摘 要:汽车尾气污染是空气污染的主要污染物来源之一,清洁能源汽车能够比较有效的解决这个问题。基于此,本文首先介绍了清洁能源汽车的运行原理。其次,分析目前的清洁能源汽车种类。再次,基于清洁能源汽车目前的发展,探究发展清洁能源汽车对环保的作用。最后,展望汽车行业的发展未来,以推动我国环境保护事业的发展。
关键词:清洁能源汽车;环保;电动汽车;天然气汽车
引言:根据国家环境保护部门的统计数据显示,汽车尾气污染危害严重。以海南省为例,2018年环境监测数据显示,机动车尾气污染已成为海南最主要的大气污染源之一,超过35%的PM2.5污染物,来自机动车尾气排放。可以看出,发展清洁能源汽车,减少汽车的尾气污染,对于大气环境保护具有明显的作用。
一、清洁能源汽车的运行原理
清洁能源汽车也叫作新能源汽车,汽车工业的动力经历了蒸汽时代、化石能源时代,逐渐向新能源时代迈进。新能源的“新”是相对煤和石油能传统的化石能源定义的,新能源汽车在动力供应过程中,使用电能、天然气、生物乙醇等能源,代替了汽油和柴油。在提供动力的过程中,不产生二氧化硫、一氧化碳、氮氧化合物等物质,避免了柴油、汽油等燃料不完全燃烧产生的多种有害气体产生,提高了汽车燃烧效率。汽车的进气门、喷嘴、燃烧室中,不堆积有害物质,发动机可以长时间保持最佳状态。
二、清洁能源汽车种类
(一)电动力汽车
早在19世纪后半叶的1873年,英国人罗伯特·戴维森(Robert Davidson)制作了世界上最初的可供使用的电动汽车[1]。电动力汽车是指以电能作为主要能源供应方式,驱动汽车行驶的汽车。电动力汽车在行驶的过程中,不产生氮氧化合物和硫化物,碳氧化合物的产生生量也大大减少。电动力汽车的主要装置为电动发电机、电池、电机驱动及控制器、能量管理装置[2]。电动力汽车的能源利用效率很高,结构简单,维修方便,能量利用系统的循环性较好。
(二)天然气汽车
天然气汽车是以天然气替代汽油和柴油,作为汽车运行动力的新能源汽车。天然气虽然也属于化石能源,但它含有的杂质较少,主要成分为甲烷,能够和空气进行充分燃烧反应,燃烧后只产生二氧化碳和水,不会产生其他有害的化学物质。天然气汽车目前已经是一种比较成熟的汽车生产技术,很多出租车都进行了天然气动力改造,与传统汽车和其他新能源汽车相比,天然气汽车具有燃料价格低廉、燃烧过程安全、积碳少、磨损小等显著优势。
(三)生物动力汽车
生物动力汽车主要是指乙醇能源汽车,巴西等主要产糖国家早在上世纪二十年代,就进行了有关乙醇能源汽车的研发生产[3]。目前,经过近百年的发展,蔗糖中乙醇能源的提取率已经超过了20%。在燃料中添加乙醇汽油,能够显著改善燃料的燃烧效率,提高燃料的燃烧品质,减少一氧化碳等有毒有害物质的产生。但是乙醇汽车的生产限制因素较多,从目前的生产实际来看,是一种应用范围较小的清洁能源汽车类型。
三、发展清洁能源汽车对环保的作用
(一)节约燃油资源
1.减少化石能源的使用
众所周知,汽车使用的汽油、柴油能源,是石油冶炼工程的主要产品。石油资源属于典型的不可再生资源,我国目前汽车保有量不断增加,人居汽车占有率也持续上升,汽车行驶消耗的化石能源不断增加。根据国家能源能源保障部门的统计数据显示,每年用于汽车行驶,所使用的石油制品,占我国石油总产量的30%以上。清洁能源汽车不使用汽油、柴油作为动力,能够有效减少石油资源的消耗,提高我国剩余石油储量的使用年限。
2.提高已开采化石能源的使用效率
清洁能源汽车行驶所使用的电能,是通过多种发电形式制取的。包括但不限于火力发电、风能发电、水力发电等。以火力发电为例,火力发电中用到的煤炭资源,燃烧效率超过汽车石油燃烧效率25%以上,且大型火电厂拥有比较先进的废气排放处理设备,能够有效控制污染物的质量和体积,及时对燃烧产生的废气进行无害化处理。因而,清洁能源汽车的能源利用方式,有助于减少化石能源燃烧过程中的资源浪费,提高资源的利用效率。
(二)减少尾气污染
1.减少一氧化碳污染
传统汽车在运行过程中,由于载重超过发动机负荷能力,或在交通路口进行减速、刹车或空挡运转,发动机的燃料就无法获取充足的氧气,进行完全燃烧。汽油、柴油的不完全燃烧,会造成汽车为一种的一氧化碳急剧增加,这种物质的相对密度加大,但溶解性很小,会在进入人体后,与人体血液中的血红蛋白发生反应,导致人体出现听力损伤、窒息、呼吸系统疾病等问题,严重过量吸入,还会造成人的死亡。清洁能源汽车使用过程中,不产生这种剧毒物质,汽车在减速的过程中,燃烧过程始终比较稳定。
2.减少氮氧化物污染
氮氧化物是在汽车发动机中生成的,与汽车行驶过程中燃料的燃烧温度、燃烧时间、燃烧空燃比等因素直接相关。汽车行驶产生的主要氮氧化物是二氧化氮,这种物质会强烈的刺激人的呼吸系统,与人体肺泡中的小分子蛋白质发生反应,造成人体的上呼吸道感染、支气管炎、肺炎、肺水肿等疾病。甚至造成人体呼吸衰竭,导致人的死亡。清洁能源汽车在行驶的过程中,不产生二氧化氮等有毒物质,能够有效减少尾气污染对人体的损伤,降低空气中的二氧化氮含量。
3.减少光化学污染
传统汽车在燃油燃烧的过程中,还会产生较多的碳氢化合物,曲轴箱的泄露、燃料系统的蒸发,都会产生一定数量的碳氢化合物,如乙烯、丙烯、多环芳烃等物质。其中HC和NOX在大气环境中受强烈太阳光紫外线照射后,会发生一种比较复杂的光化学反应,形成剧毒的光化学烟雾,对人的呼吸系统、心脑血管产生严重的影响。清洁能源汽车在动力供应的过程中,不需要燃烧燃油,能够有效避免碳氢化合物的产生,减少因光化学烟雾造成的支气管炎、冠心病、肺结核和心脏衰弱。
四、清洁能源汽车的发展未来展望
第一,全面培育清洁能源汽车消费市场。从上文分析可知,清洁能源汽车的生产与使用,对环境保护具有明显的作用,因而,政府和企业要积极开展合作,培育清洁能源汽车的消费市场。政府要积极创造优惠条件,提高消费者对清洁能源汽车的消费倾向。例如,2016年,海南省政府印发《关于大力推广应用新能源汽车促进生态省建设的实施意见》,基本上在全省范围内构建起了新能源汽车的推广政策网络。根据海南省的经济统计数据,截止到2018年12月,全省已经累计销售清洁能源汽车超过35000辆,占全省汽车保有量的比重将近3%。
第二,完善清洁能源供应体系,升级现有的清洁能源汽车生产技术。例如海南市在《意见》出台之后,建成电动汽车各类配套充电设施超过4500个,电动汽车环岛出行构架初步形成。同时,海南省科学评估了自身的实际交通状况与自身清洁能源储备条件,将纯电动汽车、插电式(增程式)混合动力汽车、燃料电池汽车作为推广的主要路线,不断完善清洁能源汽车的使用环境,增强进岛交通管控。
结论:综上所述,发展清洁能源汽车,能够有效减少汽车运行对化石燃料的使用,减少空气中的悬浮可吸入颗粒物,减少大气光化学污染。从本文的分析可知,研究发展清洁能源汽车对环保的作用,有助于汽车生产企业从问题的角度出发,提高对环境保护的重视,完善清洁能源汽车的生产配套设施。因而,汽车生产企业要提高环境保护意识,分步骤、分领域的推进清洁能源汽车的生产。
参考文献:
[1]熊炜,王凯,吴胜聪,邹宇,鲍刚.充换电与新能源消纳联合运行中电动汽车状态监控的研究[J/OL].三峡大学学报(自然科学版),2019(02):1-3[2019-03-14].
[2]聂新伟.我国新能源汽车消费补贴政策的演变及效果评析[J].中国物价,2019(03):16-18.
[3]吕力,葛鵬,柳邵辉.基于节能与新能源技术路径的双积分合规成本测算模型及其应用[J].汽车工业研究,2019(01):41-44.