新能源发展和在船舶和汽车方面利用

课程论文评阅表

教师签名：

新能源利用技术的发展及在汽车船舶领域的运用一、新能源利用技术目前的发展

目前，新能源已成为能源来源多样化，缓解全球气候变化和实现可持续发展的重要替代能源。能源是经济和社会发展的基础，是人类社会生存和发展的物质保障。纵观人类社会发展的历史，能源技术的进步极大地推动了世界经济和社会发展。石油和其他化石燃料的消耗和温室气体排放造成的空气污染、环境污染，及其引发的气候变化和人类生存条件的恶化等很多问题受到了广泛的关注，节约能源、提高能源效率、大力开发新能源已成为世界能源发展的核心。随着能源可持续发展这个主题逐渐成为国际社会的共识，以及国家关注能源供应和气候变化的行动，进一步推动了全球新能源技术和产业的发展。在第二十一世纪，许多国家，发展新能源是缓解能源供需矛盾，气候变化以及实现可持续发展的重要措施。（1）我国新能源产业发展的现状及发展

1．风能

风能利用主要以风能作动力(风帆助航)和风力发电两种形式为主，在船舶上的应用形式偏重于作为航行的主动力或辅助动力，只在少数船舶上应用风力发电技术。全球第一艘用风筝拉动的货轮自鲸天帆号(BelugaSkySails)2007年12月15日由德国汉堡市起航，横渡大西洋驶往美国休斯敦已于2008年3月14日成功完成了他的处女航。

2.太阳能

太阳能动力船舶，尤其是大型太阳能动力船舶，目前主要有以下几项关键技术有待于研究、解决、改进与完善：①太阳能动力船舶船体平台的研究属于舰船总体技术，包括适用的船舶类型分析论证、船型方案论证设计及其水动力性能研

究，太阳能动力系统的布置等。②高效率的太阳能光伏装置的研制。太阳能的能量密度不高，太阳能光伏装置的能量转换效率对发展太阳能船舶至关重要。③大容量高输出功率的储能装置要实现大型船舶全天候太阳能动力航行仅提高太阳能光伏装置的效率还不够，储能装置的应用也是非常关键的技术。④（氢）燃料电池是太阳能动力船舶最有前途的中国水运第12卷储能装置。⑤太阳能制氢与储氢技术的研发氢燃料电池是以氢为燃料、氧为氧化剂，通过化学反应而产生电流的储能装置。由于上述关键技术短期内难以突破，大规模推广应用也不现实。

3.燃料电池

目前的燃料电池与相同功率的船用柴油发电机组在性能上完全具备了可比性，在功率比、环保等一些性能指标还有明显的优势。不过现阶段燃料电池装置仍处于研制阶段，产业化的程度很低，所以一套燃料电池装置的成本还很高，往往只能应用在少数高附加值的舰船上。同时，它还存在不少需要继续解决的问题，如减少损耗，提高效率，提高材质，改善工艺，提高稳定性，降低成本，改善电能质量等，短期内在船舶上大规模推广还不现实。

4.生物质能

当前生物柴油主要应用于车用小型柴油机上，生物柴油的热值比柴油低10左右，但其密度比柴油高；含氧燃料，着火后的自供氧效应，使燃烧速度高于柴油。且大多数有关生物柴油在发动机上的应用研究的前提就是对发动机不作任何改动，以掺混一定比例的生物柴油来研究发动机的燃烧排放动力性能。但是一方面生物柴油掺混比例还很有限，另一方面，生物柴油有和人类抢粮食之嫌。所以，也很难大规模在船舶大型柴油机上推广应用。

5.LNG燃料

与压缩天然气相比，液化天然气用于船的主要优势在于：储能密度大，是G(压缩天然气)的3倍；气瓶占用空间小，也更轻，匹配设计更方便；存储压力低、液态形式，更安全，充加速度快；甲烷含量高，更纯净，低碳排放更好、无碳烟和SOx排放，有利于发动机可靠性，热值和辛烷值高，燃烧柔和，噪声和振动小；低温特性，发动机充气效率高，冷能可在冷藏车或船舶上利用；液态储运，无需专用管道，中短期投资成本低、管理和维护简单；加气站投入少，投资成本较G低，能耗和噪音也较G低，运行费用较G低约50％；为未来液氢燃料应用奠定基础。另一方面，我国已建成和正在建设的天然气液化工厂有40余座，液化能力约500万t／年(70亿m3／年)。进口LNG(液化天然气)方面，国内中石油、中石化、中海油等石油公司已与国外签订了长期的天然气进口协议，在建和拟建的进口LNG接收站有大鹏、XX、洋山港、XX五号沟、XX、揭阳、XX、XX、XX 如东、曹妃甸、XX、XX等12个，其中已投产的大鹏、XX和XXLNG进口接收站总规模超过900万t／年，全部投产后的接收规模将达到5，000万t／年(约700亿m3／年)。2009年我国LNG的年消费量为700万~800万t，“十二五”期间我国天然气消费比重将由4％提高的8％，如果LNG同比增加，则到2015年我国LNG消耗量有望达到2000万t。目前，国内外已逐步重视LNG做为船用燃料的发展。法国船级社认为：“天然气动力推进系统将成为今后绿色航运的主要贡献因素之一”。挪威船级社也公开表示：“全球航运界到2030年有潜力实现减排30％，这其中最有效的措施就是使用LNG作为燃料”。

4、如何发展新能源产业

发展新能源产业，既要依靠先进的技术，还要有国家强有力的政策支持，同时还要让全社会认识到其紧迫性和重要性。分析目前我国新能源产业的现状不难

看出，要发展新能源就必须坚持市场推动、科技支撑和政府引导着三项基本原则。我国政府已经承诺，到2020年我国单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降4O～45，并作为约束性指标纳入国民经济和社会发展中长期规划，通过大力发展可再生能源、积极推进核电建设等行动，到2020年我国非化石能源占一次能源消费的比重达15左右；通过植树造林和强森林管理，森林面积比2005年增加4000万hm，森林蓄积量比2005年增加13亿平方米，在非化石能源15的指标中，可再生能源比重大约占45％左右，时间有限、任务艰巨，这是我国根据国情采取的自主行动，也表明我国将为全球应对气候变化的决心。在后石油时代，我国要从各个领域人手应对高油价和特高油价；更要大力鼓励支持新能源和可再生能源的发展，大力鼓励和支持石油替代产品的发展，从容地迎接新的主导能源时代的到来，为我国小康社会和现代化建设，提供新的可靠和能源保障体系。

二、新能源利用技术在汽车领域的运用

（1）国内外新能源汽车的发展

1、国内新能源汽车的发展

新能源汽车主要分为混合动力的汽车、燃料电池汽车、氢动力汽车、生物乙醇汽车、纯电动汽车等。而目前中国市场上的主要新能源汽车是混合动力和纯电动汽车，其中电池技术瓶颈仍未突破，依然是新能源汽车推广的最大问题所在。普通蓄电池充放电次数仅为300～400次，即使性能良好的蓄电池充放电次数也不过700～900次，也就是说目前的技术水平只能保证电池在十万公里以内运行，否则就得需要更换，因此也就得不到消费者的认可，阻碍了新能源汽车的发展。

我国传统汽车工业比较落后，企业开发创新的能力不足，而目前新能源汽车的研发任务虽然有国家“863计划”的支持，但承担的任务由各承担单位分担，

各研发单位各自为战，形成了全而散的状况，需要整合学科优势资源，发挥节能与新能源汽车的快速发展。

2、国外新能源汽车的发展

美国政府重点发挥政府采购示X作用，宣传和推广新能源汽车。为了鼓励政府fllY3采购新能源汽车，美国政府设立了竞争性的资助项目，支持30个不同地区，的先进车辆示X工作。

在欧盟国家中，意大利在汽车新能源技术方面比较领先。这源自政府采取的一系列激励和支持政策，如为购买环保新型车的消费者提供一定的补贴。根据意大利政府2009年推出的支持汽车产业计划，几购买以电能、氢能、甲烷等为动力的环保类新型乘用车的消费者将获得1500欧元的补贴，而购买以甲烷、氢能、天然气新能源为动力的轻型商用车的消费者将获得4000欧元补贴，这些补贴都可在报废旧车基础上进行累加。

2009年1O月，韩国知识经济部发布《电动汽车产业发展方案》，决定2011年正式启动电动汽车的批量生产，使之成为带动韩国经济增长的新动力，提出了电动汽车产业目标，即2011年创建电动汽车量产体系，2015年占领10％的世界电动汽车市场，2020年韩国国内小型电动车普及率达10％。

（2）新能源在汽车方面的利用以及现状

新能源汽车的主要类型及优缺点

三、新能源利用技术在船舶领域的运用

（1）新能源在船舶方面的现状和发展

开发替代能源船型，包括风能、太阳能、核能、氢能、生物质能以及混合能源等为典型代表的新能源在节能减排方面所具有的独特优势和所能产生的效益已经越来越显著，其在船舶交通运输行业的应用和推广已呈潮涌之势。面对石化能源日趋枯竭、排放污染日益加剧的形势，世界各国加强了环保措施，并配套政策促进船舶新能源动力系统技术的研发和应用。中国作为世界主要的石油进口国，石油消耗量巨大，在我国推广应用船舶新源动力系统已迫在眉睫。

(2) 新能源在船舶上的应用展望

虽然这些新能源已经在船舶方面有所应用，但受一些能源自身性质原因及船舶技术的限制，无法在短期内取代常规燃料。太阳能虽然不能提供远洋船舶的运营所需能量，但可以对船舶的日常生活进行供电，也可以起到节约成本的效果。由于对核燃料使用后的核废料也还缺乏妥善处理办法。所以，目前核动力装置还没有被民用船舶所采用。最经济可行的LNG也存在着一些问题。首先，LNG是-162．5℃的低温液化气体，所以LNG具有和原油相似的危险性外，还有着其特殊的低温危险性。其次，由于其是低温液体，对其储存条件不仅需要可以控制温度还需要有强大的抗压能力，若处置不当会导致大量的天然气释放到空气中。改建现有船队和LNG储存基础设施缺乏是目前面临的主要问题，大部分港口LNG 补给设施不配套，此外，LNG燃料船的续航能力还较弱。综上，今后我们应加大技术投入，积极扩展多种能源的综合应用，并在政策上给予新能源优惠，促进新能源的开发利用。

附：参考文献列表

[1]X广志.科学技术界要关注新能源的发展态势[J].西部探矿工程.2004年1月

[2]李正勇.试论我国新能源的发展与展望[J].资源节约与环保.2013年11月

[3]包志明.LNG-FSRU能源装备新宠[J].产业观察.2014年2月

[4]钟滔.新时期我国新能源的发展前景分析[A].能源·电力.2014年11月

[5]X锭明.站在历史发展的新起点谋划我国新能源的发展[J].电力与能源.2011年1月

[6]胡斌.国外能源汽车的发展[J].汽车与安全.2014年7月

[7]李碧野.浅析我国新能源汽车的发展[J].科技论坛.287

[8]赵进福.浅析我国新能源汽车技术的发展趋势[A].科技前沿.3

[9]黄超华.新能源客车技术的发展探讨[A].科技博览.2015年1月

[10]X政、厉丹彤、冯小保、黄明宇、倪红军、汪兴兴.新能源汽车的发展现状及其展望[J].化工新型材料.2015年3月

[11]赵秀霞.新能源汽车的发展现状与对策[J].能源研究与信息.2014年1月

[12]X博、郭兵、孙礼涛、X金科.我国新能源客车技术的发展[J].科技博览.2013年5月

[13]黄超华.新能源客车技术的发展探讨[J].科学论坛.2015年1月

[14]孙义存.船舶新能源动力系统现状与发展趋势[J].中国水运.2012年7月

[15]王欣、周庆飞、李彦军.船舶新能源供电应用技术分析[A].硅谷.2014年4月

[16]周羽欢.新能源船温暖寒冬[J].中国船检.2013年1月

[17]严新平.新能源在船舶上的应用进展及展望[J].船海工程.2010年12月

[18]孙领、罗佳嘉、X昱音.船舶大型化趋势下新能源的经济可行性分析[J].XX海事局.64

[19]李海燕、X静.低品味余热利用技术的研究现状、困境和新策略[J].科技导报.2010.28

[20]师帅.海风吹出新能源[J].电苑杂谈.2013.06