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汽车:能源利用与绿色转型的重要驱动力

作者:本刊记者 牟雪江 | 作者单位:中国石油企业

在这个日新月异的时代,科技的每一次飞跃都深刻改变着人类的生活方式,汽车行业也不例外。汽车,这一现代社会中不可或缺的交通工具,其发展历程既是一部技术进步的史诗,也是人类文明发展的重要见证。从最初的蒸汽驱动到内燃机的广泛应用,再到如今的新能源汽车和智能汽车,汽车的发展历程更是一部不断创新和突破的历史,也是推动能源利用与结构优化、绿色转型的重要驱动力。

其因石油而生,因生态文明而转型发展。

作为国民经济的支柱产业,汽车不只是一个交通工具,其产业链长、覆盖面广、对经济影响的深刻程度,在加快推动能源绿色低碳转型中,既是落实国家“双碳”战略的重要支撑,也是产业高质量发展的内在要求。新能源汽车是推动汽车产业绿色低碳转型发展的重要引擎。

石油与汽车的命运交织

石油和汽车的历史紧密相连,互为因果,共同推动了现代工业文明的发展。从石油的工业化开采到其作为汽车燃料的广泛应用,这一过程不仅改变了能源结构,也深刻影响了交通出行方式,进而促进了全球经济和文化的繁荣。

一、石油的钻探机械化与利用

1859年8月27日,埃德温·德雷克在美国宾夕法尼亚州的泰特斯维尔小镇上用机器钻探石油,获得成功,这一天通常被认为是近代石油工业的开端。当石油从地下被开挖出来时,它的燃料功能就被发现了。于是石油最早的功能之一是照明。当时最常见的蜡烛是鲸脂,大约5美元一磅,而石油中提炼的煤油,只需要8美分一磅,于是美孚牌煤油,畅销全球。

而煤油作为“新光明”,不仅满足了人们的照明需求,还迅速引发了“石油热”。随着石油的开采和煤油的普及,家庭照明和交通的需求推动了炼油业和石油开采业的繁荣。19世纪60年代,美国成为世界上最大的煤油生产国,煤油出口到欧洲等地,为美国带来了巨大的经济利益。

二、汽油的崛起成就了汽车

1769年,法国陆军工程师古诺制造了世界上第一辆由蒸汽机驱动的汽车,标志着汽车时代的开启。然而,由于技术限制和安全问题,蒸汽汽车并未迅速普及。

1883年,世界上出现了第一台以石油汽油为燃料的发动机,标志着汽油在汽车工业中的初步应用。两年后,使用石油或汽油作为燃料,由戴姆勒制造、被视为现代燃油车前身的人类第一台四轮摩托车诞生。进入19世纪黎明期,一个意外的转折点发生在卡尔·本茨阅读报纸时,他目睹洗衣房因汽油引发的爆炸。这个偶然的事件点燃了本茨的灵感,他决定将汽油应用于汽车发动机,从而造就了全球历史上的第一辆汽车,开创了汽车时代的篇章。

从原油中提炼出的汽油,被细致地分门别类,包括汽油、柴油和煤油等。其中,汽油凭借其独特的燃烧性能,成为了汽车引擎的理想燃料。1905年,由汽油作为燃料发动的汽车打败了蒸汽(以煤作为燃料)和电力发动的车辆的竞争,赢得了全面优势,从而为石油创造了一个更富有潜力的新市场。以汽油为动力的内燃机也以令人惊奇的速度取代了蒸汽引擎,一个建立在石油为主要能源的新文明时代正式诞生。

现在,汽油已经成为现代交通的基石,无论是城市的街头巷尾还是公路上的疾驰,都离不开它的存在。随着内燃机的发明和改进,汽车开始进入实用化阶段。而汽车的发展,使汽油从微不足道的副产品变成了价值与日俱增的抢手产品。到1929年,世界石油消费量为1.29亿吨,石油占能源消费总量的比例已经达到25%。

三、石油与汽车的相互促进

石油和汽车的历史是一部相互交织、共同发展的史诗。汽油作为汽车的主要燃料,不仅推动了汽车工业的飞速发展,也促进了石油工业的繁荣。

进入20世纪,在第二次工业革命的推动下,汽车生产逐渐实现规模化和标准化。福特汽车公司率先引入流水线生产方式,大幅度提高了汽车的生产效率,降低了生产成本,使得汽车从奢侈品变为普通民众的交通工具。这一时期,内燃机技术不断改进,汽车性能得到大幅提升。同时,电子技术在汽车上的广泛应用,如点火系统、燃油喷射、ABS等,进一步提高了汽车的安全性和舒适性。流线型设计的出现不仅降低了风阻,还提升了汽车的行驶稳定性和燃油经济性。

可以说,石油和汽油的广泛应用更是推动了汽车工业的革命性发展。从最初的简陋车型到后来的豪华轿车、跑车、SUV等多种车型,汽车不仅满足了人们的出行需求,还成为了一种文化符号和生活方式的象征。同时,汽车工业的发展也带动了相关产业链的发展,如轮胎、玻璃、电子等行业的繁荣。

当然,随着汽车工业的快速发展,对汽油等石油产品的需求急剧增加,也推动了石油开采和提炼技术不断进步,石油产量和品质大幅提升。由于石油炼制提供了大部分交通运输燃料和化工原料,使得石油成为现代工业的基础,世界上最大、最重要的加工工业之一。其逐渐形成的完整产业链,包括勘探、开采、提炼、运输和销售等环节,成为全球最重要的能源产业之一。到了20世纪,随着全球经济活动对石油资源的依赖程度加深,汽车、航空、化工等行业迅速发展,石油的地位进一步提升,成为全球经济的重要支柱。

四、“车轮文明”带来能耗与气候问题

在汽车被发明出来的那一时刻,石油资源就像是汽车工业的血液,它推动着近一百年来人类社会的进步。

从油流滚滚到马达轰鸣,石油作为一种关键的能源和原料,在工业革命后的工业化和城市化进程中扮演了核心角色。有数据显示在每年的能源消费中,汽车对原油的消耗占据了大约55%的比重。目前,中国汽车消耗的石油量占全国总用油量的约三分之一,这一比例到2020年提升至57%。汽车作为石油的主要消耗者,其产量在我国位居世界第一。据相关查询结果显示,中国每年有70%的石油用于交通领域,其中汽车消耗了绝大部分。汽车行业成为中国碳排放的主要来源之一。

过去200年,人类经历了两次大的能源转型:从薪柴到煤炭,再从煤炭到石油。特别是自工业革命以来,人类对矿物燃料的依赖度大幅增加,如煤、石油等的大量燃烧,导致二氧化碳等温室气体的排放量急剧上升。这些气体在大气中累积,加之森林砍伐等人为因素导致的大气层破坏,共同形成了“温室效应”,使得地球表面温度持续上升。其中具有代表性的是,先于洛杉矶发生雾霾污染的伦敦是由于使用煤炭的工厂太多所致,洛杉矶的雾霾则是由于大量汽车的尾气排放所致。事实证明,汽车,其依赖的石油在燃烧时产生的大量二氧化碳排放,是导致全球变暖的关键因素之一。

全球气候变暖已成为不争的事实,减少温室气体排放,特别是二氧化碳排放,是缓解气候变化、保护地球生态的必要措施。专家指出,从2010年开始,中国进入了“汽车市场、汽车与社会协调发展期”。从这一时期起,汽车带来的能源、环境和交通拥堵等社会问题越来越突出。

根据有关数据统计,中国目前的温室气体排放总量约占世界总量的1/4,全球约16%的温室气体排放可以归因于汽车行业。

2024年1月11日,中国汽车工业协会发布消息,2023年我国汽车产销量双双突破3000万辆,创下历史新高。在应对全球气候变化挑战的关键时刻,中国政府已明确提出碳达峰、碳中和目标,致力于通过调整能源结构、发展清洁能源、提高能源效率等手段,实现经济社会全面绿色低碳转型。中国政府明确提出,将力争2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和。

在未来的发展中,虽然石油和汽油在能源和交通领域的重要地位仍然不可撼动,但是我们也应关注能源结构的优化和可持续发展问题,推动新能源技术的研发和应用,为人类的可持续发展贡献力量。

新能源车:能源转型的先锋

我国的能源结构为缺油、少气、富煤的能源结构,石油主要依赖进口。根据2023年中国能源大数据报告显示,我国原油产量为20472万吨,而原油进口量达到了50828万吨,进口的石油占到了总需求量的70%以上。一旦因为国际局势紧张,石油产量减少,我国将面临严重的能源危机。如前所述,我国每年消耗的石油中,汽车消耗占比达到了57%。如果将现有的燃油车全部替换成新能源汽车,将汽车消耗的这一部分石油替换成电力,中国将能够大大改善甚至摆脱石油长期受制于人的局面,将能源危机风险降到最低。

加之在全球气候变化和环境污染日益严峻的背景下,在全球对环境保护意识的增强和可持续发展目标的追求下,新能源汽车如同一股不可阻挡的潮流,正以前所未有的速度冲击着传统燃油车的市场地位。

一、我国汽车工业的蓬勃发展

回看我国汽车产业发展历程,中国汽车工业从基础薄弱,到拥有完备的现代化产业体系,汽车强国建设走出了坚实的步伐。

—1949年12月,中国汽车工业迎来了新的发展契机,中国选定在吉林长春市建设第一汽车制造厂;

—1956年7月,中国第一款汽车—解放牌CA10型载货车下线,标志着我国不能批量制造汽车的历史就此终结。

—1978年6月,国务院批准了国家计委、经委和外贸部联合提交的《关于对外加工装配业务的报告》,该报告提出开展对外加工装配业务,准备引进一批机电产品装配线,其中包括一条汽车装配线,开启合资模式。

—1999年我国第一台自研、自制汽车发动机诞生,同年完成第一代纯电动轿车的研发。

—2001年,新能源汽车研究项目被列入国家“十五”期间的“863”重大科技课题,并规划了以汽油车为起点,向氢动力车目标挺进的战略。

—2008年成为我国“新能源汽车元年”。2008年1—12月新能源汽车的销量增长主要是乘用车的增长,1—12月新能源乘用车销售899台,同比增长117%。

—2010年1月,中国汽车工业协会公布2009年中国汽车产销量统计,中国汽车销量以超越美国300多万辆的优势,首次成为世界第一,中国成为全球主要的汽车消费市场。

—2023年,我国汽车产销量均首次超过3000万辆,连续15年保持全球第一。其中,新能源汽车产销连续9年位居全球第一。

从“造不了”到“造得出”再到“造得好”,中国汽车制造业用75年走完发达国家几百年的工业化历程。

穿越时代车轮的轰鸣,中国汽车工业由内而外的变革之声如此清晰。

十四届全国政协常委、经济委员会副主任,工业和信息化部原部长苗圩表示:“2009年,我国第1000万辆汽车的诞生可能意味着这一年中国取代美国成为世界汽车产销量第一大国。事实上,从2009年起到2023年,我国汽车新车产销量连续15年稳居全球第一,中国已经成为不折不扣的全球汽车大国。”

中国汽车工业协会副总工程师许海东说:“汽车产业在上端是生产工作,下端则触及消费,在10个行业内10项工作中,汽车行业全部都有相应的任务。所以汽车行业现在是非常受重视的,也成为拉动中国经济的重要力量。”

技术在发展,产业在进化,呼啸而来的新时代,加速释放着前所未有的机遇。

二、节能减排催促新能源强势入局

我国新能源汽车的发展历程是一段从萌芽到蓬勃发展的壮丽篇章,是科技创新与环保理念紧密结合的生动体现。早在20世纪70年代,由于石油危机的冲击,中国政府开始关注替代能源的研究和发展,为新能源汽车的兴起奠定了基础。进入21世纪,随着全球对环保和可持续发展的重视,我国新能源汽车的发展步伐明显加快。

2001年,我国启动了“十五”“863计划”,确立了电动汽车“三纵三横”的技术研发布局,即以混合动力汽车、纯电动汽车、燃料电池汽车为“三纵”,以多能源动力总成控制系统、电机及其控制系统和电池及其管理系统为“三横”。这一布局为我国新能源汽车产业的长远发展奠定了坚实的技术基础。

机遇与转折碰撞的节点来到2009年。

2009年,为了应对全球金融危机的负面影响、提振经济,国务院研究出台了十大产业调整和振兴规划,其中2009年1月发布的《汽车产业调整和振兴规划》提出了实施新能源汽车发展战略,第一次把新能源汽车的发展提到国家战略的高度。

国家提出发展新能源汽车,最初主要考虑的还是节能减排。通过发展新能源汽车,可以降低中国对进口石油的依存度,同时也可以减少尾气排放和碳排放。

可以说,2009年,这是一个对中国汽车工业发展史而言的特殊年份。这一年中国首次实现年产超1000万辆的历史性突破。而十年前在我国汽车工业史上就埋下浓墨重彩伏笔的安徽,1999年在安徽芜湖的奇瑞汽车,诞生了第一台从设计、研发到生产制造完全由我国自主完成的汽车发动机—ACTECO系列发动机,开创了中国自产发动机的先河。同年,合肥工业大学团队完成了第一代纯电动轿车的研发。

2009年,国家“十城千辆”战略强势登场,即每年在大约10个城市、每个城市推出大约1000辆新能源汽车,并为项目实施提供大量补贴资金。这一政策极大地推动了新能源汽车的示范应用和市场推广,使新能源汽车逐渐进入公众视野。

2010年6月1日起,国家在上海、长春、深圳、杭州、合肥等5个城市启动私人购买新能源汽车补贴试点工作。2010年7月,国家将十城千辆节能与新能源汽车示范推广试点城市由20个增至25个。新能源汽车进入全面政策扶持阶段。

三、政策保驾新能源车弯道超车

随着“十城千辆”示范的深入实施,我国新能源汽车市场迎来了全面推广期。2012年国务院印发《节能与新能源汽车产业发展规划(2012—2020年)》, 同年5月,为加快培育发展新能源汽车,新能源汽车项目每年将获10亿—20亿元资金支持。

党的十八大以来,我国率先确立了发展新能源汽车国家战略。2014年5月,习近平总书记在上汽集团考察时强调,“发展新能源汽车是我国从汽车大国迈向汽车强国的必由之路,要加大研发力度,认真研究市场,用好用活政策,开发适应各种需求的产品,使之成为一个强劲的增长点”。

2015年,国家调整了新能源汽车补贴政策,将之延续至2020年,并释放了补贴逐年退坡的信号。此后,新能源汽车市场发展迅速,由之前的试点城市扩展到300多个城市,标志着“十城千辆”时代结束,进入全面发展的新时期。自2018年起,补贴退坡政策和“双积分”政策逐渐成为影响新能源汽车行业发展的重要因素。同时,政府逐渐取消汽车制造行业外资股比限制,通过放开市场增强产业竞争力。这一时期,电动汽车初创企业开始涌现并蓬勃发展,“弯道超车”策略初显成效。新能源汽车市场逐渐从政策驱动转向市场驱动,消费者对新能源汽车的接受程度不断提高,市场需求持续增长。

新能源汽车的快速发展,得益于多方面的努力。首先,技术的进步使得新能源汽车在动力、静谧性、智能化等方面超越了传统燃油车。尤其是插电混合动力车型,以其高能效、低噪音和智能交互体验赢得了消费者的青睐。其次,政策的支持和市场需求的增长也为新能源汽车的发展提供了强大的动力。在机遇方面,国内外比亚迪、特斯拉等产业巨头的涌现,支持了清洁能源产业可持续发展。同时,多个国家、地区、车企已公布禁售燃油车时间表,将继续推动电动车、清洁能源产业的发展。

各国政府出台的支持政策为新能源汽车市场注入活力,全球范围内电动汽车销售量呈指数增长趋势。数据显示2022年,全球纯电动汽车销量达到780万辆,同比增长68%;中国纯电动汽车销量536.5万辆,同比增长81.6%,电动汽车的市场占有率持续增长。我国新能源汽车已成为引领全球汽车产业电动化转型的重要力量。

从2005年到2015年,中国新能源汽车用了10年,渗透率才突破1%。2016年到2019年,3年多时间,渗透率提升到了5%。从2024年4月1日

到14日,中国乘用车市场零售51.6万辆,其中新能源汽车市场零售26万辆,零售占比首次超过50%,与燃油车平分天下,共同承担起中国汽车发展的主力军作用。我国提前11年完成了《节能与新能源汽车技术路线图2.0》中“到2035年新能源车的渗透率达到50%以上”的规划要求。我国新能源车企凭借技术升级实现“弯道超车”,甚至“换道超车”,不仅延续了产销量快速增长的态势,还在智能化竞争阶段,从“追随者”变成了“引领者”。预计到2030年,中国电动汽车产销将达到1500万辆、保有量达到8000万辆,这将涉及能源结构的调整、智能电网的建设、交通基础设施的升级等一系列问题,将是一场波澜壮阔的工业革命。

四、新能源车推动能源结构优化进程

随着全球对气候变化和能源安全的关注不断加深,能源结构的优化意味着减少传统能源的使用,增加清洁能源的比重。根据国际能源署的统计,截至2023年底,全球范围内每投入1美元在传统化石能源领域,就有1.7美元投入至新能源领域,新能源正在加速替代传统能源。新能源汽车作为清洁能源的代表,正是这一优化过程中的重要组成部分,并且已经成为推动能源结构转型升级的优化引擎强劲动力。

切实有效减少碳排放是发展新能源汽车的基础逻辑,其产业发展与能源转型具有一致目标。新能源汽车的核心优势在于其显著的减排效果。相比传统燃油车,新能源汽车采用电力、氢能等清洁能源作为动力源,极大地降低了尾气排放,包括二氧化碳、一氧化碳等有害气体,有效减轻了空气污染和温室效应。据国际能源署数据,到2050年,全球范围内大规模采用新能源汽车有望减少近一半的交通领域碳排放,为全球应对气候变化贡献重要力量。这种减排效果不仅是新能源汽车技术的直接体现,更是推动能源结构向绿色低碳方向转型的关键驱动力。

与此同时,新能源汽车的普及深刻改变了能源消费的格局,显著降低了对石油等有限资源的依赖。随着新能源汽车数量的增加,能源需求结构逐渐优化,石油消费量减少,能源供需紧张状况得到缓解,能源安全性得到显著提升。同时,新能源汽车的充放电过程与能源电网紧密相连,通过智能能源管理系统实现能量的高效调配和利用,进一步优化了能源供应体系,增强了能源系统的灵活性和韧性。

生态文明建设与减碳行动是全球性的重大课题,身处全球汽车产业转型发展的关键期,在“双碳”战略导向下,降低交通领域碳排放是实现碳减排目标的关键举措。据中汽技术研究中心测算,汽车碳排放占我国交通领域碳排放80%以上,占全社会碳排放7.5%左右。发展新能源汽车及相关新型基础设施建设为道路交通领域实现碳中和提供了新的技术解决方案。一方面,新能源汽车通过实现电动化转型减少交通工具使用过程中的碳排放,显著减少大气污染。另一方面,随着新能源汽车关键技术的逐步突破,补能基础设施的进一步完善,将推动智能新能源汽车能源清洁化、低碳化、高效化利用,有效降低道路交通领域能源消耗和碳排放。

新能源车作为能源转型的先锋,在推动能源结构优化、促进经济可持续发展等方面发挥着重要作用。

全球汽车产业正从传统能源向新能源加速转型。中国政府对新能源汽车和可再生能源的发展给予了极大的支持。国务院办公厅发布的《新能源汽车产业发展规划(2021—2035年)》中提到,到2025年,新能源汽车新车销售量达到汽车新车销售总量的20%左右,同时推动新能源汽车与可再生能源的高效协同。这些政策不仅为新能源汽车产业提供了发展机遇,也为可再生能源的利用提供了广阔的市场空间。

事实证明,新能源汽车已经从政策驱动转向市场驱动,成为消费者出行的主流选择。这一转变不仅体现了消费者对绿色出行理念的广泛认同与积极实践,也彰显了中国在应对气候变化、推进可持续发展方面的决心与成效。

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2024年, 第11期
刊出日期:2024.11
单月刊,1984年创刊
主管单位:中国石油天然气集团有限公司
主办单位:中国石油企业协会 中国石油企业协会海洋石油分会
国际标准刊号:ISSN 1672-4267
国内统一刊号:CN11-5023/F
国外发行代号:M1803
国内邮政编码:100724
广告经营许可证号:京西工商广字第0433号(1-1)

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