旧汽车节能的小改小革也是条减排的宽广之路（续1）


——（二）“节约废气能”助城市公交“绿色行”


今冬雾霭天气频发，使地处东海之滨的上海也深感空气污染程度的严重，而汽车尾气竟然是污染源的大户，这恐怕也是奥图和笛塞尔两位前驱在发明内燃发动机时始料未及，它在造福人类的同时遗下后患，值得我们反思。


如今人们为改善大气环境，针对汽车尾气，不少人寄希望于以电代油，因为电动车行驶时没有排放，对周围空气不产生污染，这正是我们的企望和追求的目标。但若进一步去思考，我们会发现，国家电网供应的电有绿色、非绿色、以及绿与非绿的组合等区别。如果电动汽车所用的电主要是非绿色的，也就是主要使用燃煤或燃油等发电厂供应的电，那么行驶中它实际仍在排放，不过不是汽车本身，而是发电厂名下的排放。因此以电代油的根本还在要有不产生排放的绿色电源的供应。


公交是我国城市交通发展的重点，以电代油也理应公交先行，而客观上，它也恰好具有这方面的条件和优势。也就是：


（1）行驶路线短，便于供电；


（2）有固定停车场地，可集中管理；


（3）配有专业维修保养的技术队伍及设备，有利于新装备的使用管理及改进。


除此之外，若再有本文“节约废气能”一节所述，能把废气涡轮充电机从“废气能”中回收来的绿电用到电动公交车上，那么在城市公交行业内部，就会自我形成一条以电代油的绿色产业链。假使我们从十辆公交汽车回收来的电可供一辆电动公交车使用，那也将是一个十分可喜的成果和先例，因为现阶段我国还有数以亿计汽车的“废气能”正等待我们去回收利用。


纵观上海城市公交的发展历程，从最初以电为主，到后来的以油代电，如今为改善城市大气环境节能减排，再考虑以电代油，当然不应再走加重城市电网负荷和增加发电厂排放的老路，而是需要以创新思想走技术革新之路去寻求新能源的供应。以当前的技术水平，将“废气能”回收转化为蓄电池电能来供电，似乎仍是一个比较容易实现、并且也是一个比较实用和便捷的绿电供电方法。而且这种供电方法不仅能在公交行业内协作，同时也可以和其他行业，特别是使用柴油机动力、“废气能”十分丰富的航运业，共同开拓蓄电池绿电的供应，那将是一个十分理想的互利合作范例，也将共同为改善大气环境做出贡献。


城市公交使用蓄电池供电，也必须遵从一定的技术规范及要球，譬如：


（1）不论锂离子电池或镍氢电池，哪怕是最传统的铅酸电池，其外形各尺寸必须统一，保证能互换使用；


（2）电池电源线、接插件等，必须按统一标准制造；


（3）单个蓄电池重量不宜超过25公斤，以便依靠人力可随时随地拆装换修；


（4）蓄电池应能承受车辆长时间行驶的颠簸和冲击等等；


（5）同时，蓄电池的安全使用，应是被关注的重点。


（待续）

旧汽车节能的小改小革也是条减排的宽广之路（续2）


——（三）“小河水电”也能助城市公交“绿色行”


上海有很多小河分布在浦江两岸，如今除几条较大的干流，基本已不通航，偶有环卫清污小艇往返其中，小河及其周边每日伴随着潮起潮落环境显得十分清新而宁静，人们似乎早已忘却这潮起潮落正是大自然赋予上海特有的绿色能源，量虽微小却十分宝贵，因为它就在我们身旁垂手可得。


我们知道，水力发电的基本要素是水头（水压）和流量。潮汐自海上来，入长江再到黄浦江两岸各小河口，潮差已从三米多降到一米左右，像这样超低水头有随潮汐高低变动的水源，已不适合去建一座常规的小水电站。在思考用什么方法能让小河水发电时，使人不禁想到山区小溪旁水磨坊古老的水轮机。这种古老的水轮机主要是利用水流动力（流量）推动水轮上的刮水板来转动水轮机，水头高低对它已不产生太大的直接影响，所以就非常适合在超低水头的水流中使用。这个特点是古人从自身需求出发，在长期的生活实践中，遵从自然规律不断积累经验所取得的创造成果。它能被延续留存至今，足以表明这种古老水轮机具有的科学本质。我们现在思考和企望的是把它和现代水电技术相结合，在广泛的超低水头水源领域发挥出新的活力，那么它就可能会为我们提供急需而量多的绿电，为此不妨略作一些探讨。


（1）开发“小河”绿电的目的是为了向城市公交“绿色行”提供更多的“蓄电池绿电”，同时也能为使用纯电动汽车的市民提供方便，因此没有必要把设备条件提高到要和城市电网“同频率”、“同电压”、“同相位”的水平，这就大大降低了对水轮机的技术要求，节约了投资费用，也更适应这种古老水轮机的性能。


（2）这种水轮机结构简单，一般机械加工厂都有能力制造，把它安装在小河岸旁也没有什么水下工程，因此基建费用很低，需用绿电的企业和单位在不影响环境的前提下，可自行按需建造，无需国家投资。


（3）今天当重新去审视这种古老水轮机时，我们会发现它的使用范围依然很广，我们可以把它放在小河边，也可以放在有潮汐影响并通航的长三角水网地段，甚至在随繁忙的黄浦江两岸的码头内侧，都将是可行的。若把水轮外形稍加美化，那就更好。当然更可以设计装到专用的小趸船上，锚泊在需要的地方。这种古老水轮机并不适宜做大，但我们可以集小成大、集少成多，去取得尽可能多的绿电。


此外，随之而来我们所面对的难点将会是到期更换和维修蓄电池的有害废弃物的监管和处置问题，因为它们的危害不比PM2.5小，处置也不比PM2.5容易。


（待续）

旧汽车节能的小改小革也是条减排的宽广之路（续3）
—（四）加快新能源电动汽车发展所面对的动力蓄电池及其充电问题
为节能减排推动汽车以电代油，上海对购买新能源纯电动汽车实行补贴并免上海牌照费，这样大的扶持力度，足以使购车一族心动。目前上海新能源纯电动汽车还处在初创期，新车上市后，存在的行驶里程太短，充电不方便等问题，反映出在使用上它还不能像燃油汽车那样方便自在。已有企业和单位从减轻车身自重和提高动力蓄电池性能两方面着手来提高电动汽车的行驶能力。不过，车身能减的自重毕竟有限，而大幅度提高动力蓄电池能量，也有一个从新材料、新工艺、到新产品试用以及再改进再提高的过程，需要一定长的时间跨度。因此，如何从现实出发去寻求一条能较快突破上述难点的途径，就是我们在此要探讨的。
1) 增加纯电动汽车动力蓄电池的配置数量：
节能减排是我们在节约使用能源的同时，尽量减少其有害物质的排放，以保护环境。当我们使用并不产生排放的绿色能源时，用多用少已不存在多排少排的问题，只是经济上合不合算的问题。因此对新能源纯电动汽车用提高动力蓄电池能量来增加行驶里程的习惯做法有了另一种看法，也就是在高性能蓄电池还未研发成功之前，可以先用增加蓄电池配置数量的方法来满足提高行驶里程的需求。只要运行成本不增加，因增加了车身自重，要多耗些电，已显得不太重要，而挤出空间来多装置蓄电池应该是可能的。因此上述行驶里程短的难点将有望逐步缓解。
2) 应该为纯电动汽车供绿电：
当人们生活水平不断提高，城市电网的扩容，往往跟不上生活电气化进程的步伐，因此本该使用纯绿色电源供电的新能源纯电动汽车，不应再从城市电网中去分一杯不绿的羹，去加重市电网的负荷，增加电厂的排放。虽然电网供电有峰谷之分，多装充电桩也并非太大难事，但若将充电主要考虑在夜间，则停车场地及充电安全管理等，也都还存在问题。因此，从长远看，努力寻求绿色能源，特别是上海本地及周边绿色能源的开发利用，已刻不容缓。
3) 努力开发上海本地绿色能源：
上海本地可供开发的绿电能源大致有：
(1) 海上风电；
(2) 房顶太阳能电池；
(3) 潮汐能“小河水电”；
等几种，它们各有所长，也各有所短。
(1) 海上风电：
长处是：风电技术比较成熟，海上水域广阔有发展余地。
短处是：海上基础建设投资大，日常风大风小，有风无风的规律不易掌握，风电机防海浪防潮湿有难度，向市区充电桩直接供电不方便，，，等。
(2) 房顶太阳能电池：
长处是：可在市区主要地段组成若干供充电桩使用的独立供电单元，光伏电池组投资成本较低，，，等。
短处是：受大自然昼夜晴阴制约，也受城市房屋高低错落不一影响，日常可发电的时间较短，房顶光伏电池安装工程牵涉千家万户，管理相当困难。
(3) 潮汐能“小河水电”：
长处是：潮汐水流亘古不变，不受气候影响，每日除高低平潮时段外，可发电12小时以上，供电规律性比风电、光伏电都强，在市区有河流地段都可能设置独立供电的充电桩，更可以装备成一种移动式充电站，向岸旁充电桩供应绿电。投资及施工难度比海上风电低很多，，，等。
短处是：潮汐水流动能主要存在于河水表层，进入上海后流速减慢，因此只适合用多个小型水轮机集合供电的方式向充电桩供电，上海本地河流水域不多，今后发展有一定限度，，，等。
综合上述三种绿色能源的对比，目前先开发潮汐能“小河水电”似乎较为有利。因此以后将再从“修旧利废低成本开发‘小河水电‘”方面作进一步探讨。
（待续）

本帖最后由 tonyzh111 于 2013-12-28 17:33 编辑

旧汽车“节能”的小改小革也是条“减排”的宽广之路（续4）

（五）醇（酒精）——汽油混合燃油或能降低汽车尾气PM2.5排放的浓度。
曾有这样一个故事，“一名醉汉驾车出行，途中汽车熄火，才想起出门时忘加油，情急之下竟把随身带的”白兰地“都倒进了油箱，汽车居然被重新发动起来开回了家。”这个故事大概是虚构的，但却反映出人们早期想以醇代油的愿望。其实早在半个多世纪前，大庆油田尚未开发，我国各地以甲醇（工业酒精）代汽油已相当普遍。醇（酒精）类和汽油虽都是液态易燃物，但性能却有差异，在按汽油性能设计制造的发动机中，完全以醇代油并不能十分兼容，因为：
1） 醇类和汽油相比，其燃点比汽油略高，在发动机低速状态下还没有太大感觉，但当转速升高，它的着火时间比汽油明显滞后，使发动机功率下降。
2） 醇（酒精）类物质在汽缸中的燃烧产物与汽油也不尽相同，除了和汽油一样，也产生大量碳氧化物，氮氧化物及一些碳氢化物外，也还另外产生一些水蒸汽分子。它们在奥拓循环后期降温中，会有冷凝现象，其中大部分随尾气排出，而小部分会粘附在汽缸表面的油膜上，对润滑十分不利，加大了汽缸、活塞及活塞环等的磨损。
针对上述情况，过去人们采取的措施，主要着重在设法使发动机的输出功率不降或少降，也就是加大点火提前角，以及提高压缩比等方法，并取得一定成效，但并不完善，因此当汽油供应充裕后，以醇代油就被淡出。而在南美巴西，对以醇代油仍不断有所研究。据介绍，上世纪八十年代初，巴西国内已有含甲醇（工业酒精）15% 的醇——汽油混合燃油作为商品在市场上销售，它不需对发动机做任何调整和改动，也不需再向汽油加铅来阻止爆震，可完全替代纯汽油在汽车上使用，称得上是一个环保的汽车燃油。
当前汽车尾气排放的PM2.5，已是公认造成城市空气污染的主要污染源，而每当下雨后空气又比较清新也使人感受到水汽分子是可以集聚PM2.5颗粒以降低它在空气中的浓度，减少对人的危害。这也同时使我们联想到，汽车使用醇——汽油混合燃油燃烧后会产生水汽分子，也是能集聚尾气中的PM2.5而降低其排放浓度。
我们现在并不知道巴西含醇15%的醇——汽油混合燃油是怎样合成的，但从柴油加水乳化的方法中得到一些启示。上世纪八十年代初，浙江水产学院曾用高速搅拌的方法，把水加入柴油进行乳化，目的是为沿海捕鱼船队的柴油机省油省钱着想。这种方法在柴油乳化后立即使用是可以的，但若航程较远，在油箱中放置时间较长，其中部分水分子容易析出，使柴油机运转不稳。不过醇——汽油混合燃油与乳化柴油的性能并不相同。乳化柴油中的水分子在笛塞尔循环中并不参与燃烧。它是吸收了柴油燃烧的高温热能迅速形成高温高压的水蒸气，以类似在蒸汽机中的状况参与运转，因此对乳化的要求较高。要求乳化十分均匀，也要求喷入汽缸时雾化要很细。而醇——汽油混合燃油是通过化油器吸入汽缸，醇和汽油都将按奥拓循环工作。只要互不干扰就能正常运转，因此醇与汽油的混合要比柴油的乳化的要求低很多，方法也相应简单，使用也更方便。
醇类及醇——汽油混合燃油，是石油紧缺时期作为汽油代用品使用，人们对它有哪些不足，不太关注。如今为降低汽车尾气PM2.5排放再去使用，就应该充分考虑并寻求改善的方法。目前已知，主要是混合燃油中，醇燃烧生成的水汽分子会对汽缸、活塞、活塞环等相关部件的润滑产生危害，使其磨损增加。但另一方面，这些水汽分子又正是我们为降低尾气中PM2.5浓度必须从它得到的，这是一个取舍两难的矛盾。不过我们也不妨用对比的方法作些优选来选取对我们适用的醇——汽油混合燃油。也就是用不同含醇比例（如15%，10%或5%等）的混合燃油与纯汽油作对比试验，定期检测相关部件的损耗及PM2.5的排放状况。这种对比试验非常简单，技术上并没有困难，但要按时定期拆检不免使人感到有些费时费力。比较可行的做法是：

依靠城市公交及出租车的行业优势，选择几种不同类型在正常使用的车辆，结合其维修保养计划，对发动机拆检这些行业一般都有自己的技术队伍和维修保养设备，拆检并不需另行花费，而对探索降低汽车PM2.5排放的工作，却能起到很大的助推作用。对汽油和醇类等易燃液体的混合，则应严格按安全规范操作。

除此之外，酒精行业也是一个十分重要的参与者。目前我国酒精业技术上还不太先进，产能却已过剩，醇——汽油混合燃油的使用，将助推现有酒精生产企业向提高质量，转型发展的方向前进。它将是件一举两得的改进措施。
（待续）

旧汽车“节能”的小改小革也是条“减排”的宽广之路（续5）
(六) 汽车发动机怠速是城市交通节能减排应关注的问题
“怠速”是发动机克服其部件的运动磨阻力时能保持的空载最低转速，也是发动机各部件加工、装配、及调试等质量的一种综合体现，转速越低空车时越省油。但由于各部件加工和装配都有一定公差，实际规定的怠速要比上述理想条件下能保持的转速要高，如果怠速被调控到远高于规定的标准，则表明发动机相关部件的加工和装配质量存在问题，怠速时不仅多耗油，也增加了对大气环境的排放和污染。
城市交通特别像上海这样的大都市，汽车途经中心城区路段时，停车等红灯的时间往往比畅通行驶通过该路段的时间还长。这对一辆汽车而言，当红灯转绿只要车辆起步快捷怠速高低对它并不重要，人们也不太会去关注，但从整个区段交通的总体看，在同一时刻怠速等红灯的车辆不在少数，一整天何止千百辆，如果车辆怠速大都超标，那将是一个十分庞大的“交通污染源”，它雪上加霜把汽车排污更提高了一步。因此它需要我们高度去关注。
影响怠速运转状况的因素很多，一般多由于发动机长期使用后，各部件磨损不均衡所致。人们通常只调高一些怠速，增大转动惯量来缓冲运转的不均衡。如果驾车者不计较增加怠速油耗，这个方法既简单又实用，因此常被人们采用。另一种方法，如果要怠速不超标，发动机的燃油系统或其他相关部件都可能要进行检测或维修，工作量显然很大。而今天当人们已经认识到“爱护地球家园人人有责”时，就会感到我们应不断提高汽车部件的加工和维修水平来把好发动机怠速这一关。
目前国内汽车行业的技术水平，要把汽车怠速调控到较低转速，并不存在怎样难点，主要应多从环保角度去关注和提高。而关注汽车怠速远比关注汽车多样化和舒适性的意义重大而深远，也更需要，更迫切得多。
（待续）

好资料，顶一下。

读了，没有意义吧。