- 电动汽车工程手册(第一卷):纯电动汽车整车设计
- 林程主编
- 2001字
- 2023-08-28 18:27:46
1.1.3 纯电动汽车产业发展背景
1.1.3.1 能源安全和环境保护促进各国发展纯电动汽车
1.能源安全
第二次世界大战结束后,发达国家对石油产品的依赖不断增强。从地缘政治角度而言,减少对外部能源,尤其是化石能源供应的依赖,是提升能源安全和国家安全的重要途径。世界石油储量分布不均加剧了亚太地区的石油供应问题,图1-15所示为2017年及历年石油分布区域图。目前,石油输出国组织成员国占有全球石油探明储量的71.8%。随着一些地区石油资源的枯竭,各国、各地区间的石油贸易量将进一步增大,石油运输需求也相应增大,石油储运设施及供应安全等问题日益严峻。
图1-15 2017年及历年石油分布区域
为减少对石油的过分依赖,各国都在努力寻找替代能源,大力推广与发展纯电动汽车。2010年,日本政府发布了《日本新一代汽车战略》,计划到2020年将200万辆电动汽车投入使用。由于日本电动汽车发展速度较快,其2013年的销量就已经达到预期目标。2016年,美国政府发布了支持电动汽车产业发展的一系列计划,建立了电动汽车发展联盟,同时制定了《推动电动汽车与充电设施的指导原则》,倡议电动汽车企业加大生产力度,福特、通用及特斯拉等企业纷纷响应美国政府的号召,并表示将尽快向市场推出更多有竞争力的纯电动汽车产品。在欧洲,荷兰、挪威计划从2025年起禁止销售燃油汽车。
我国是当今世界三大石油消费国之一,2018年,我国石油消费占世界总消费量的13%。同年,我国石油进口量为4.62亿t,较10年前增长了1倍多,对外依存度已达70.9%,而10年前仅为50%左右。随着我国汽车保有量的快速增长,汽车产业已经成为石油资源的第一大消费领域。由此可见,快速增长的汽车燃油消耗已经成为影响我国能源安全的重大问题,必须加快改变汽车能源过度依赖石油的状态。
2.环境保护
燃油汽车完全依赖于汽油、柴油等石油提炼物,这些燃料的燃烧不可避免地会产生空气污染,并给周围环境带来严重的噪声污染。燃油汽车不仅会释放出有毒的气体和粉尘污染当地环境,还会释放出导致全球变暖的温室气体。据统计,全球16%的CO2排放来自于汽车尾气[5]。除此之外,燃油汽车尾气还含有以CO、HC、NOx和微粒为主的有害物质,大中型城市空气污染中,CO、NOx和微粒的污染占比分别达到80%以上、40%以上和20%以上[6]。
除汽车尾气污染外,城市区域主要交通道路上汽车产生的噪声也成为市内噪声的主要来源。据统计,城市区域主要交通道路上,汽车产生的噪声可达65~75dB(A),汽车鸣笛频繁的区域甚至高达80dB(A)以上,占市区噪声的40%以上,这对市民的正常生活和工作产生了明显的影响[7]。
图1-16 各种车辆在能源全生命周期内的有害排放物比较
从环保的角度看,纯电动汽车是零排放的市区交通工具。如图1-16所示,如果在能源全生命周期内对燃油汽车和纯电动汽车的排放进行对比分析,就可发现,在全球范围内,纯电动汽车产生的有害排放物要比燃油汽车少很多。
大力发展纯电动汽车,实现交通能源转型和交通可持续发展已成为国际共识。为降低或至少控制由道路交通所造成的空气污染恶化速度,1990年,美国加州大气资源管理局(CARB)颁布了一项法规,规定1998年在加州出售的汽车中有2%必须是零排放车辆(ZEVs),到2003年零排放车辆占比应达到10%。受美国加州法规的影响,众多国家都开始制定类似法规。
随着我国经济发展和汽车保有量的持续增长,环保压力日益增大。虽然近两年我国加大了环境保护的力度,全国城市平均空气质量明显好转,但目前的大气污染程度仍然与理想的空气环境有一定差距。汽车尾气排放已成为大城市本地污染物的主要来源。根据原环境保护部(现生态环境部)2016年的报告,北京31.3%、上海29.2%、杭州28%的细颗粒物来自机动车。
1.1.3.2 发展纯电动汽车是我国实现汽车强国战略的重要路径之一
我国大规模发展乘用车工业不过20年,汽车技术,尤其是内燃机技术与世界先进水平相比有较大差距。而我国在纯电动汽车领域的技术差距较小,因此汽车工业发展在面临挑战的同时,也获得了缩小与世界先进水平差距的机遇。
世界汽车工业正进入一个以电动化、智能化、共享化为标志的变革时代,汽车技术、运用方式与消费理念都会产生重大改变,这必将引发全球汽车产业结构的大调整与市场重塑。我国在新能源汽车领域已经取得巨大成就。2018年,我国新能源汽车产销分别完成127万辆和125.6万辆,比上年同期分别增长59.9%和61.7%。其中,纯电动汽车产销分别完成98.6万辆和98.4万辆,比上年同期分别增长47.9%和50.8%。2018年,全球新能源汽车累计销量突破564万辆,我国占比达52.8%,为节能减排、应对气候变化做出了重要贡献。
随着纯电动汽车的普及,汽车将演变为数量可观的有利用价值的分布式储能系统,成为智能电网的重要组成部分,促进能源体系的变革。电动化是智能化的最佳载体,尽管各国对共享化未来发展的规模与愿景有不同预期,但可以预测,应用电动化与智能化成果实现一定范围的共享化将成为未来汽车运用的重要发展趋势。我国已在十多年前统一认识、制定规划、实施有效政策,大力推动电动化,取得了令人瞩目的成果,带动了我国汽车整车、关键零部件与基础设施技术的发展,走到了国际前列。