低碳汽車的技術趨勢與推廣

Eric Dinh

(上海同濟大學,上海 200000)

1 簡 介

幾個世紀以來的燃燒已經排放了如此多的溫室氣體，以至于每個人都能體驗到氣候的變化。工業化的原因造成了越來越多的氣體如二氧化碳，甲烷，一氧化二氮，氫氟碳化合物和全氟化碳等有害氣體被釋放到空氣中損害著人類健康和環境。特別是二氧化碳排放量正在以迅猛的速度上升著，不但破壞了全球得碳循環還導致了地球變暖以及海平面的升高。將來一些大城市將面臨著沉入大海或者會造成干旱的熱浪。所有的這一切都會引發出一系列社會，經濟和氣候方面的問題。工業革命作為二氧化碳生產過量的主要原因，能源驅動型的化石燃料消耗也導致了二氧化碳排放量的迅速增加。通過農業，能源和工業產生的一氧化二氮和甲烷也在迅速增加。

2 技術趨勢

能量影響著我們生活中的一切。它基本上掌控著世界上的一切。隨著新發展帶來的更高的需求，能源行業的改善是不可避免的。汽車業的最新任務是向更環保，綠色的汽車發展轉型，以限制二氧化碳的排放。由于環境問題，世界各國在未來將面臨怎樣減少其排放的問題。其中大部分呈現著下降趨勢，并且還給出了設定的目標。特別是歐盟，其硬性目標是到2021年將二氧化碳排放量相比于2005年降低42%。

2.1 可替代燃料

新燃料的使用是為了不在不再依賴化石資源以及提高汽車發動機反應的可控性。除了傳統的汽油和柴油燃料，還有壓縮天然氣和液化石油氣以及生物氣。最后一個很有趣，因為它是由生物廢物產生的生物物質被加工成生物燃料并被汽車使用。那些釋放二氧化碳會被植物再次吸收。這些植物將再次用作生物物質來生產燃料。形成一個循環，二氧化碳被吸收并一遍又一遍地排放。

2.2 混合動力汽車

除了替代燃料，還有二氧化碳排放量更低的替代動力系統。混合動力車是兩個動力系統的組合，一個是傳統的內燃機，另一個是電動機，這兩種動力系統可以在不同的地區和狀態下使用。電動機在低速時具有很高的效率，但是其電池的供電量小且有限。而內燃發動機則在高速時效率高，因此它主要用于高速公路，而在城市中，電驅動則是首選。混合動力汽車的電氣化程度不同。

2.3 零碳汽車

以前所有的車輛都會或多或少地排放二氧化碳。只有全電動汽車是干凈的，并且從油箱到車輪不會有任何排放。有全電動汽車和燃料電池汽車這兩種。燃料電池汽車是利用儲氫罐中的氫氣與周圍空氣中的氧氣產生化學反應從來產生電能。這個化學過程僅排放水且是生態的。

2.4 向零碳排放過渡的障礙

實施零碳汽車的最大障礙是消費者的可負擔能力。特別是在歐洲，電動汽車對大多數人來說太昂貴了。在許多國家中，純電動汽車的市場份額幾乎為零。這就是人均國內生產總值低于18 000歐元國家的情況。歐盟一半國家的電動汽車市場份額為0.75%或者更低。只有人均國內生產總值超過35 000歐元的國家，電動汽車市場份額才會超過1.8%。僅在國內生產總值最高的六個西歐國家中，所有電動汽車的銷售量就達到了85%。在西歐銷售的所有汽車中，有超過50%必須使用電池供電，才能達到歐盟平均水平的30%。

電動汽車數量如此之少的另一點原因是缺少為汽車充電的基礎設施。如今，歐盟大約有100 000個充電站。到2025年，至少需要一百萬個。76%的站點集中在4個國家及地區(荷蘭，德國，法國，英國)，這些國家及地區占歐盟的27%。

最后一點是政府缺乏對激勵措施和基礎設施的投資。僅有1/3的歐盟國家鼓勵使用電動汽車。替代燃料基礎設施的實施情況仍然很差。

3 推廣低碳汽車

向低碳甚至零碳體系轉型存在一些障礙。下一章將介紹不同國家如何解決此問題。

3.1 低碳汽車的激勵措施

為了給購買電動汽車創造更多利益，許多國家已經引入了低碳汽車激勵措施。在本章中，我們將介紹其中的一些，特別是在德國和中國。

如果您在德國購買純電動汽車或燃料電池汽車，這些汽車從首次注冊起免征10年內免交年度流通稅。此外，純電動和燃料電池汽車還可以獲得4 000歐元的環境補貼費，插電式混合動力和增程混合動力汽車的環境補貼為3 000歐元。除了這些政府補貼外，低碳汽車還有一些特權：停車費降低了并且還有配備充電站的預留停車場，這些充電站可為電池充電，并允許在公交專用道上行駛。由于汽車產生的廢氣很少甚至沒有，除了行駛限制外，它們還可以行駛入所有的城市。

在中國，購買和生產電動汽車還有更多好處。中國中央政府為消費者提供了購買電動汽車的極高獎勵。根據車輛的行駛范圍，可以獲得2～4.4萬不等的現金獎勵。除了這些補貼，人們還可以使用電動汽車來獲得優惠政策。電動汽車的牌照便宜得多，而且它們可以進入特殊的共用車道。汽車制造商也可獲得高額補貼，用于生產更多更好的電動汽車。因此，它更容易在中國市場中站的一席之位，并支持電動機領域的新發展。

3.2 碳貿易

碳交易是一種行政手段，可通過提供經濟激勵法來實現污染物排放的減少。這是一個基于市場的制度，因此每個國家的變化和改進都要因地制宜。每個國家的目標都是實現90年代《京都議定書》規定的二氧化碳減排目標。一些較富裕的國家試圖對較小國家的發展進行投資，但這受到專家的質疑。這樣可能會產生更高的排放。

上限和交易規則達到了很好的效果。原則上，在國家和地區范圍內對二氧化碳排放有設定的限制。這也取決于排放源，例如汽車，工業或航空旅行。然后，每個公司都會獲得最大排放量的許可證。如果一家公司能夠降低其排放量，則可以使用未使用的碳排放許可證在市場上出售。這些都可以被其他還不能有效限制其排放的公司購買。這一概念也適用在國際范圍內。

碳交易的主要優勢是以上限不變為目標，靈活性的減少世界碳排放量。它為發展中國家提供了出售未使用的許可證的機會，以籌集資金改善其經濟并在更加生態的環境中發展。此外，自由市場體系有可能根據即將到來的需求在地區和國家之間轉移二氧化碳排放。隨著對更清潔和更綠色技術的鼓勵，用一種有吸引力的方式將未來的發展貨幣化。

另一方面，碳排放許可證的交易在某種程度上給予了污染權。這提供給大公司或行業購買大量的許可證和污染大氣的機會。此外，企業通常會使用簡單的方法-購買更多的配額而不是采用更環保的技術。缺少一個集中式系統或全局框架可能會導致未定義的灰色區域。最后，在短期內，污染問題絕對不會得以改善，因為排放只是從一個地方轉移到另一個地方。

4 結 論

一些國家正在適應新的趨勢和發展，但是到目前為止所做的努力還不夠。特別是在汽車行業和電動汽車的基礎設施方面，存在許多可能性和機遇。生產出更有效的汽車，汽車污染法規也越來越嚴格。如今，有各種各樣的解決方案可以減少車輛排放。最好的還沒有找到，但是大多數政府都在支持新的發展。

碳貿易帶來了減少二氧化碳排放的經濟鼓勵，并促進了環保技術的發展。多年來嚴格規定排放上限或上限閾值可以緩解溫室氣體問題。風能，太陽能和水能等可再生能源有望獲得資金支持，以替代化石燃料。在固碳或儲存過程中，缺乏標準的測量技術，對碳抵消技術的可行性提出了質疑。目前，市場主要由投資農場的金融利益或收益驅動，而不是尋求環境補救措施。