汽車用量占CO2排放量25~28%。2008年11月歐盟議會通過了以轎車為代表的CO2排放法規(guī)總體規(guī)劃2012年要達(dá)到130克/公里，盡管汽車企業(yè)提出種種困難，但仍認(rèn)為要堅(jiān)持實(shí)施。到2020達(dá)到95克/公里。 　　歐盟還提出，到2012年，對CO2超標(biāo)的新出產(chǎn)的轎車，要實(shí)行懲罰措施，懲罰金額將按超標(biāo)比例遞增。超過目標(biāo)3克以內(nèi)每1克罰5歐元，超2克罰20歐元，超3克罰45歐元，要是超標(biāo)4克將罰140歐元；而從2015年開始，每超標(biāo)1克，都將被罰95歐元。法國政府2007年12月推出bonus-malus計(jì)劃，規(guī)定CO2排放小于60克/公里，獎(jiǎng)5000歐元，101-120克/公里獎(jiǎng)700元，131-160，不獎(jiǎng)不罰，如超過的161-165克/公里罰200歐元，166-200克/公里罰750歐元，超過200克/公里罰2600歐元。在法國2008年CO2排量低于130克/公里乘用車同比銷量增長46%，英國SMMT發(fā)布2008年新車平均CO2排放量為158克/公里比2007年減少4.2%，比2006年減少16.8%，目前英國已有236個(gè)車型排放在130克/公里以下。這樣對歐盟汽車產(chǎn)業(yè)的減排，提出了巨大的挑戰(zhàn)，同樣，也是對全球汽車產(chǎn)業(yè)提出的嚴(yán)重挑戰(zhàn)。 　　電動(dòng)汽車的產(chǎn)業(yè)化 　　從總體上看電動(dòng)汽車屬于低碳汽車范疇，我國目前正按著以電動(dòng)汽車為主流，輔其他新能源汽車共同發(fā)展的路線進(jìn)行。日本作為電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)化的先行者，他們對電動(dòng)汽車的評估是： 　　電動(dòng)汽車不能簡單理解為傳統(tǒng)汽車加電機(jī)，電池的產(chǎn)品概念，它是國內(nèi)外眾多高科技集成化，連續(xù)化和階段性的融合和應(yīng)用的成果，即使是對傳統(tǒng)的產(chǎn)品，也要進(jìn)行大力的改進(jìn)，這包括內(nèi)燃機(jī)在內(nèi)，以此構(gòu)成新世紀(jì)汽車產(chǎn)業(yè)新一輪產(chǎn)業(yè)革命的動(dòng)力。 　　目前，國內(nèi)外五花八門的新能源汽車太多了，簡直是眼花瞭亮，但所有這一切都不是趕時(shí)髦，而是都在探索走產(chǎn)業(yè)化道路的可能性。現(xiàn)在國內(nèi)電動(dòng)汽車已經(jīng)具備產(chǎn)業(yè)化條件，要下力量推動(dòng)電動(dòng)汽車從示范性階段轉(zhuǎn)而產(chǎn)業(yè)化，這是新能源汽車產(chǎn)業(yè)一項(xiàng)核心任務(wù)。 　　那么，什么是電動(dòng)汽車的產(chǎn)業(yè)化呢？應(yīng)當(dāng)明確，電動(dòng)汽車的汽車不單純是科技發(fā)展問題，而是一種社會學(xué)和經(jīng)濟(jì)學(xué)上問題，我們汽車產(chǎn)業(yè)過去吃虧不少，主要是光在科技上努力，而在產(chǎn)業(yè)化上都體驗(yàn)不出來，結(jié)果使前面一切努力都化為烏有。所以電動(dòng)汽車的產(chǎn)業(yè)化就是讓多少年來，國內(nèi)外眾多高科技成果，通過社會有效管理，集聚起來，經(jīng)過吸收，消化，融合，轉(zhuǎn)化為社會生產(chǎn)力。 　　經(jīng)過十多年來實(shí)踐努力，我們已經(jīng)提出“三縱，三橫”的技術(shù)路線，為了更好實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，我們應(yīng)形成一種“三縱、三橫、三系統(tǒng)”的產(chǎn)業(yè)化路線，這是促進(jìn)電動(dòng)汽車從科技范疇，走向社會生產(chǎn)力范疇有力措施。 　　“三縱”是純電動(dòng)汽車、混合動(dòng)力汽車、燃料電池汽車；“三橫”是高效能動(dòng)力電池，先進(jìn)的電機(jī)技術(shù)和信息化的驅(qū)動(dòng)電控系統(tǒng)技術(shù)，“三系統(tǒng)”是新型電動(dòng)汽車產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造系統(tǒng)，特別是計(jì)算機(jī)上的建模和工程輔助分析的應(yīng)用；新型能源的開發(fā)和應(yīng)用管理系統(tǒng)，以及社會應(yīng)用工程、新型商業(yè)模型和法規(guī)、政策、標(biāo)準(zhǔn)等，這就構(gòu)成比較完整的電動(dòng)汽車新型產(chǎn)業(yè)和實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的三個(gè)平臺。 　　當(dāng)前，混合動(dòng)力汽車技術(shù)已經(jīng)成熟，要大力推進(jìn)產(chǎn)業(yè)應(yīng)用和商業(yè)化進(jìn)程，特別是插入式混合動(dòng)力汽車和中、低度的混合動(dòng)力汽車要快點(diǎn)進(jìn)入轎車領(lǐng)域，進(jìn)入百姓家庭，純電動(dòng)汽車在動(dòng)力電池上已取得很好進(jìn)展，鋰離子電池產(chǎn)業(yè)化前景良好，要設(shè)法盡快進(jìn)入實(shí)用，以取代鉛酸電池和鎳氫電池，現(xiàn)在國際上都不用了，我們還倡導(dǎo)這種電池并不是高明的辦法。燃料電池的研發(fā)，近來有不少爭論，但誰也沒有否定它的良好前景，只是在時(shí)間段上有看法，為此，要針對科技難關(guān)進(jìn)行攻關(guān)，從戰(zhàn)略上看它是一種脫炭型產(chǎn)品，從長遠(yuǎn)戰(zhàn)略上思考，前景很好，有些科技難關(guān)總是可以攻下來的，近日本田汽車宣稱，將賭注押在燃料電池上，已于湯淺株式會社合作，開發(fā)新型的燃料電池，因?yàn)樗亲钋鍧嵉钠噭?dòng)力。同時(shí)，我們也要看到，太陽能，風(fēng)能等可再生能源加速發(fā)展，這時(shí)發(fā)展電動(dòng)汽車，實(shí)現(xiàn)全過程的綠色產(chǎn)業(yè)和減少國內(nèi)火電供電的污染有很大好處。 　　為此，從新能源汽車產(chǎn)業(yè)來講，先把電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)搞起來，同時(shí)兼顧其他新能源汽車的發(fā)展，我們就會很好的抓住新能源汽車產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)力的序列化，一步一步有區(qū)別的，有目標(biāo)的，主動(dòng)的向前推進(jìn)！