汽车与碳排放

第5章　汽车与低碳生活

5.1　汽车与环境

5.1.1　汽车与碳排放　

经过多数科学家研究认为，温室气体使得地球温度升高、气候紊乱，已经并将继续给地球和人类带来灾难。二氧化碳是最主要的温室气体，此外还有甲烷、一氧化二氮等。人类在生产、生活中，向大气中排放的二氧化碳在逐渐增多，导致大气中二氧化碳浓度也不断增加。

汽车是工业文明的产物，它给人们的出行生活带来了极大的便利；但同时它也被认为是当今社会最大的环境杀手之一。一辆1.6 L的普通家用轿车，一年中就可能产生1 000多kg的二氧化碳，汽车对城市环境的影响不言而喻。随着近年来汽车持有量的不断增长以及低碳生活理念的推崇，汽车与环境的矛盾也在进一步的升级中。

欧盟及美国、日本等发达国家纷纷推出汽车碳排放的标准。例如，欧盟通过减少汽车二氧化碳排放的指令来限制新车的排放，到2015年，欧洲新车平均排放将逐步降至130 g/km二氧化碳，到2020 年95 g/km。美国通过的燃油经济条例的目标是到2016年在美国销售汽车的平均二氧化碳排放155 g/km，到2020年要与世界先进水平持平。日本的目标是2015年155 g/km，2020年115 g/km，低于限额的产品将得到鼓励。我国也推出了新的油耗法规，该计划将于2015年开始实施。新法规规定，汽车相应折算的二氧化碳排放为161 g/km；争取2020年，我国汽车排放和能耗进入国际先进水平。

5.1.2　汽车与PM2.5

PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5 μm的颗粒物，也称为可入肺颗粒物。PM2.5颗粒直径小，富含大量的有毒、有害物质且在大气中的停留时间长、输送距离远，因而对人体健康和大气环境质量的影响很大，已经被美国和欧盟部分国家作为重要的监测空气污染程度的指数。在2012年2月29号，国务院发布了新修订的《环境空气质量标准》，新标准也增加了细颗粒物（PM2.5）限值监测指标，这是我国首次制订PM2.5标准。有关资料表明，PM2.5产生的主要来源是日常发电、工业生产、汽车尾气排放等过程中经过化石燃料的燃烧而排放的残留物，大多含有重金属等有毒物质。

对于汽车，无论是汽油车还是柴油车，在使用的过程中都会产生PM2.5，相对而言，柴油车产生的PM2.5会多一些。同时，汽车尾气中的一些气态污染物，也会二次转化为细颗粒物。另外，汽车在空挡怠速、刚启动加速或频繁加速、减速的状态下，机动车排放PM2.5浓度会不断升高。随着汽车保有量的持续增长，PM2.5的影响将会越来越明显，汽车工业必须面对节能减排的现实与紧迫性。

5.2　低碳汽车产品

5.2.1　小排量汽车　

汽车耗油量通常随排气量上升而增加。排气量为1.3 L的车与2.0 L的车相比，每年可节油294 L，相应减排二氧化碳647 kg。如果全国每年新售出的轿车（约382.89万辆）排气量平均降低0.1 L，那么可节油1.6亿L，减排二氧化碳35.4万t。

小排量汽车，由于其燃油经济性和比较充分地满足乘用需要而深受用户推崇和喜爱。在西方国家，小排量车由于车身轻、能耗低、节约资源、排放少、占地面积小，成为大多数国家鼓励的方向。在我国，小排量车一般是指排量在1.0 L（含1.0 L）以下的汽车，其油耗基本在每百公里5 L以下，与排量在1.4 L左右的轿车相比，每百公里要省4 L油左右。

如今，经过多年的发展，小排量汽车的技术含量越来越高，低排量并不意味着低配置和低技术，如长安、奇瑞、长城等汽车企业自主研发的小排量汽车与某些多年不变的大排量汽车相比，小排量汽车往往更为时尚、实用、方便、经济。如图5.1所示为长安福特新嘉年华（1.3 L）汽车。

图5.1　长安福特新嘉年华（1.3　L）

5.2.2　新能源汽车　

新能源汽车是指采用新型动力系统，完全或主要使用非石油燃料的新型能源的汽车，是汽车产品的技术变革。我国国家政策中的新能源汽车主要包括混合动力汽车（HEV）、纯电动汽车（BEV）与燃料电池汽车（FCEV）。

（1）混合动力汽车

混合动力汽车是使用两个或两个以上不同的动力源来推进车辆行驶的车辆，混合动力汽车的英文缩写是HEV。目前，混合动力汽车通常是指采用传统的内燃机和电动机作为动力源的汽车。使用的内燃机既有柴油机又有汽油机，但共同的特点是排量小、质量轻、速度高、排放好。据统计，混合动力车可省油30%以上，每辆普通轿车每年可节油约378 L，相应减排二氧化碳832 kg。如果混合动力车的销售量占到全国轿车年销售量的10%（约38.3万辆），那么每年可节油1. 45亿L，减排二氧化碳31.8万t。具体来说，混合动力汽车主要具有以下优点：

①采用混合动力后可按平均需用的功率来确定内燃机的最大功率，此时内燃机处于油耗低、污染少的最优工况下工作。需要大功率内燃机功率不足时，由电池来补充；负荷少时，富余的功率可发电给电池充电，由于内燃机可持续工作，电池又可不断得到充电，故其行程和普通汽车一样。

②因为有了电池，可十分方便地回收制动时、下坡时、怠速时的能量。

③在繁华市区，可暂停内燃机，由电池单独驱动，实现零排放。

④有了内燃机可十分方便地解决耗能大的空调、取暖、除霜等纯电动汽车遇到的难题。

⑤可让电池保持在良好的工作状态，不发生过充、过放，延长其使用寿命，降低成本。

但是混合动力汽车不适合长距离高速行驶，这种情况下达不到节能减排的目的。

目前市面上已出现了几款混合动力车型，其中丰田普锐斯是世界首款批量生产的，也是目前为止世界上最成熟的混合动力轿车。普锐斯的油电混合动力系统是世界尖端技术，创造了汽油发动机与电动机的最佳组合，令汽车的性能有很大提高，大大降低油耗水平和汽车尾气排放。如图5.2所示为丰田普锐斯混合动力汽车。

图5.2　混合动力汽车——丰田普锐斯

（2）纯电动汽车

纯电动汽车顾名思义就是动力采用电力驱动的汽车。它利用蓄电池作为储能动力源，通过电池向电机提供电能，驱动电动机运转，从而推动汽车前进。从外形上看，电动汽车与日常见到的汽车并没有什么区别，区别主要在于动力源及其驱动系统，即纯电动汽车的电动机相当于传统汽车的发动机，蓄电池相当于传统汽车的油箱。

纯电动汽车本身不排放污染大气的有害气体，即使按所耗电量换算为发电厂的排放，除硫和微粒外，其他污染物也显著减少，由于电厂大多建于远离人口密集的城市，对人类伤害较少，而且电厂是固定不动的，集中的排放，清除各种有害排放物较容易，也已有了相关技术。由于电力可从多种一次能源获得，如煤、核能、水力、风力、光、热等，解除人们对石油资源日趋枯竭的担心。电动汽车还可充分利用晚间用电低谷时富余的电力充电，使发电设备日夜都能充分利用，可提高其经济效益。

有专家认为，对于电动车而言，目前最大的障碍就是基础设施建设以及价格影响了产业化的进程，与混合动力车相比，电动车更需要基础设施的配套，而这不是一家企业能解决的，需要各企业联合起来与当地政府部门一起建设，才会有大规模推广的机会。电动汽车具有技术相对简单成熟的优点，只要有电力供应的地方都能够充电。

小型纯电动车是国家优先发展的纯电动车品种，它的产品性能好，价格便宜；基础设施建设较容易，出门可方便、快捷地充电，回家则可利用夜晚用电低谷时充电。国家计划在2010—2015年，开展以小型电动汽车为代表的纯电驱动汽车大规模示范与商业化，在2015年实现年产20万～30万辆。如图5.3所示为长城欧拉小型纯电动车。

（3）燃料电池汽车

燃料电池汽车是指以氢气、甲醇等为燃料，通过化学反应产生电流，依靠电机驱动的汽车。其电池的能量是通过氢气和氧气的化学作用直接变成电能，而不是经过燃烧。燃料电池的化学反应过程不会产生有害产物，因此燃料电池车辆是无污染汽车，燃料电池的能量转换效率比内燃机要高2～3倍。因此，从能源的利用和环境保护方面，燃料电池汽车是一种理想的车辆。与传统汽车相比，燃料电池汽车具有零排放或近似零排放、机油泄漏带来的水污染小、温室气体排放的降低、燃油经济性、发动机燃烧效率的提高、运行平稳、无噪声等优点。

图5.3　小型纯电动车——长城欧拉

但是，燃料电池汽车的技术还不够成熟，成本很高。例如，氢燃料的存储和运输按照目前的技术条件来说非常困难，因为氢分子非常小，极易透过储藏装置的外壳逃逸。另外，最致命的问题是，氢气的提取需要通过电解水或者利用夭然气，如此一来同样需要消耗大量能源，除非使用核电来提取，否则无法从根本上降低二氧化碳的排放，这使得氢燃料电池成本过高。

如图5.4所示为供氢基地，如图5.5所示为加氢站。

图5.4　供氢基地

图5.5　加氢站

5.3　低碳用车

科学用车，注意保养，可减少碳排放量。汽车车况不良会导致油耗大大增加，而发动机的空转也很耗油。通过及时更换空气滤清器、保持合适胎压、及时熄火等生态驾驶措施，每辆车每年可减少油耗约180 L，相应减排二氧化碳400 kg。如果全国1 248万辆私人轿车每夭减少发动机空转3～5 min，并有10%的车况得以改善，那么每年可节油6.0亿L，减排二氧化碳130万t。生态驾驶是继安全驾驶之后，以适应现代引擎技术为基础的经济、绿色驾车理念和技能。其目的是从改变人的行为方式的角度，培养驾驶者形成“巧妙驾车”的习惯，与提高车辆节能和排放的技术标准、加强交通需求管理、促进替代燃料开发等配合实施，促进交通部门的节能减排。

5.4　低碳出行

低碳是一种生活方式和概念，它并不表示需要降低你的生活品质。为了践行这种生活方式，国家政府和公民都应该参与进来。

各级政府可发展现代化城市综合交通运输体系，提高综合管理效率和现代化水平；实施交通畅通工程，鼓励加快城市轨道交通设施建设；推动停车场建设，规范停车收费；交通换乘枢纽应建设大型停车场所，方便换乘公共交通工具，减轻交通拥堵压力；加强环境保护宣传教育工作，鼓励公众合理利用交通工具，引导汽车消费者购买和使用低能耗、低污染、小排量、新能源、新动力的汽车，并指导汽车消费者进行生态驾驶。

提倡低碳出行，也就是节约资源、提高能效、减少污染、有益健康、兼顾效率的出行方式，通常包括步行、骑自行车、乘坐公共交通及拼车等。低碳汽车生活，从此“绿”起来。