中國車用能源展望2012

內(nèi)容概要

本書圍繞中國車用能源可持續(xù)發(fā)展的問題，從能源、環(huán)境、經(jīng)濟、技術、產(chǎn)業(yè)領導力和政策多個方面，對中國車用能源可持續(xù)轉(zhuǎn)型之路進行了系統(tǒng)、深入的分析和研究；對中國車用能源的多條技術路線進行了全生命周期分析，建立了中國車用能源發(fā)展的五個情景——參考情景、電動汽車發(fā)展情景、燃料電池汽車發(fā)展情景、生物燃料發(fā)展情景和綜合政策情景；對車用能源需求管理，汽車燃油經(jīng)濟性提高，電動汽車、燃料電池汽車和2代生物燃料等技術措施在中國車用能源可持續(xù)轉(zhuǎn)型中的作用進行了定量的分析和評估，在此基礎上提出了促進中國車用能源可持續(xù)轉(zhuǎn)型的政策與制度建議。
本書可供相關政府部門、汽車及能源行業(yè)管理和工程技術人員，以及大專院校相關專業(yè)師生參考。

作者簡介

無

書籍目錄

前言第1章 引論1.1 車用能源的影響因素1.1.1 經(jīng)濟發(fā)展1.1.2 人口地理1.1.3 技術進步1.1.4 公共政策1.2 可持續(xù)車用能源系統(tǒng)1.3 本書主要內(nèi)容第2章 汽車發(fā)展與污染控制2.1 汽車發(fā)展引發(fā)的環(huán)境問題2.2 城市汽車污染物排放的計算2.3 中國典型城市空氣污染狀況2.3.1 北京2.3.2 上海2.3.3 廣州2.4 機動車污染控制與節(jié)能措施2.4.1 新車排放控制2.4.2 燃油品質(zhì)2.4.3 在用車排放控制管理2.4.4 加速落后技術車輛淘汰2.4.5 發(fā)展替代燃料2.4.6 發(fā)展電動汽車2.4.7 臨時交通管理措施2.5 挑戰(zhàn)與展望第3章 中國汽車保有量及交通服務量情景分析3.1 歷史及現(xiàn)狀3.2 汽車交通服務量預測模型3.2.1 模型框架3.2.2 汽車保有量預測模型3.2.3 汽車交通服務量預測模型3.3 情景分析3.3.1 情景定義3.3.2 汽車保有量3.3.3 汽車客運交通服務量3.3.4 汽車貨運交通服務量3.4 結論第4章 汽車動力系統(tǒng)技術4.1 中國機動車動力系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀4.1.1 中國汽車發(fā)展現(xiàn)狀與動力技術構成4.1.2 中國乘用車動力技術構成4.1.3 中國商用車動力技術構成4.1.4 兩輪機動車電動化比例升高4.1.5 動力系統(tǒng)電動化進入起步階段4.1.6 中國汽車燃料消耗現(xiàn)狀4.2 高效清潔汽車動力技術4.2.1 高效發(fā)動機技術4.2.2 智能啟停技術4.3 混合動力技術4.3.1 串聯(lián)式混合動力技術4.3.2 并聯(lián)式混合動力技術4.3.3 混聯(lián)式混合動力技術4.4 純電驅(qū)動技術4.4.1 插電式混合動力汽車4.4.2 增程式純電動汽車4.4.3 純電動汽車4.4.4 燃料電池汽車技術4.5 結論第5章 石油基液體燃料5.1 引言5.2 發(fā)展現(xiàn)狀和歷史趨勢分析5.2.1 中國石油的整體流向5.2.2 中國石油資源和原油產(chǎn)量5.2.3 中國石油進口和戰(zhàn)略儲備5.2.4 中國石油煉制規(guī)模和技術5.2.5 中國石油消費總量和構成5.2.6 國際與國內(nèi)的石油價格5.2.7 中國石油相關環(huán)境政策5.3 未來展望和應對策略分析5.3.1 中國石油未來發(fā)展問題的研究綜述5.3.2 中國石油消費及車用汽油、柴油消費的情景分析5.3.3 中國石油的能源安全約束指標與石油缺口5.3.4 中國石油的常規(guī)污染和溫室氣體減排5.4 結論和建議5.4.1 主要結論5.4.2 政策建議第6章 天然氣基車用燃料6.1 引言6.2 車用天然氣的資源供應能力分析6.2.1 中國天然氣的資源勘探開發(fā)6.2.2 中國天然氣的生產(chǎn)、消費和進口6.2.3 中國天然氣的儲、運、配6.2.4 煤制天然氣SNG6.2.5 未來天然氣供需形勢和車用的潛力6.3 CNG汽車發(fā)展分析6.3.1 基本技術描述6.3.2 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀6.3.3 技術性能評價6.3.4 支撐條件分析6.3.5 未來發(fā)展建議6.4 LNG汽車發(fā)展分析6.4.1 基本技術描述6.4.2 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀6.4.3 技術性能評價6.4.4 支撐條件分析6.4.5 未來發(fā)展建議6.5 GTL發(fā)展分析6.5.1 基本技術描述6.5.2 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀6.5.3 技術性能評價6.5.4 支撐條件分析6.5.5 未來發(fā)展建議6.6 結論和建議6.6.1 天然氣的供應能力將持續(xù)快速增長6.6.2 天然氣汽車總體將呈現(xiàn)快速發(fā)展趨勢6.6.3 亟須完善車用天然氣定價機制和基礎設施條件6.6.4 重點推廣CNG城市公交汽車和示范LNG重型車輛第7章 煤基液體燃料7.1 引言7.2 煤基液體燃料的資源供應潛力分析7.2.1 煤炭開發(fā)和利用現(xiàn)狀7.2.2 煤炭資源的產(chǎn)能約束和車用的潛力7.3 煤基液體燃料的技術評價7.3.1 技術發(fā)展現(xiàn)狀7.3.2 技術性能比較7.3.3 WTT分析7.3.4 碳稅對成本的影響7.3.5 六維度綜合評價7.4 煤基液體燃料的發(fā)展政策分析7.4.1 各種技術路線的分析7.4.2 綜合發(fā)展政策建議7.5 結論和建議7.5.1 主要結論7.5.2 政策建議第8章 生物液體燃料8.1 生物液體燃料發(fā)展現(xiàn)狀8.1.1 燃料乙醇增速緩慢,2010年利用量遠未實現(xiàn)規(guī)劃目標8.1.2 生物柴油2010年利用量已超規(guī)劃目標,但與累積產(chǎn)能差距顯著8.2 生物質(zhì)原料資源潛力8.2.1 生物質(zhì)原料資源的選擇8.2.2 非種植類原料資源潛力較大,但面臨多種競爭性用途8.2.3 能源植物資源潛力不確定性較大,受多重約束影響8.3 生物液體燃料技術發(fā)展與產(chǎn)業(yè)政策8.3.1 非糧1.5代生物液體燃料技術8.3.2 2代生物液體燃料技術8.3.3 微藻產(chǎn)生物柴油8.4 生物液體燃料發(fā)展情景8.4.1 技術選擇8.4.2 情景設定8.4.3 成本與技術擴散8.4.4 主要約束條件8.4.5 中國生物液體燃料發(fā)展?jié)摿η榫胺治雠c評價8.5 結論和建議8.5.1 主要結論8.5.2 建議附錄第9章 車用電力能源9.1 電力發(fā)展預測及電動汽車用能供需分析9.1.1 中國電力現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢分析9.1.2 中國電力發(fā)展預測9.2 電動汽車電能補充方式比較及對充電功率的需求9.2.1 三種典型的電能補充方式9.2.2 不同電能補充方式的功率需求9.3 電動汽車與電網(wǎng)的相互影響及協(xié)調(diào)發(fā)展9.3.1 由充電引起的電能質(zhì)量問題9.3.2 電動汽車雙向能量轉(zhuǎn)換技術9.4 支撐電動汽車發(fā)展的電網(wǎng)基礎設施及技術標準9.4.1 基礎設施建設與電力系統(tǒng)升級改造9.4.2 電動汽車技術標準9.5 結論和建議第10章 車用氫能路徑分析10.1 中國氫氣的生產(chǎn)10.1.1 煤制氫10.1.2 天然氣制氫10.1.3 石油制氫10.1.4 工業(yè)過程副產(chǎn)氫10.2 中國的氫氣利用10.2.1 合成氨生產(chǎn)消耗氫氣10.2.2 甲醇生產(chǎn)消耗氫氣10.2.3 成品油生產(chǎn)用氫氣10.2.4 商業(yè)氫氣10.3 中國氫氣流動圖譜10.4 中國氫氣作為交通能源的政策10.4.1 《國家中長期科學和技術發(fā)展規(guī)劃綱要(2006-2020年)》——新能源汽車的基礎研究規(guī)劃10.4.2 中國的能源狀況與政策10.4.3 《中華人民共和國節(jié)約能源法》——鼓勵開發(fā)使用可再生能源10.4.4 《中國節(jié)能技術政策大綱(2006年)》——氫能及其應用技術10.4.5 《中國應對氣候變化國家方案》——燃料電池和氫能技術10.5 氫能燃料電池汽車技術開發(fā)及示范進展10.5.1 燃料電池城市客車研發(fā)與產(chǎn)品10.5.2 燃料電池轎車開發(fā)與產(chǎn)品10.5.3 燃料電池系統(tǒng)開發(fā)10.5.4 氫能燃料電池汽車示范運行10.6 能量流動圖譜分析10.6.1 燃料經(jīng)濟性分析10.6.2 車內(nèi)能量流動分析10.7 氫能汽車發(fā)展的情景分析10.8 結論和建議第11章 車用燃料技術路線全生命周期能耗及溫室氣體排放11.1 國內(nèi)外車用燃料全生命周期研究情況11.2 車用燃料全生命周期分析模型11.2.1 階段劃分和功能單位11.2.2 計算方法與邏輯11.3 燃料與車輛路線11.3.1 石油基燃料路線11.3.2 天然氣基燃料路線11.3.3 煤炭及煤基燃料路線11.3.4 生物燃料路線11.3.5 車用電力路線11.3.6 車用氫能路線11.3.7 其他相關技術11.4 多種車用燃料路線全生命周期能耗和碳排放11.4.1 從礦井到加油泵11.4.2 從加油泵到車輪11.4.3 動力-燃料技術組合11.5 未來展望11.5.1 從礦井到加油泵11.5.2 從礦井到車輪11.6 結論和建議11.6.1 主要結論11.6.2 政策建議第12章 車用能源情景分析12.1 車用能源模型12.1.1 模型總體框架12.1.2 汽車交通需求預測模型12.1.3 車用能源供應模型12.1.4 車用能源集成與優(yōu)化模型12.2 參考情景12.2.1 情景主要假設12.2.2 情景結果12.2.3 情景要點總結12.3 電動汽車發(fā)展情景12.3.1 情景主要假設12.3.2 情景結果12.3.3 情景要點總結12.4 燃料電池汽車發(fā)展情景12.4.1 情景主要假設12.4.2 情景結果12.4.3 情景要點總結12.5 生物燃料發(fā)展情景12.5.1 情景主要假設12.5.2 情景結果12.5.3 情景要點總結12.6 綜合政策情景12.6.1 情景主要目標與假設12.6.2 情景結果12.6.3 情景要點總結第13章 政策建議:中國車用能源可持續(xù)轉(zhuǎn)型之路

章節(jié)摘錄

第1章 引 論 能源安全和氣候變化已成為當前國際政治、經(jīng)濟和環(huán)境領域的熱點問題。在現(xiàn)代化過程中，中國將長期面臨保障能源安全和減緩氣候變化帶來的挑戰(zhàn)。中國能源未來發(fā)展的道路會對全球能源市場和應對氣候變化格局產(chǎn)生廣泛而重大的影響。目前，中國已成為全球汽車市場增長最快的地區(qū)之一，也已成為全球最大的汽車消費國和生產(chǎn)國。車用能源問題已成為中國能源和環(huán)境問題中的一個核心問題。1 1 車用能源的影響因素根據(jù)影響因素作用機制的特點，把影響車用能源發(fā)展的主要因素劃分為四大類：經(jīng)濟發(fā)展、人口地理、技術進步和公共政策。1 1 1 經(jīng)濟發(fā)展一個國家的汽車保有量和車用能源消費量首先是由該國汽車的交通運輸服務需求量大小決定的，而交通運輸服務需求量又是由該國的經(jīng)濟規(guī)?？偭?、經(jīng)濟結構和產(chǎn)業(yè)結構等宏觀經(jīng)濟特征決定的。一般說來，一個國家的經(jīng)濟規(guī)模大，汽車交通服務需求就大，車用能源消費量也越大。也就是說，在一定時期內(nèi)，經(jīng)濟規(guī)模、汽車的交通運輸服務需求量和車用能源消費量三者之間呈現(xiàn)很強的正相關。實踐表明，自改革開放以來，中國經(jīng)濟規(guī)模、汽車交通運輸服務需求量和車用能源消費量之間正是呈現(xiàn)很強的正相關關系。到21世紀中葉，中國才能基本實現(xiàn)現(xiàn)代化，成為一個收入水平中等偏上的中等發(fā)達國家。在未來相當長的時期，中國經(jīng)濟仍然處在成長期，ＧＤＰ的增長率是中國汽車交通運輸服務需求的關鍵驅(qū)動因素。1 1 2人口地理除了經(jīng)濟規(guī)模和發(fā)展水平外，一個國家的人口地理特征也是影響該國汽車交通運輸服務需求大小及車用能源消費量的關鍵因素。一個國家主要的人口地理特征體現(xiàn)在人口數(shù)量、人口構成、國土面積、城市化率、城市化模式和交通運輸基礎設施條件等。美國國土面積廣闊，城市群分散，高速公路網(wǎng)高度發(fā)達，乘用車保有率高，達到每千人785輛；日本國土面積狹小，人口密度高，城市密集，乘用車保有率比美國低得多，每千人只有450輛；加拿大、德國、英國和法國的乘用車保有率介于以上兩者之間。因此，人口增長率、人口密度、城市化率及模式和交通運輸基礎設施發(fā)展模式也是中國汽車交通運輸服務需求和車用能源需求的關鍵驅(qū)動因素。1 1 3 技術進步未來汽車技術和能源技術進步會對車用能源的發(fā)展產(chǎn)生深刻的影響。汽車節(jié)能技術的創(chuàng)新和推廣會不斷提高汽車的燃油經(jīng)濟性和降低包括二氧化碳在內(nèi)的污染物排放水平。純電動和燃料電池等新能源汽車技術的進步，除了會大幅度地提高汽車的燃油經(jīng)濟性和降低污染物排放外，也會帶來車用能源轉(zhuǎn)換及儲存技術、車用能源基礎設施建設和汽車產(chǎn)業(yè)本身的深刻變革。生物基替代能源技術進步也會改變中國車用能源供應結構。需要指出的是，未來車用能源技術進步和市場滲透率有很大的不確定性。1 1 4 公共政策中國車用能源發(fā)展的目標是建立可持續(xù)車用能源系統(tǒng)。因為國家整體利益和個體的利益在一定程度上存在著不一致性，市場機制在外部性內(nèi)部化和信息供應等方面存在失靈的問題，中國可持續(xù)車用能源體系的建立需要政策干預。車用技術進步在很大程度上由政策導向決定，在宏觀經(jīng)濟因素和人口地理因素相同的背景下，不同的政策導向在很大程度上決定著車用能源技術創(chuàng)新未來發(fā)展的方向和不同車用能源技術路線可能發(fā)揮的作用。12可持續(xù)車用能源系統(tǒng)中國需要建立可持續(xù)車用能源系統(tǒng)。目前世界上還沒有一個公認的可持續(xù)車用能源系統(tǒng)的標準定義。不同的國家，因資源稟賦、人口地理條件、經(jīng)濟社會發(fā)展水平、能源和交通基礎設施特征以及技術創(chuàng)新能力等的不同，對可持續(xù)車用能源體系的定義、解釋和要求也會有所不同。中國是一個人口眾多、資源相對貧乏和經(jīng)濟快速發(fā)展的大國，目前也沒有一個公認的可持續(xù)的車用能源系統(tǒng)的定義，但是我們可以從以下幾個方面探討和認識中國可持續(xù)車用能源系統(tǒng)的一些基本特征。1）汽車交通經(jīng)濟：以盡量少或支付得起的成本來滿足社會經(jīng)濟發(fā)展和個體對汽車交通服務的需求。大量的石油進口要花費大量的外匯儲備和經(jīng)濟資源，向可持續(xù)的車用能源系統(tǒng)轉(zhuǎn)型將帶來明顯的交通經(jīng)濟效益。量、人口構成、國土面積、城市化率、城市化模式和交通運輸基礎設施條件等。美國國土面積廣闊，城市群分散，高速公路網(wǎng)高度發(fā)達，乘用車保有率高，達到每千人785輛；日本國土面積狹小，人口密度高，城市密集，乘用車保有率比美國低得多，每千人只有450輛；加拿大、德國、英國和法國的乘用車保有率介于以上兩者之間。因此，人口增長率、人口密度、城市化率及模式和交通運輸基礎設施發(fā)展模式也是中國汽車交通運輸服務需求和車用能源需求的關鍵驅(qū)動因素。2）能源系統(tǒng)效率：以最小的能源資源消費來滿足社會經(jīng)濟發(fā)展和個體對汽車交通服務的需求。理想的可持續(xù)的車用能源系統(tǒng)應該是，在滿足相同的汽車交通服務需求的條件下，從礦井到車輪（ＷＴＷ）全生命周期能耗最小的或較小的系統(tǒng)。3）溫室氣體排放：二氧化碳是最主要的溫室氣體（ｇｒｅｅｎｈｏｕｓｅｇａｓ，ＧＨＧ），根據(jù)全球二氧化碳排放控制目標情景，2050年全球人均二氧化碳排放只略大于1ｔ?？刂贫趸寂欧乓殉蔀槿蜍囉媚茉醇夹g創(chuàng)新最主要的驅(qū)動力之一。機動車成為城市空氣質(zhì)量惡化的重要污染源。理想的可持續(xù)車用能源系統(tǒng)應該是，在滿足相同的汽車交通服務需求下，ＷＴＷ全生命周期二氧化碳排放和機動車污染物排放最小或較小的系統(tǒng)。4）能源供應安全：中國石油資源相對貧乏，2010年石油對外依存度已接近55％，未來還會進一步升高。目前中國95％以上的車用能源消費來自石油基燃料，車用能源增長是推動中國石油對外依存度不斷攀升的最主要的力量?？沙掷m(xù)的車用能源體系應該具備有效應對國際能源市場風險的能力。從這一方面看，車用能源供應應該是多元化的，在經(jīng)濟可行的條件下盡量減少對國外能源資源的依賴。5）燃料品種供需匹配：可持續(xù)車用能源體系應該不僅能保證車用能源數(shù)量上供需平衡，而且能夠保證車用能源品種上匹配合理，盡量避免車用能源在品種上出現(xiàn)大的余缺，保證車用能源生產(chǎn)、運輸和加注等基礎設施得到科學的利用。6）汽車工業(yè)競爭力：中國汽車產(chǎn)業(yè)起步較晚，在傳統(tǒng)汽車技術和能源技術領域缺乏競爭力，但在新能源汽車領域有取得較大超越的可能性。中國新能源汽車市場具備一定的規(guī)模才能為汽車產(chǎn)業(yè)的升級和競爭力提升提供所需的動力。應用可持續(xù)車用能源系統(tǒng)是一種理想的政策目標情景。我們認為，交通經(jīng)濟、能源效率、溫室氣體排放、能源安全性、能源品種供需匹配和工業(yè)領導力是衡量中國車用能源系統(tǒng)是否具有可持續(xù)性的六個最基本的標準。1 3 本書主要內(nèi)容中國車用能源問題十分復雜，涉及能源、經(jīng)濟、環(huán)境、技術、社會、產(chǎn)業(yè)領導力以及政策等多個方面。對中國車用能源問題認識并提出解決方案需要開展系統(tǒng)、深入的多學科綜合研究。清華大學中國車用能源研究中心受國家能源局、工業(yè)與信息化部、科學技術部等政府部門的委托，圍繞中國車用能源可持續(xù)發(fā)展的問題，從能源、經(jīng)濟、環(huán)境、技術、產(chǎn)業(yè)領導力和政策多個方面，對中國車用能源可持續(xù)轉(zhuǎn)型之路進行了系統(tǒng)和深入的分析研究，對中國車用能源的多條技術路線進行了全生命周期分析，研究提出了中國車用能源發(fā)展的五個情景———參考情景、電動汽車發(fā)展情景、燃料電池汽車發(fā)展情景、生物燃料發(fā)展情景和綜合政策情景。利用情景分析的方法，對車用能源需求管理、汽車燃油經(jīng)濟性提高、電動汽車、燃料電池汽車和二代生物燃料等技術措施在中國車用能源可持續(xù)轉(zhuǎn)型的政策與制度安排建議。本書總結和展示了清華大學中國車用能源研究中心的這些研究工作以及取得的研究成果。本書共有13章，第2章至第13章各章安排如下。第2章 汽車發(fā)展與污染控制：闡釋了中國汽車發(fā)展引發(fā)的環(huán)境問題，重點研究城市機動車與空氣污染關系，分析了中國機動車污染控制措施，總結了相關挑戰(zhàn)并對未來進行展望。第3章 中國汽車保有量及交通服務量情景分析：重點對中國汽車保有量和汽車交通服務量進行預測。通過建立包括人口密度、家庭收入等因素的預測模型，對私人乘用車、公共交通車輛和其他車輛保有量進行分類預測；在未來汽車年行駛里程和載客／載貨率預測的基礎上，對汽車客運和貨運的交通服務量進行分類預測。第4章 汽車動力系統(tǒng)技術：對中國機動車動力系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀進行了系統(tǒng)的評估，包括高效清潔汽車動力技術、混合動力技術、純電驅(qū)動技術，也介紹了這些技術在中國的技術研發(fā)和產(chǎn)業(yè)示范情況。第5章 石油基液體燃料：圍繞石油基車用能源問題，對中國石油供應鏈進行全方位分析，涉及石油生產(chǎn)、石油進口、石油煉制到油品消費等方面，并對未來發(fā)展提出一些策略性建議。第6章 天然氣基車用燃料：圍繞車用天然氣問題，對中國天然氣未來供需形勢和天然氣動力汽車技術發(fā)展進行了評論，分析了天然氣的車用潛力。第7章 煤基液體燃料：在對煤基液體燃料供應鏈進行全方位分析基礎上，對多種煤基液體燃料技術的發(fā)展進行全面、客觀的評價，并在此基礎上提出初步的發(fā)展政策建議。第8章 生物液體燃料：在對中國生物燃料未來發(fā)展的各類資源和眾多技術進行了綜合，結合未來重點技術突破時點和政策情況，對未來車用生物燃料（如燃料乙醇、生物柴油）進行了多情景分析。第9章 車用電力能源：圍繞車用電力能源發(fā)展問題，進行了電力系統(tǒng)發(fā)展的現(xiàn)狀及未來發(fā)展情景分析，論述了影響電力系統(tǒng)發(fā)展的若干關鍵因素，并評估了電能作為車用化石能源的替代能源的可能性，進行了可行的技術路線展望。第10章 車用氫能路徑分析：圍繞氫能車用和燃料電池汽車發(fā)展問題，對中國氫氣生產(chǎn)和利用進行了全面分析，并結合燃料電池汽車技術發(fā)展，分析了未來車用氫能的來源問題。

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