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【關鍵詞】新能源；并網；關鍵技術；發展趨勢
0 引言
兩次科技革命過后，我們的科技程度與生產力進步程度都有了大幅的提高。隨之而來的，也有負面影響。比如，化石能源等不可再生資源越來越少，環境污染也越來越嚴重。長此以往，地球上的化石資源等終將枯竭，屆時人類的生存將面臨嚴峻考驗。不管是從我們賴以生存的自然環境，還是從我們無法離開的能源資源角度，找到可再生資源來取代傳統的不可再生資源都是當務之急。一些國家和地區已經在著手計劃以新能源來代替化石能源，并有了一定成效。我國的社會建設與人民群眾的日常生活一樣離不開電力供應，從環保與成本等方面考量，新能源發電技術代替傳統化石能源技術必將成為主流。我國電力系統結構也將面臨大的調整。但由于我國新能源研究較晚，技術方面并不是特別成熟，新能源發電技術還是小范圍存在，沒有成大規模投入使用，所以新能源發電技術的研究與發展還是當前需要工作人員繼續努力推進的重點項目。
1 新能源并網發電系統的關鍵技術
1.1 新能源發電技術主要方式
新能源發電技術主要方式是分布式。分布式新能源發電技術主要突出了分布式和新能源兩個特點。首先發電規模小，其次和電力用戶距離不遠，第三可單獨給電力用戶供電的形式就是分布式。傳統能源以外的各種環保的、清潔的、可再生的能源都是新能源。新能源主要靠發電技術與儲能技術兩者結合的方式給電力用戶提供電能。
1.2 新能源發電系統結構及關鍵部件
新能源發電系統中含有多個小型的新能源發電單元，這些小型的發電單元中可能包含風能發電、太陽能光伏發電、潮汐能發電等多種能源發電形式。這些供電設備需經過逆變器，然后以并聯的方式接入大電網，才能保證主網的安全穩定運行。
新能源發電系統的關鍵部位包括：并網逆變器、靜態開關、電能質量控制裝置。
1.3 新能源并網發電系統關鍵技術
新能源發電多以微網形式存在，下面主要分析微網技術。
1.3.1 微網的運行
微網的抗擾動能力不強，且我們無法控制自然資源。比如風力的大小，出現的時間，出現的頻率等，這就導致微網的安全性不穩，需對其加強控制。
1.3.2 微網的故障檢測與保護
微網系統中不僅存在單向潮流，也會包括雙向潮流，傳統的保護措施不再有效，可研發在不同于常規模式下運行的故障檢測與保護控制系統。
2 新能源并網發電系統的發展趨勢
我國的發電總量在世界上是名列前茅的，但因為我國人口眾多，基數過大，人均電量就難以到達令人滿意的水平。從另一方面來說，我國的人均用電量還有很大的上升空間，大力發展新能源并網發電技術，解決人民群眾生產生活用電需求，既可填補用電缺口，又有利于綜合國力的提升。目前環保問題已是全球性問題，能源問題亦然。傳統的化石能源必然會被可再生新能源替代。所以說，新能源發電技術必將成電力發展的主流方向，以下就是幾種新能源發電技術的發展趨勢分析：
2.1 太陽能光伏發電
太陽能的最大優勢在于方便廉價，存在面積廣，只要有太陽的地方都可以利用，還可以分散到各家各戶采用單獨供電的方式。也可采用大規模發電方式并網運行。太陽能無污染無噪音，是一種重要的清潔能源。
我國76%的國土光照充沛，全年輻射重量約917-2333kWh/m2，理論總儲量約為147*108GWh/a，且光照資源分布較為均勻，可以說是資源優勢得天獨厚，就基礎條件來講，我國的太陽能光伏發電前景是非常廣闊的。目前，我國能源供應中所占比例最大的就是煤炭，占主導地位，其消耗量巨大，所帶來的環境問題更是日益嚴峻。所以，不管是從環境角度，還是從能源角度，我國政府都在著手計劃并已經初步采取措施來研制以可再生新能源來逐漸替代傳統能源的技術。2007年我國制定的《可再生能源中長期發展規劃》指出，截止2020年，太陽能光伏發電總容量將達到180萬kW，且按有關專家預測，這一數字或有望達到1000萬kW。從市場需求角度看，我國很多邊遠地區仍處于缺電甚至無電狀態，電力缺口很大，加之我國經濟發展迅速，可以預見，并網型太陽能光伏電站不日將進入市場，且發展潛力巨大。
2.2 風能發電
風能是一N可再生清潔能源，無污染、能量較大、發展前景良好。風能得到了各國的認同與重視。且風力發電在眾多的可再生能源中屬于成本較低的類型，即可并網運行，也可獨立運行，又能與其他技術互補組成混合型發電系統。近年來，風力發電技術日趨完善，并網型風力發電機單機額定功率最大已經達到5MW，葉輪直徑已達到126m。截止到2005年，全球裝機容量為58982MW，其中風力發電量占總數的1%。中國已成為亞洲風電產業發展的助推者之一，總裝機容量位居世界第八。日后，不論國內還是國外，風力發電技術與產業發展速度都會大大提升。
2.3 地熱發電
地熱發電也是新能源的一種，但其易受環境影響，利用方面小，對于大面積供電并不適合，但對于有地熱資源的地方來講，這又是一種福音。地熱發電的開發和利用有利于擁有該資源的地區的經濟文化發展，所以，地熱資源也是一種不可忽略的新能源。
2.4 海洋能發電
利用海洋能發電主要是在海上，對人們的生產生活影響不大，且我國海域資源遼闊，海岸線長，所以，海洋能發電也是一種主要發電形式。
2.5 生物質能發電
我國是農業大國，每年都會有大量的農副產品遺留，且隨著社會的發展，人民生活水平的提高，所產生的生活垃圾也是日漸增多。這些東西都可以作為發電的生物質能資源，既保護了環境又可以解決電力需求，所以，生物質能資源也有較大的發展空間。
3 結束語
綜上所述，雖然新能源發電技術目前有一定成績的取得，但是受種種因素的制約，可再生新能源的并網發電發展不是特別理想。為了走可持續發展的道路，要逐漸減少發電企業對傳統的不可再生化石能源的依賴，大力發展可再生新能源的并網發電技術。將新能源研究納入大電網的總體規劃研究框架中。在堅強電網的高級配電運行框架下，新能源的發電并網一定能夠快速發展并發揮重要作用。
【參考文獻】
[1]孫佐.新能源并網發電系統的關鍵技術和發展趨勢[J].池州學院學報，2010，24（3）：31-35.
1、此消彼長發展不平衡
全球電池行業自2007年起，經過2009年的波動，2010年至2011年均有較大增長。
其中，鉛酸電池的市場份額占據主要地位，增長平穩，增速放緩；鋰離子電池增速最大；太陽能電池波動較大。
2、主要電池產業現狀（1）鉛酸蓄電池
鉛酸蓄電池市場需求量正逐年下降，增長速度自2000年以來已明顯放緩。鋰離子電池已經在電動自行車市場開啟了大規模替代鉛酸電池的進程，燃料電池正取代鉛酸電池成為電動叉車的主要能量，其它市場的替代進程也陸續開始。鉛蓄電池目前主要在中國、巴西、墨西哥等國生產。
（2）鋰離子電池
1991年才實現商業化的鋰離子電池產業發展速度最快。2005-2015年，全球鋰電池市場規模從56 億美元增長到230億美元，復合年增長率高達15.2%。如以15.2%的年增長率，預計到2020年全球鋰電池的市場規模將達到466億美元。
2000年至2010年間，智能手機、平板電腦、移動電源等便攜式鋰電池等應用領域的發展是驅動鋰電池行業持續增長的主要動力。2010年以后，鋰離子電池在動力電池領域的應用逐步成熟，并逐步向新能源汽車等領域拓展。
2013 年電動汽車成為全球鋰離子電池的第4大產品。
新能源汽車強勁增長的需求推動動力電池成為鋰電池重要組成部分，占比上升到2015年的28.26%。各類電動交通工具持續翻番增長將會成為推動鋰離子電池、尤其是動力鋰電池在未來的五到十年間蓬勃發展的主力。
儲能市場（4G移動基站微站、家庭儲能市場、分布式光伏發電等應用）將會成為鋰離子電池的新藍海。
全球鋰電池產業呈“三足鼎立”態勢。2014年中國、日本和韓國合計占有全球90%以上的市場份額。日本占據鋰離子電池技術優勢和高端產品市場，韓國迅速追趕，中國則更多集中在中低端市場競爭。
全球的鋰電池產業在向中國轉移。松下、三星、LG 等多家鋰電池產業巨頭紛紛在華設立子公司或將生產制造部門甚至研發部門遷至中國。
（3）燃料電池
全球燃料電池產量飛速增長。其中固定領域對增長的貢獻最大，運輸領域增長相對平穩，便攜式領域幾乎停滯不前。氫燃料電池發展迅速。2011年全球氫燃料電池市場規模為10.3億美元，較2010年6.7億美元成長54%。
固定式燃料電池未來增長潛力巨大。根據Pike Research的預測，到2022年固定式燃料電池的出貨量將達到35萬臺，相對于目前的規模有一個巨幅的提升。加拿大的巴拉德動力公司和美國的Bloom Energy，Fuel Cell Energy，UTC Power是該領域的主要生產公司。
交通運輸領域燃料電池已在物料搬運設備領域實現商業化。北美的Plugpower和加拿大巴拉德動力公司是主要廠商。未來發展主要集中在物料搬運設備市場和輕型燃料電池電動汽車上。
氫燃料電池在電動汽車發展中有望后來居上，突破只是時間問題。其發展機遇有：其一，全球燃料電池電動汽車已經從開發階段進入市場導入階段，成本的持續顯著下降助推燃料電池汽車加快批量化生產進程；其二，激烈的專利競爭為燃料電池產業的發展奠定了技術基礎（為了氫燃料電池車的發展，豐田汽車在2015年1月宣布開放其5680項燃料電池技術專利的使用權）；其三，全球汽車巨頭在燃料電池汽車上的投入及相互合作，推動燃料電池商業化的快速發展；其四，政府補貼以及與燃料電池汽車的市場導入量相匹配的加氫站建設也在積極推進。目前全球加氫設施的發展主要集中在三大區域：北美、歐洲和日本。
根據預測，從2020年開始，全球燃料電池車銷量出現大幅增長；2023年，全球燃料電池車銷量有望突破1.5萬輛，北美、歐洲和亞太地區基本上各占1/3；2024年，亞太地區的燃料電池車銷量將超過歐洲和北美。
燃料電池在便攜式領域的發展由于攜帶和使用安全等難題幾乎處于停滯狀態，未來在該領域的發展還需很長時間。
（4）太陽能電池
2008年以來，全球太陽能電池產能波動性增長，產量持續穩步增長。其中，全球EPC市場容量（非住宅光伏市場）迅猛增長。
2011年，中國大陸光伏電池產能占全球總產能的60%，其余產能主要分布在美國、臺灣省、韓國、歐洲等區域。
在太陽能電池中，多晶電池仍為主流，產業集中度逐步提升。美國的First Solar公司掌握薄膜電池生產專利技術，是世界領先的太陽能光伏模塊制造商之一。
在2012年以前，以德國、意大利、西班牙三國為代表的歐洲區域為全球光伏發展的核心地區，占全球總裝機規模的70%。2013年以后，中、美、日三國成為主要增長區域，南非和印度成為了最有潛力的新興市場。
全球光伏發電未來發展前景廣闊。目前光伏行業的終端需求受各國政策變化的影響大。根據各國政策，日本、美國、英國、德國、西班牙等未來需求將減少，中國、印度、泰國、韓國、菲利賓、巴西、智利、洪都拉斯、烏拉圭、沙特阿拉伯、以色列、南非、阿爾及利亞、法國、土耳其、荷蘭的新增需求將快速增加。
（5）鎳氫電池和鎳鎘電池
鎳鎘電池呈現出年銷量下滑態勢。由于鎘具有毒性，許多發達國家已建議禁止使用鎘鎳電池。傳統鎳鎘電池在民用領域將被逐步取代。
鎳氫電池是早期的鎳鎘電池的替代產品，近年來市場在逐步萎縮。目前在移動電話、筆記本電腦等領域被鈷酸鋰等鋰電池取代，在便攜式電器市場、電動工具、電動車市場被錳酸鋰電池和磷酸鐵鋰電池取代。
鎳鎘電池和鎳氫電池全面退出市場只是時間問題。
（6）原電池
原電池市場需求穩定，市場份額相對萎縮。2014年全球市場規模達136.6億美元，占全部電池市場的18%，比2009年的24%有所下降。其中鋅錳電池逐漸減少，堿錳電池增速緩慢，鋰一次電池增速強勁。
日本堿性電池產業發達，全球知名堿性電池廠商都集中在日本。美國和德國是主要堿性電池進出口貿易國。
3、國際電池行業的發展趨勢
全球電池行業的發展有如下幾方面的趨勢。
（1）市場趨勢
各類電池的市場規模此消彼長，以新能源作為材料的電池發展潛力巨大。鉛酸蓄電池增長放緩；鎳鎘和鎳氫電池市場持續萎縮；鋰電子電池漲勢迅猛；燃料電池市場突破在即；太陽能電池發展受各國相關政策影響大。
（2）生產趨勢
全球電池產能在向中國轉移。日本、韓國和歐洲的一些電池巨頭由于成本或環保問題，紛紛在華設立子公司或將生產制造部門甚至研發部門遷至中國。如，日本和韓國的鋰電池，歐洲的鋰錳電池及太陽能/光伏電池等。
（3）技術趨勢
第一，各主要新能源電池成本顯著下降。而隨著廠商擴大生產規模、調整融資、提高效率，這一趨勢仍將持續。
2011年以來，動力鋰電池成本價格下降了50%，能量密度也不斷上升。（如下圖所示）。
燃料電池中鉑的用量在過去十年間下降了80%，成本較2006年降低50%以上，且還存在繼續下降的空間。交通運輸用燃料電池的成本有望接近實現規?；a、與內燃機汽車競爭的起始點。
太陽能發電技術成本在過去二十年已大幅下降，并將繼續下降，能量轉換效率也在不斷的提升中。
第二，鋰離子電池技術停滯不前，燃料電池重獲重視并有新進展，兩條技術路線將在較長時期齊頭并進，未來新能源汽車技術構成不明朗；結合幾種電池優勢的混合產品率先實現量產和市場化。
①鋰離子電池技術現狀及趨勢。
目前能夠生產出的使用石墨負極的第一代鋰電池的能量密度已離理論極限值（600Wh/L）不遠，無法滿足市場應用的需要，制約潛在需求的釋放。
目前鋰離子電池技術研發方向為第二代鋰電池（使用硅負極，最高能取得800Wh/L左右的能量密度）和第三代鋰電池（使用更高能量密度的金屬負極甚至做到無負極，能超過1000Wh/L的能量密度）。
鋰離子電池分國別技術遷徙趨勢如下圖所示。
②燃料電池技術現狀及趨勢。
目前，交通領域燃料電池的功率密度達到了接近內燃機的水平。從燃料電池的壽命看，小車達到了5000小時，大巴超過了1萬小時。
日本在燃料電池研發上處于世界領先。根據近年來燃料電池專利持有情況來看，各大汽車公司在近幾年的專利數目節節攀升，其中豐田公司更是位居榜首。2014年，豐田推出首款量產版氫燃料電池車。
燃料電池的研發方向主要集中在如何解決質子傳導膜的適用溫度范圍擴展、氫氣儲存和運輸技術難度大、氫氣安全性等問題，以及繼續降低鉑族金屬作為催化劑的使用比例等。
目前各大電池企業和汽車巨頭在鋰電池和氫燃料電池研發上齊頭并進，未來新能源動力車輛的技術構成不明朗。
③太陽能電池技術現狀及趨勢。
對于太陽電池來說最重要的參數是光電轉換效率。晶硅電池因轉換效率、運行可靠性等綜合性能指標較優，成為目前光伏市場的主流。
太陽能電池的能量轉換效率在不斷提升（美國能源部國家再生能源實驗室（NREL）實現了目前最高的45.7%的轉換效率）；發電成本在過去二十年已大幅下降，并將繼續下降。
高分子聚合物太陽能電池有望獲得9%的光電轉化效率，但距離聚合物電池投入商用的15%的光電轉化效率尚有一定距離。
目前結合幾種電池優勢的混合電動汽車產品率先實現了產業化和市場化。諸如燃油混合動力汽車，以及聯合使用風能、光能和儲能的發電系統等過渡產品必將在某種占絕對優勢的電池產品成功商業化之前長期存在。
第三，處于電池研發技術前沿的新能源終端電池，如鋰硫電池、鋰空氣電池、鋁空氣電池、石墨烯電池、超級電容器等，憑借各自的突出優勢有非常好的前景。但由于上述電池等各自在技術、成本和市場應用上的一些關鍵問題沒有解決，產業化和商業化尚需時日。
（二）國內電池行業
1、總體情況
進入二十一世紀以來，我國電池制造行業保持多年增長，在全球電池行業中的份額逐年增加。2013年全年實現主營業務收入4192.19億元，利潤總額162.92億元，利潤率5.94%。以鋰離子電池為代表的新型電池發展迅猛，鉛酸蓄電池發展呈穩健上升趨勢，鋅錳電池產量稍降，鎳鎘電池、鎳氫電池和堿錳電池產量降幅較大。我國電池產業重點分布在廣東、浙江、江蘇、河北等省份。
2、主要電池類別發展現狀
（1）鉛酸蓄電池
我國是鉛酸蓄電池的產銷大國之一。2009年以來，我國鉛酸蓄電池產量呈現上升趨勢，2014 年達2.21億千伏安時。
鉛酸蓄電池的下游主要是電動汽車行業，以及作為通信基站的后備電池和儲能電池。
拉動鉛酸蓄電池2011年以來增長較快的電動自行車的市場容量已基本飽和，未來幾年是鋰離子電池大規模替代鉛酸電池的時間。
隨著環保、工藝落后的小企業將逐步退出生產，鉛酸蓄電池的行業集中度將不斷提升。
我國鉛酸電池企業主要分布在長三角、珠三角地區以及天津、河北、四川等地。
（2）鋰電池
①發展現狀。2009年以來，我國鋰離子電池的產業規模保持了較快的增長速度，高于其它類電池增速和全球增速。2014年，我國鋰離子電池產量達52.9億只，已是全球最大的鋰離子電池制造基地。
我國鋰離子電池企業主要分布在長三角、珠三角地區以及北京、天津、河南、四川、江西等地。
我國鋰離子電池企業主要有ATL，比亞迪，天津力神，光宇國際、海特電子和深圳比克等。
我國鋰離子電池整體還處于產業鏈低端。鋰離子電池在安全性、續航能力、使用壽命、成本、使用便利性等方面急待提高和改進。高端動力和儲能電池差距近兩年來在縮小，但距離仍然比較大，是制約我國電動汽車發展的瓶頸。
②鋰電子電池4大材料行業現狀。在鋰電池4大關鍵材料生產上，雖然目前我國在全球的市場份額遠超日本和韓國（2014年），但整體來說工藝、技術水平不高，中低端產品產能過剩，行業集中度偏低，企業很難獲得規模效益。在隔膜、電解液、動力鋰電池的核心配方以及電池管理技術等方面，我們也都沒有自己的核心技術，高端產品一直被日本、韓國、美國等國外企業把持。
我國目前消費類電子產品市場中手機、平板電腦、筆記本電腦、數碼相機等主要產品的市場容量已基本飽和，未來對鋰電池增長拉動有限。
我國動力鋰電池市場由于投資急劇擴張、技術水平不高，未來將在中低端產品上出現產能過剩和價格戰。
（3）太陽能電池
2005年以來，我國太陽能電池產量快速增長。產業發展大致經歷了高速增長及產能盲目擴張期、出口驟減進入產業寒冬期、政府扶持增加國內需求進入穩步回暖期這三個時期。
我國太陽能電池企業主要分布在江蘇、浙江、四川以及北京、天津等地。無錫尚德是全球最大的太陽能面板制造商。
① 我國發展光伏產業的優勢。
目前我國產業化生產的多晶硅和單晶硅電池平均轉換效率處于全球領先水平。我國銦、鎵資源豐富，加之銅銦鎵硒技術的效率提升，使我國在太陽能電池制造成本上具有相當大的優勢。
②我國光伏產業面臨的問題。
第一，市場嚴重依賴出口。中國目前是太陽電池的生產大國、光伏發電市場應用的小國，光伏產業仍未改變出口為主的局面。
第二，電網方面，目前我國的智能電網建設仍然十分落后，存在諸多技術問題，新電改中的輸配分離仍面臨技術、資金、安全等困境。
第三，電站方面，分布式光伏發電需要在屋頂建立電站，但是投資方一般難以獲得屋頂業主的產權。電站產權制度的設計是制約分布式光伏發電在居民中推進的一大阻礙。
③太陽能電池未來發展趨勢。
目前國際光伏市場迅速發展、國內需求不斷增加。未來發生像2012年全球性產能過剩問題的可能性不大，甚至可能面臨首次太陽能電池板短缺的問題。
隨著我國西北部地區地面電站的逐漸飽和，以及光伏平價上網的條件達成，配合儲能技術的成熟，未來東部及南部地區將興起建分布式電站的熱潮。
（4）鎳鎘電池和鎳氫電池
隨著鋰電池對鎳鎘電池的替代和鎳鎘電池嚴重的環境污染問題，我國鎳鎘電池的市場規模急速下滑，生產鎳鎘電池的廠家數量不斷減少，未來成長缺乏動力。
我國的鎳氫電池產業經過近二十年的發展已經初具規模，目前產量和出口量居世界第一。重點生產區域有廣東、江蘇、山東、江西、河南等省份。主要生產企業包括深圳德賽電池、湖南科力遠新能源、惠州超霸電池等。
雖然鎳氫電池是我國現在電池的主流方向之一，近年來其產量呈下降趨勢，市場規模在萎縮。
我國鎳氫電池三大應用領域：電動車、便攜式高耗電產品、電動玩具（2014年）。鎳氫電池在大功率工業用動力電池方面有較大的應用占比，但未來成長空間有限。純電動汽車的推進或影響鎳氫電池前景。
（5）燃料電池
我國燃料電池汽車處于探索發展階段，和國際相比有較大差距。截至目前，我國僅有200余輛燃料電池電動車示范運行，2015年燃料電池車產量僅有10輛。目前擁有燃料電池汽車整車生產技術的國內車企僅為上汽集團一家。
雖然我國在燃料電池關鍵材料的研發已經達到國際水平，但在燃料電池發動機等產業鏈主要環節上還存在較大的發展空間。
我國尚未形成明確的燃料電池汽車發展路線圖，加氫站的建設任務也很艱巨（目前僅有北京、上海、鄭州3座），未來燃料電池發展面臨較多變數。
（6）原電池及電池組
我國原電池及原電池組行業產量平穩增長。2014年產量為384.42億只（折R20標準只），比2007年的峰值略有下降。
預計鋅錳電池國內需求將逐漸減少，堿錳電池增速較緩慢，鋰一次電池增速強勁。鋰錳電池目前處于行業整合期。
國內主要原電池生產企業有南孚、雙鹿、廣州虎頭、香港松柏、香港高力等。
3、我國電池行業的發展趨勢
（1）市場趨勢
我國的鉛酸蓄電池發展平穩，未來增長空間有限，行業集中度將有所提高；鋰電子電池漲勢迅猛；太陽能電池產業發展回暖；鎳鎘和鎳氫電池市場在萎縮；燃料電池處于市場探索期。
關鍵詞：發達國家；新能源法律與政策；低碳化；中國能源立法
進入21世紀以來，在能源需求增長、油價攀升和氣候變化問題日益突出等因素的推動下，新能源再次引起世界各國的重視，掀起了新一輪發展。特別是在2008年全球性金融危機的影響下，發展新能源已成為發達國家促進經濟復蘇和創造就業的重要舉措。例如，美國眾議院通過了《2009年美國清潔能源與安全法》（American Clean Energy and Security Act 2009）；英國相繼出臺了《2010年英國能源法》（UK Energy Act 2010）和《2011年英國能源法》（UK Energy Act 2011）；澳大利亞推出了《2010年可再生能源（電力）法》（Renewable Energy（Electricity）Act 2000）；日本眾參兩院在2011年8月通過了《再生能源特別措施法案》；歐洲議會也在2009年通過了《歐盟第三次能源改革方案》等，引起了世界各國的廣泛關注。因此，研究發達國家和地區新能源法律與政策的主要內容及其特點，探討其發展趨勢及其對中國的啟示，無疑具有重要意義。
一、發達國家新能源法律與政策的特點
1 發達國家新能源法律與政策的主要內容
（1）美國。2009年6月，美國眾議院通過了《2009年美國清潔能源與安全法》。該法旨在創造數百萬新的就業機會來推動美國的經濟復蘇，減少對國外石油的依存度來實現美國的能源獨立，通過減少溫室氣體排放來減緩全球變暖，最后過渡到清潔的能源經濟?！?009年美國清潔能源與安全法》的內容包括清潔能源、能源效率、減少全球變暖污染、向清潔能源經濟轉型等四部分。該法規定，從2012年開始，年發電量在100萬MWH以上的電力供應商每年6%的電力供應來自可再生能源，之后逐年增加，到2020年達到20%；2020年，各州電力供應中15%以上必須來自可再生能源。在能源效率方面，該法提出了美國的能源效率目標，即到2012年美國整個能源產品的能效至少每年要提高2.5%，并且每年能源效率提高的勢頭一直要保持到2030年。此外，美國將建立有效、透明和公平的排放限額和交易體系，并將逐步減少溫室氣體排放的數量。同時，美國政府將確保在工業部門實現真正的減排、推動綠色就業和工人轉崗，以真正實現向清潔能源經濟轉型等①。
值得注意的是，2011年5月美國眾議員羅斯（Mike Ross）還向眾議院提出了《2011年美國能源法》（American Energy Act of 2011）。該法案分13部分，主要涉及國內能源的勘探和開發、項目融資、領導機構以及司法審查等內容。
關鍵詞 新能源汽車；鋰離子電池；燃料電池；生物燃料
中圖分類號 F4 文獻標識碼 A 文章編號 1674-6708（2016）172-0194-02
當下，我國汽車保有量增長快速，一方面導致對石油的需求量大幅增長，自上世紀以來我國石油進口依存度迅速上升，1993年尚處于原油凈出口國，1995年石油進口依存度則變為5.3%，2007年達到49%[ 1 ]，2015年我國石油進口量超越美國，達到740萬桶/日，成為世界上最大的石油進口國[ 2 ]。另一方面汽車在生產和使用的過程中加重了環境污染，危及了人類的日常生活。2013年我國只有約1%的城市空氣質量符合世界衛生組織的標準，2014年國家減災辦、民政部于正式將霧霾天氣列為自然災情，2015年我國東北部、華北中南部、黃淮及陜西北部等地陸續出現重度污染天氣。因此迫于資源、環境的雙重壓力，開發節能環保的新能源汽車已成為我國汽車產業的必然選擇。按照動力提供方式的不同，新能源汽車主要可分為充電式電動汽車、燃料電池汽車、燃氣汽車、生物燃料汽車等類別分述如下。
1 新能源汽車的分類
1.1 充電式電動汽車
充電式電動汽車以蓄電池為動力源，通過電機驅動，提供動力。這種汽車具有結構簡單、噪聲小、排放少、能量轉換效率高、適用范圍廣等等優點。但其缺點也較多，比如過分依賴充電設施，充電時間長，續駛里程短，電池壽命短、制造成本較高等，因而在商業化的過程中困難重重。目前，研制經濟的、持久的、高效的電池是充電式電動汽車發展的關鍵性問題，經過20多年的研究發展，目前已開發出多種適用性較強的蓄電池，如早期的鉛酸電池、在混動汽車中采用的鎳氫電池以及在當前及以后有著極大發展空間的鋰離子電池等等。鋰的原子序數為3，是最輕的堿金屬元素，其化學特性十分活潑，易形成電荷密度很大的氦型離子結構。鋰離子電池的儲能能力是在電動自行車上廣為應用的鉛酸電池的3倍，其在地殼中的蘊藏量第27位，可利用資源較豐富，因此有很大的發展前景。
以目前應用最為廣泛的磷酸鐵鋰電池為例，鋰離子電池的工作原理如下：整個電池以含鋰的磷酸鐵鋰作為正極材料，負極為碳素材料（常用石墨）。兩極之間為聚合物隔膜，一方面可分隔正負極，另一方面也是鋰離子在正負極往返的通道所在。當對電池充電時，正極發生脫嵌，形成的鋰離子在電解液的幫助下，通過隔膜，進入負極碳層的微孔中，同時正極產生的電子也會通過外電路向負極遷移。放電時，鋰離子從負極碳層中脫嵌，又嵌回正極。
目前，歐洲、美國、日本等主要發達國家均斥巨資進行鋰電池技術的研發，在中國由于國家新能源產業政策的推動鋰離子電池制造業也得到了篷勃發展，各種鋰離子電池技術不斷涌現，生產商業化電動汽車用鋰離子電池的企業更是達到300家之多，但是鋰離子電池的核心材料比如正負極材料、電池隔膜以及電解液卻“技不如人”，過度依賴進口，因而生產成本難以下降，目前其價格3倍于鉛酸電池，因此，產品難以規?；a。近幾年來，我國鋰離子電池核心技術取得巨大突破，所有關鍵性材料均初步實現了自動生產，生產成本降幅較大，不少產品價格僅為剛面市的1/3左右，這與鉛酸電池相比，已形成明顯的性價比優勢。鋰離子電池成本的下降，使得充電式電動汽車的商業化規?；a不再是一句空話。
1.2 燃料電池汽車
在諸多的新能源汽車中，燃料電池汽車目前被公認為是21世紀最核心的技術之一，可以說它對汽車工業發展的重要性，不亞于微處理器之于計算機業。燃料電池汽車直接將燃料的化學能轉化為電能，中間不經過燃燒過程，不受卡諾循環的限制，能量利用率高達45%～70%，而火力發電和核電的效率大約在30%～40%；燃料電池汽車最終排放物為H2O，幾乎不排放氮氧化物和硫化物，CO2排放量遠低于汽油的排放量（約其1/6）。
整車的核心部件燃料電池并不需要充放電的操作，在一定程度上它很類似于汽油汽車，直接將燃料（常用H2、甲醇等等小分子燃料）注入貯存箱，即可獲得動力。根據所用電解質類型的不同分為五個大類，分別為熔融碳酸鹽燃料電池、聚合物電解質燃料電池、堿性燃料電池、磷酸鹽燃料電池和固體氧化物燃料電池。目前在汽車工業中應用的多為聚合物電解質燃料電池，它以荷電的薄膜狀高分子聚合物作為電解質，以離子交換的形式選擇性地傳導離子（H+，OH-），達到導電的目的[3]。工作時與直流電源相當，陽極作為電池負極，燃料在陽極發生氧化反應；陰極作為電池正極，氧化劑在陰極發生還原反應；反應生成的離子通過隔膜在電池內遷移，而電子則通過外電路對外做功輸出電能，整個體系形成回路。
燃料電池但其在商業化的過程中仍存在著一些困難與瓶頸急需解決，比如由于采用貴金屬催化劑鉑及造價高昂的全氟磺酸膜，因此生產成本極高；再如由于工作環境多為酸堿性較強的溶液，對部分元件具有一定的腐蝕性，因而耐久性較差。目前隨著非鉑催化劑及無氟耐久性膜材料研發的成功，生產成本呈下降趨勢，燃料電池汽車的市場普及率逐年上升。雖然以家用小汽車的形式進入普通家庭尚有一段時間，但燃料電池大巴已經完全可以產業化。目前，國外生產一輛燃料電池大巴造價約在400萬元左右，若引入其核心部件及技術，采用國內人工生產，采用國內輔件及包裝，可將其成本降至100萬元左右，這一價格已與傳統大巴接近，如果我國能搶占先機，與行業內先進的外企緊密合作，加快研發核心技術，假以時日，燃料電池大巴完全可能成為我國經濟綠色增長的支柱產業。
1.3 燃氣汽車
燃氣汽車是以液化石油氣、壓縮天然氣及氫氣為燃料的氣體燃料汽車。目前市場供應以天然氣為主要燃料。與常規燃油汽車相比，燃氣汽車的排放污染很小，鉛，CO排放量減少90%左右，碳氫化合物排放減少60%以上，氮氧化合物排放減少35%以上，且尾氣中無硫化物和鉛，因此它是一種較為實用的低排放汽車。此外這種汽車能大幅度降低使用成本，一方面由于目前天然氣的價格低于汽油及柴油，營運過程中能使燃料費用下降50%左右；另一方面由于發動機采用天然氣做功，運行平穩、無積碳，發動機壽命長、也無需頻繁更換火花塞及機油，維修費用亦可下降50%以上。但它也有不少缺點，比如由于存有大量高壓系統使用的零部件，安全系數及密封性要求高；天然氣汽車動力性比常規燃油下降約5%～15%；受到能源不可再生的約束限制；燃氣缸占地面積大等。
天然氣汽車工作時，高壓天然氣經過減壓調節器減壓后送到混合器中，與凈化后的空氣混合后，利用傳感器、動力閥和計算機調節混合氣的空燃比，以使燃燒更加充分，再經化油器通道進入發動機氣缸燃燒做功。我國于1988年正式推行燃氣汽車，多采用氣/油混動改裝的形式，并于同年建造了第一座加氣站。發展迄今，我國已經加氣站近千座，改造汽車數十萬輛。中國從對燃氣汽車的推廣力度仍逐年上升，各大城市均有部署，可見目前以氣代油，是最切實可行的一條新能源汽車之路。
1.4 生物燃料汽車
生物燃料汽車的創新之處在于從農林產品、工業廢棄物和生活垃圾中提取燃料，比如從玉米出發制備的汽車用乙醇燃料，利用回收食用油為源料獲得的生物柴油等等。生物燃料與傳統的石油燃料不同，它是一種可再生能源。近年來，生物燃料汽車得到了迅速發展，美國認為生物燃替代汽油切實可行并將其列為國家重點發展項目，目前使用生物柴油燃料的汽車己經累計運行1 600萬km；歐盟于2005年也推行法規，要求成員國2010年生物柴油消費量從占交通運輸油料總消費量的2%提高到5.75%，2020年進一步提高到占20%。生物燃料汽車降低了對石油的需求，且其運行中的排放污染也大大降低，以常規燃油汽車相關數據為分母，生物燃料汽車尾氣中有毒物含量僅為10%，顆粒物約20%以下，CO和CO2排放量僅為10%，硫化物和鉛含量為0，同時，燃料燃燒較為徹底，對發動機的維護保養要求低[4]。
盡管生物燃料有較多的優點，但其發展遇到難以克服的瓶頸。第一，產能有限。在生物燃料汽車推行力度最大的美國，據有關資料顯示，即便將所有玉米和大豆都拿來制造生物燃料，也僅能滿足國家柴油需求量的6%和汽油需求量的12%。而玉米和大豆首先是糧食產品，只能將其少量產品用于生產生物燃料。在我國，若能將農業副產品秸桿加以利用，則將對生物燃料汽車的推廣有很大的促進。第二，耗水量太大。生物燃料主要來源于農業，每年農業消耗掉的水資源高達70%，若將其產品大量用于制造燃料，往往是得不償失的。而我國是人均水資源擁有量位于世界后列，用大量的水換回少量燃料，只能說看上去很美，實際操作性較低。第三，存在與糧爭地的問題，生物燃料的推廣已經造成美國和墨西哥玉米價格上漲，并可能導致發展中國家糧食短缺，因此有業內人士指出使用糧食生產生物燃料是“反人類的罪行”。
2 結論
當下，我國新能源汽車產業迎來了篷勃發展的大好機遇。但由于多數新能源汽車造價過高，許多關鍵技術還未完全攻克，而且配套基建設施遠不足以支撐行業的發展，這些因素嚴重阻碣了新能源汽車行業的良性發展。從我國新能源汽車近幾年發展的態勢來看，目前還難以實現大規模的量產。從價格方面來看，新能源汽車的造價普遍高于傳統汽車，如果國家不提高購車補助，很難提高民眾對新能源汽車的購買熱情。從技術角度來看，我國的電池、燃料等相關技術的研發才剛剛起步，遠遠落后歐美等發達國家。從配套設施角度來看，我國目前的配套設施基本處于空白狀態，比如很多城市未建設電動車充電站，如果不能及時充電，電動車無法前行，這給使用帶來不便。雖然在當今中國新能源汽車的推廣困難重重，但從國家對汽車工業的發展部署來看，發展新能源汽車己經被確定為汽車工業未來的發展方向。因此，我國汽車企業和相關科研機構必須抓住機遇，在提高自身實力的同時，推動我國新能源汽車產業的迅速發展。
參考文獻
[1]國務院發展研究中心產業經濟研究部，等.中國汽車產業發展報告（2009）[M].北京：社會科學文獻出版社，2009.
[2]中國石油新聞中心.“中國成為最大石油進口國”意味著什么[EB/OL].[2015-05-19（7）：59].http：//pc. /system/2015/05/19/001542111.shtml.
關鍵詞：新能源；工程機械；新能源與工程機械
隨著我國環境形勢的不斷嚴峻，新能源工程機械的研究被我國政府所重視，并且在政策和技術上我國政府也給予新能源工程機械的相關支持。另外，從實際應用的角度來說，工程機械本身在工程作業過程中會產生較大的污染，且對能源消耗力度較高，對環境工程危害較大，新能源工程機械本身比傳統燃料工程機械要更為環保，因而開發新能源工程機械是工程機械可持續發展的必然方向之一。
一、新能源工程機械的發展現狀與特點
當前，我國對于新能源工程機械的研究所涉及的程度并不深，在工程機械制造與設計方面的成果還不是很多，但研究方向主要選擇為清潔無污染的能源開發為主，比如目前在我國多數城市所普及的電氣混合動力公共汽車，國外一些工程機械廠家所推出的純電動工程機械等等，下面本文將對當前果奶外對于新能源工程機械的研究形式，進一步分析新能源工程機械的發展現狀與特點。
（一）純天然氣工程機械的發展現狀及特點。
目前，以天然氣作為新能源燃料的工程機械的發展比較迅速，純天然氣工程機械的發展類型主要分為兩種：壓縮天然氣和液化天然氣，在實際應用中，我們可以發現，液化天然氣的續航能力更高。以天然氣作為主要動力源的工程機械的結構特點為其內部擁有一部燃氣發動機，并擁有一組或者單個液化天然氣儲氣瓶，接入相應的汽化裝置以及管路；液化天然氣在作為發動機動力時，為提高其燃燒力度，需先把液化天然氣變成液態，然后由管路傳輸到燃氣發動機內，在發動機裝置中進一步調整，調整后在發動機內燃燒，對外輸出的轉速、功率、扭矩等傳遞到耗功裝置，實現動力輸出。經過測試，能源消耗費用節省30%～40%。目前，國內知名的工程機械廠家已經推出了相應的天然氣機械產品。
（二）動力電池工程機械的發展現狀及特點。
從本質上來說，動力電池工程機械的動力源為電池，即為純電動工程機械，純電動過程機械在我國早有研究，但研究方向更多的是趨向于小汽車，由于電池技術以及其他因素的限制，目前我國對于動力電池工程機械的研究也比較初步。當然，國外一些品牌推出的純電動工程機械較多，比如日本日立品牌所推出純電動挖掘機。電動工程機械消耗的電能較大，因而大多數電動工程機械工作過程中需要接入380V電網以保障其能發揮出強勁的性能。一般來說，純電動工程機械的智能化程度以及自動化程度較高，其控制器與變頻器進行數據通信，根據負載變化對電機進行變頻調速，并控制電磁比例閥，對斜盤變量泵的吸收功率進行調整，實現最優功率的匹配；回轉時，直接應用回轉電機，通過控制器與回轉電機變頻器進行數據通信，對回轉電機進行變頻調速。純電動工程機械在工作過程中具有噪音低，環境污染低的特點。
（三）混合動力工程機械的發展現狀及特點。
混合動力技術在工程機械中也得到了一定的應用，目前在工程機械中所采用的混合動力的方式主要集中為：油電混合、油液混合、油電液混合等三種方式。目前，混合動力方案普遍采用的是油電混合的解決方案，借助蓄電池、超級電容等儲能元件，實現柴油機輸出功率和扭矩的均衡控制，達到用功率較小的柴油機來驅動大噸位挖掘機的目的。比如山河智能開發的 SWE230S 油電混合動力液壓挖掘機在典型的定點挖掘并回轉 90°裝車的工況中，回轉制動回收的能量高達回轉所需 40%；整機節能效果在 20% 以上，并可有效的提高工作效率。另外，油液動力混合的方式在工程機械中也得到了一定的應用，比如工程機械知名品牌――――卡特彼勒推出的 336EH 油液混合動力挖掘機，其在營業過程中比標準機型降低了25%的能耗，但在性能、動力以及生產成本方面與標準機型并沒有差異。
二、新能源工程機械的研發趨勢分析
（一）注重解決新能源工程機械的動力性能。
目前大多數新能源工程機械所面臨的制約因素主要包括持續作業時間短，動力性能不夠強勁，相對于燃料能源工程機械來說，新能源工程機械在動力性能方面，仍然存在一定的差距，這與工程機械內部結構的設計與優化具有一定的P系，以天然氣為動力的工程機械為例，由于燃氣發動機的燃燒動力輸出上可能要略遜于燃油發動機，因而動力性能較弱，因而一般以天然氣為動力的工程機械并不能適用于大功率作業現場。也正是因為新能源機械在應用過程中，沒有傳統然后工程機械的適應性更強，所以也就導致一些新能源汽車在普及與推廣過程中受到了一定的制約。由此可見，解決新能源工程機械的動力性能問題，應該成為未來工程機械研究的重點。
（二）重點解決新能源工程機械相關的配套基礎。
新能源工程機械難以得到較快發展的另一制約因素在于新能源工程機械的發展時間比較短，其配套供能設施嚴重不足，導致其并不能得到廣泛的推廣與應用。能源補給站相對較少每個新能源的推行都是一個漫長的過程。新能源工程機械在使用過程中因加氣或供電等能源補給困難而影響其正常運行使用。因此，針對于目前新能源工程機械的發展來說，所需要重點解決的還是新能源供應方面的問題，如果確保新能源工程機械在實際應用時能夠得到穩定的能源供應是解決新能源工程機械推廣的重點內容。
三、總結
總的來說，新能源工程機械的發展空間比較大，在本文的分析中，我們也不難看出，目前針對于新能源工程機械的研究，國內外已經獲得了不同的研究成果。雖然，當前所推出的新能源工程機械類型在實際應用時也達到了相應的節能減排的效果，但是，目前新能源工程機械在發展過程中仍然存在很多的制約因素需要解決。由此可見，新能源工程機械的發展之路還很漫長。本文重點研究了當前國內外新能源工程機械的發展現狀及特點，并簡要闡述了未來工程機械發展過程中所需要解決的技術問題以及發展問題，通過對新能源工程機械的認識分析奠定了我國新能源技術的施工基礎，對新能源建設有著重大的作用。
參考文獻：
[1]張藝莎，王普琰.混合動力工程機械關鍵技術探討[J].工程機械文摘，2011，04.
[2]董寧寧，殷晨波，張子立，朱斌. 混合動力工程機械與氫動力發動機的研究進展[J]. 機電工程，2011，11.
【關鍵詞】新能源汽車；環保；趨勢
1.新能源汽車的主要類型及特點
1.1 清潔能源汽車的類型
1.1.1常壓天然氣汽車即常壓儲存的氣包式常壓新型清潔能源汽車，目前已趨于淘汰。
1.1.2壓縮天然氣汽車將天然氣壓力壓縮至20MPa左右儲存在高壓氣瓶中。這種存儲方式存在儲存能力小、氣瓶自重大的缺點。目前技術最成熟并得到廣泛推廣實用的新型清潔能源汽車主要是壓縮天然氣（CNG）汽車。
1.1.3液化新型清潔能源汽車
將深冷至-162℃的LNG 儲存在低壓、低溫絕熱容器中，容器自重較輕，存儲能力較大，但是生產LNG 的投資費用及能耗高，經濟效益比CNG 差，另外，存儲LNG 對容器的保溫絕熱能力要求高。因此，LNG 汽車在世界各國均處于實驗階段，尚未商品化。
1.1.4吸附新型清潔能源汽車
所攜帶的天然氣燃料采用活性炭等吸附劑吸附。該活性炭顆粒結構中微孔多，適合吸附大量天然氣，每克活性炭顆粒的表面積可達3000m2，相對密度為0.6～0.7，在常溫及3.5MPa 壓力下，每克活性炭吸附甲烷可達17g。標準狀態下，每立方米活性炭可吸附甲烷170m2。吸附新型清潔能源汽車仍處于研究開發階段。如果新型清潔能源汽車吸附技術實用化，則可大大降低壓縮成本，提高新型清潔能源汽車的燃料攜帶能力，增加新型清潔能源汽車的續駛里程。
1.2 按發動機燃料供給系的不同分類
壓縮新型清潔能源汽車按其燃料供給系的組成不同或根據天然氣發動機使用燃料的特點不同，可分為以下幾種：
1.2.1單一燃料壓縮天然氣（CNG）汽車
這是一種針對天然氣單一燃料的特性而專門設計制造的汽車。它使用的發動機可以最大限度地發揮氣體燃料的優勢，多用于氣源供應充分的地區，如油田，或是氣源供應穩定的城市。
1.2.2天然氣-汽油兩用燃料汽車
這種汽車配備兩套燃料供給系統，無論采用天然氣還是汽油，其發動機都能正常工作，利用選擇開關即能實現發動機從一種燃料向另一種燃料的轉換，但兩種燃料不允許同時使用。該車用發動機需同時兼用汽油與天然氣兩種燃料，該類汽車較適合于在天然氣供給尚未形成網絡的地區。
1.2.3 柴油-天然氣雙燃料汽車
該汽車發動機可以同時使用天然氣和柴油兩種燃料，以少量柴油作為引燃劑，其余大部分燃料為天然氣燃料。
2.車用天然氣的優缺點分析
2.1 優點
2.1.1天然氣是一種清潔燃料
天然氣在常溫下以氣態進入發動機，與空氣混合均勻，燃燒比較完全，可以大幅度降低CO 和HC 的排放量，徹底改善微粒排放污染。由于天然氣火焰溫度低，也會使NO2 排放量減少。天然氣排放的CO2 也比汽油和柴油降低20%以上，比柴油和汽油更有利于減少地球溫室效應。
2.1.2天然氣使用特性好
天然氣不含汽油、柴油中存在的膠質，因而燃燒中不會產生如汽油、柴油燃料中膠質產生的積炭，并且氣體燃料不會對機油產生稀釋，因此發動機壽命長，汽車大修里程提高。
2.1.3天然氣具有較好的抗爆性
天然氣辛烷值約為130，而高級汽油的辛烷值僅96 左右。所以天然氣不需要添加劑、不需要抗爆劑，汽油機使用天然氣時，可適當增大發動機壓縮比和點火提前角，從而提高發動機性能。
2.1.4天然氣具有較好的安全性
天然氣儲存在經專門設計加工的高強度氣瓶內，傳輸和加注均是在封閉的管道內進行，氣瓶不易破壞，管路不會泄露。即使有泄露現象發生，由于天然氣比較輕，在空氣中遇威風即被吹散，汽油的自燃溫度220～471℃（一般取430℃）天然氣自燃溫度630-730℃，一般取650℃，不易形成可燃混合氣，所以汽車用天然氣比用汽油更安全。
2.1.5天然氣發生泄漏時很易被發覺
在原始狀態時，天然氣是無色、無味、無毒性的物質?；诎踩脑?，在生產過程中，在天然氣中加入具有獨特臭味的加臭劑。當發生泄漏時，很容易發覺。
2.2 缺點
2.2.1天然氣攜帶性差
常溫下天然氣極難液化，天然氣沸點為-162℃，只有當溫度達到-162℃和低于此溫度時，天然氣方能轉變為液態。由于沸點非常低，天然氣是非常難以液化的，目前采用的天然氣燃料均采用高壓（20MPa 左右）儲存在高壓氣瓶內，使汽車自重加大，車體內有效空間減少，同時限制了汽車的續駛里程。
2.2.2天然氣發動機動力下降
由于天然氣燃料本身是氣態，會占據部分氣缸容積，充入缸內的空氣量比使用液體燃料少10%左右，使得相同的可燃混合氣熱值降低，與同排量的汽油機相比，使用天然氣時發動機功率有所下降。
此外天然氣燃燒時火焰傳播速度較慢（天然氣33.8cm/s，汽油39～47cm/s，），這樣在燃燒室內燃燒時燃燒速度下降，增加傳熱損失，使得天然氣發動機熱效率降低。從分子學角度分析，天然氣燃燒前后氣體的摩爾數沒有發生變化，而汽油燃燒后氣體的摩爾數會增大，這樣由于燃燒后的摩爾數不同會影響到發動機的功率輸出，由于天然氣燃燒后摩爾數不增加，則功率輸出相對較小，使其機械效率有所降低。
3.新型清潔能源汽車技術的發展趨勢
3.1 區域發展模式
新型清潔能源汽車雖然有國家補貼等優勢，但隨著市場競爭日趨激烈，加氣站站址選擇越來越困難，安全管理要求高，汽車尾氣排放標準仍有待提高，相關的標準規范有待完善以及需要保持一定比例的油氣價差等挑戰。我國新型清潔能源汽車的發展路線：燃料形式以CNG 為主，LNG 在沿海地區將有一定發展。
3.2 汽車發動機正逐步向單燃料、原產車過渡
在CNG 汽車市場發展的初期，在加氣站網絡建設不完善情況下，為快速啟動市場，新型清潔能源汽車以改裝車、雙燃料車為主。改裝的新型清潔能源汽車雖然排放量有所降低，但仍不是真正意義上的清潔汽車，而且動力性要下降10%左右。對于出租車來說，一般出租車的壽命周期只有5 年，使用3 年以上的出租車再改裝就失去意義了。隨著CNG 汽車市場的逐步發展，原產車逐漸成為主流。2006 年，我國雙燃料汽車占總量的88%；2007 年略有下降，占總量的85%。單燃料天然氣發動機在節省燃料、增強動力、排放水平、單次充氣行駛里程方而都有很大提升。目前國內單燃料、原產新型清潔能源汽車已批量投放市場，購買成本將逐步降低，因此未來新型清潔能源汽車發展的趨勢將是原產車、單燃料車。
3.3 應用領域以出租車、公交車為主
新型清潔能源汽車應用領域的選擇是關系到新型清潔能源汽車能否保持持續快速增長的重要因素。在我國，有相對固定行駛路線的出租車、公交車約占我國汽車保有量的10%，但是其年運行總里程卻是私家車的5～10 倍，因此出租車、公交車是我國CNG 汽車發展的首選目標。
4.結語
在我國，新型清潔能源汽車產業正處于高速發展階段，我們要認識到機遇和挑戰并存，要采取循序漸進、逐步推廣的方式，從而使燃氣汽車在適當的地區，以相適的規模和技術水平獲得應用，從而獲取應有的社會效益和經濟效益。
參考文獻：
關鍵詞：清潔能源汽車；環保；優缺點分析；使用與維護；發展趨勢
中圖分類號：U469.7文獻標識碼： A 文章編號：
1新型清潔能源汽車的主要類型及特點
1.1清潔能源汽車的類型
1.1.1常壓天然氣（NaturalGas）汽車即常壓儲存的氣包式常壓新型清潔能源汽車，目前已趨于淘汰。
1.1.2壓縮天然氣（CNG--CompressedNaturalGas）汽車將天然氣壓力壓縮至20MPa左右儲存在高壓氣瓶中。這種存儲方式存在儲存能力小、氣瓶自重大的缺點。目前技術最成熟并得到廣泛推廣實用的新型清潔能源汽車主要是壓縮天然氣（CNG）汽車。
1.1.3液化新型清潔能源汽車
將深冷至-162℃的LNG儲存在低壓、低溫絕熱容器中，容器自重較輕，存儲能力較大，但是生產LNG的投資費用及能耗高，經濟效益比CNG差，另外，存儲LNG對容器的保溫絕熱能力要求高。因此，LNG汽車在世界各國均處于實驗階段，尚未商品化。
1.1.4吸附新型清潔能源汽車
所攜帶的天然氣燃料采用活性炭等吸附劑吸附。該活性炭顆粒結構中微孔多，適合吸附大量天然氣，每克活性炭顆粒的表面積可達3000m2，相對密度為0.6~0.7，在常溫及3.5MPa壓力下，每克活性炭吸附甲烷可達17g。標準狀態下，每立方米活性炭可吸附甲烷170m2。吸附新型清潔能源汽車仍處于研究開發階段。
如果新型清潔能源汽車吸附技術實用化，則可大大降低壓縮成本，提高新型清潔能源汽車的燃料攜帶能力，增加新型清潔能源汽車的續駛里程。
1.2按發動機燃料供給系的不同分類
壓縮新型清潔能源汽車按其燃料供給系的組成不同或根據天然氣發動機使用燃料的特點不同，可分為以下幾種：
1.2.1單一燃料壓縮天然氣（CNG）汽車
這是一種針對天然氣單一燃料的特性而專門設計制造的汽車。它使用的發動機可以最大限度地發揮氣體燃料的優勢，多用于氣源供應充分的地區，如油田，或是氣源供應穩定的城市。
1.2.2天然氣-汽油兩用燃料汽車
這種汽車配備兩套燃料供給系統，無論采用天然氣還是汽油，其發動機都能正常工作，利用選擇開關即能實現發動機從一種燃料向另一種燃料的轉換，但兩種燃料不允許同時使用。該車用發動機需同時兼用汽油與天然氣兩種燃料，該類汽車較適合于在天然氣供給尚未形成網絡的地區。
1.2.3柴油-天然氣雙燃料汽車
該汽車發動機可以同時使用天然氣和柴油兩種燃料，以少量柴油作為引燃劑，其余大部分燃料為天然氣燃料。
2車用天然氣的優缺點分析
天然氣作為汽車發動機燃料具有以下特點：
2.1優點
2.1.1天然氣是一種清潔燃料
天然氣在常溫下以氣態進入發動機，與空氣混合均勻，燃燒比較完全，可以大幅度降低CO和HC的排放量，徹底改善微粒排放污染。由于天然氣火焰溫度低，也會使NO2排放量減少。天然氣排放的CO2也比汽油和
柴油降低20%以上，比柴油和汽油更有利于減少地球溫室效應。
2.1.2天然氣使用特性好
天然氣不含汽油、柴油中存在的膠質，因而燃燒中不會產生如汽油、柴油燃料中膠質產生的積炭，并且氣體燃料不會對機油產生稀釋，因此發動機壽命長，汽車大修里程提高。
2.1.3天然氣具有較好的抗爆性
天然氣辛烷值約為130，而高級汽油的辛烷值僅96左右。所以天然氣不需要添加劑、不需要抗爆劑，汽油機使用天然氣時，可適當增大發動機壓縮比和點火提前角，從而提高發動機性能。
2.1.4天然氣具有較好的安全性
天然氣儲存在經專門設計加工的高強度氣瓶內，傳輸和加注均是在封閉的管道內進行，氣瓶不易破壞，管路不會泄露。即使有泄露現象發生，由于天然氣比較輕，在空氣中遇威風即被吹散，加上天然氣燃點高--汽油的自燃溫度220～471℃（一般取430℃）天然氣自燃溫度630-730℃，一般取650℃，不易形成可燃混合氣，所以汽車用天然氣不易產生火災事故，比用汽油更安全。
2.1.5天然氣發生泄漏時很易被發覺
在原始狀態時，天然氣是無色、無味、無毒性的物質?；诎踩脑?，在生產過程中，在天然氣中加入具有獨特臭味的加臭劑。當發生泄漏時，很容易發覺。
2.2缺點
2.2.1天然氣攜帶性差
常溫下天然氣極難液化，天然氣沸點為-162℃，只有當溫度達到-162℃和低于此溫度時，天然氣方能轉變為液態。由于沸點非常低，天然氣是非常難以液化的，目前采用的天然氣燃料均采用高壓（20MPa左右）儲存在高壓氣瓶內，使汽車自重加大，車體內有效空間減少，同時限制了汽車的續駛里程。
2.2.2天然氣發動機動力下降
由于天然氣燃料本身是氣態，會占據部分氣缸容積，充入缸內的空氣量比使用液體燃料少10%左右，使得相同的可燃混合氣熱值降低，與同排量的汽油機相比，使用天然氣時發動機功率有所下降。
此外天然氣燃燒時火焰傳播速度較慢（天然氣33.8cm/s，汽油39~47cm/s，），這樣在燃燒室內燃燒時燃燒速度下降，增加傳熱損失，使得天然氣發動機熱效率降低。從分子學角度分析，天然氣燃燒前后氣體的摩爾數沒有發生變化，而汽油燃燒后氣體的摩爾數會增大，這樣由于燃燒后的摩爾數不同會影響到發動機的功率輸出，由于天然氣燃燒后摩爾數不增加，則功率輸出相對較小，使其機械效率有所降低。
3 天然氣-汽油兩用燃料汽車的使用與維護
目前應用的新型清潔能源汽車大多為天然氣-汽油兩用燃料汽車。天然氣-汽油兩用燃料汽車的使用與維護方法如下。
3.1新型清潔能源汽車的改裝調試必須由專業技術人員來完成。
3.2天然氣裝置的維護保養應結合汽車的各級保養同時進行。
3.3駕駛員必須通過系統安全技術培訓，經考核合格后方能上崗。
3.4進入加氣站要保證車輛不漏氣、不漏電、不漏油，要嚴格遵守加氣站的管理規定、關閉點火開關、關閉車上的一切用電設施，拉好手剎、變速箱置于非空擋。待加完氣（不超過20MPa），加氣站人員讓離開時才能離開。
每次出車前，應緩慢開啟各天然氣瓶閥，然后緩慢開啟手動高壓截止閥，觀察壓力表，檢查管路接頭和減壓閥是否漏氣，打開后備箱蓋，檢查氣瓶及氣瓶周圍設施是否松動，周圍有無違禁物品，有無天然氣泄漏現象，有無氣味；檢查氣瓶組架緊固螺栓、螺母是否齊全、鋼瓶有無碰擦，加氣閥及支架是否端正。
打開氣閥時，人不要正對閥口，防止氣體沖壞閥體傷人。冬季啟動應怠速預熱至60℃以上,防止減壓器結霜冰堵。一般使用天然氣車要在出車前、行駛中停、收車后要用尾氣檢漏儀進行檢漏。同時要保證不漏電、不漏火。
3.5車廂內嚴禁吸煙，嚴禁超速行駛、強行超車，嚴防氣瓶及高壓管路受到碰撞，路面不平整盡量緩行。如發現駕駛室有天然氣漏氣味道，發動機罩內有煙霧現象，立即靠邊停車熄火，斷開總電源，關閉主氣閥，準備好滅火器方可打開發動機罩
檢查，防止空氣侵入，火苗竄出，必要時實施滅火。
3.6行駛途中停車超過10min，應關閉主氣閥，切斷總電源；收班停車應關閉手動截止閥。
3.7 每周應清理一次空氣濾清器芯子。如濾清器芯子較臟或損壞，將影響天然氣供氣系統的性能，致使天然氣裝置性能不佳，啟動、怠速不良。
3.8 每月檢查一次高壓管線、濾芯、電磁閥芯，調整各級減壓閥壓力。每月卸下一次減壓調節器上的排污塞，放掉油污和凝結物。如果堵塞物未放出，將嚴重影響減壓調節器的性能。高壓管線、卡套接頭只能更換新件，不允許“修復”后使用。
3.9 半年全面檢修減壓閥及天然氣系統一次，按要求調整整個系統、更換損壞件。
4新型清潔能源汽車技術的發展趨勢
4.1區域發展模式
新型清潔能源汽車雖然有國家補貼等優勢，但隨著市場競爭日趨激烈，加氣站站址選擇越來越困難，安全管理要求高，汽車尾氣排放標準仍有待提高，相關的標準規范有待完善以及需要保持一定比例的油氣價差等挑戰。我國新型清潔能源汽車的發展路線:燃料形式以CNG為主，LNG在沿海地區將有一定發展。
4.2汽車發動機正逐步向單燃料、原產車過渡
在CNG汽車市場發展的初期，在加氣站網絡建設不完善情況下，為快速啟動市場，新型清潔能源汽車以改裝車、雙燃料車為主。改裝的新型清潔能源汽車雖然排放量有所降低，但仍不是真正意義上的清潔汽車，而且動力性要下降10%左右。
對于出租車來說，一般出租車的壽命周期只有5年，使用3年以上的出租車再改裝就失去意義了。隨著CNG汽車市場的逐步發展，原產車逐漸成為主流。2007年，我國CNG原產車所占比例已經提高到38.8%，比2006年增長8.4個百分點。
在我國新型清潔能源汽車發展較早的四川省，1998年開始推廣新型清潔能源汽車，目前新型清潔能源汽車的生產方式基本實現了由改裝到整車生產的過渡，原產車的比例由2006年的32.5%增長到2007年的40.1%雖然天然氣/汽油(柴油)雙燃料汽車在動力性能、排放方而有一定的局限性，但由于我國CNG業務正處于啟動階段，加氣站網絡不完善，而且改裝車都是雙燃料車，因此在現階段我國CNG汽車仍然是以雙燃料車為主。
2006年，我國雙燃料汽車占總量的88%;2007年略有下降，占總量的85%。單燃料天然氣發動機在節省燃料、增強動力、排放水平、單次充氣行駛里程方而都有很大提升。目前國內單燃料、原產新型清潔能源汽車已批量投放市場，購買成本將逐步降低，因此未來新型清潔能源汽車發展的趨勢將是原產車、單燃料車。
4.3應用領域以出租車、公交車為主
新型清潔能源汽車應用領域的選擇是關系到新型清潔能源汽車能否保持持續快速增長的重要因素。在我國，有相對固定行駛路線的出租車、公交車約占我國汽車保有量的10%，但是其年運行總里程卻是私家車的5～10倍，因此出租車、公交車是我國CNG汽車發展的首選目標。
對于北京等大城市來說，應以發展公交為主，原產車為主;中小城市則以發展出租車為主，車型初期以改裝車為主，逐步過渡到原產車。但由于公交車、出租車的總容量有限，當CNG汽車發展到一定規模后，可能會進入一個相對停滯期。
隨著加氣網絡的完善，城市市政車、功能車和私家車會逐步成為新型清潔能源汽車的發展方向，四川省和重慶市在這方而已有了較大發展。同時，還應積極開展區域性應用，發展都市物流車、城際客運、區間物流等，形成沿國家主干公路的加氣站布局，變“一點”發展為“沿線”發展，最終形成“全而”發展。
5結語
在我國，新型清潔能源汽車產業正處于高速發展階段，我們要認識到機遇和挑戰并存，要采取循序漸進、逐步推廣的方式，從而使燃氣汽車在適當的地區，以相適的規模和技術水平獲得應用，從而獲取應有的社會效益和經濟效益。
