張?zhí)招拢x世雄，楊 英

(湖南工業(yè)大學(xué)全球低碳城市聯(lián)合研究中心，湖南株洲412007)

氣候變化既是當(dāng)今世界各國(guó)面臨的經(jīng)濟(jì)問(wèn)題，也是政治問(wèn)題。2009年，中國(guó)車用燃料消耗量占石油表觀消耗總量的1/3;汽車燃料生命周期溫室氣體排放達(dá)4．8億噸CO2當(dāng)量［1］。世界銀行和二氧化碳信息分析中心(CDIAC)的數(shù)據(jù)顯示，2000～2008年，城市交通碳排放量年均增長(zhǎng)12．62%，比同期中國(guó)碳排放總量年均增長(zhǎng)率高3．13個(gè)百分點(diǎn)。城市道路交通已成為中國(guó)碳排放增長(zhǎng)最快的領(lǐng)域之一。雖然，與美國(guó)和日本相比，中國(guó)城市道路交通領(lǐng)域碳排放量占全國(guó)碳排放總量的比例還較低，但是，它已成為交通運(yùn)輸行業(yè)能源消耗的主體。我們應(yīng)當(dāng)采取包括低碳技術(shù)在內(nèi)的各種措施，盡可能地避免以道路交通促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、為人們生活帶來(lái)方便的同時(shí)，給氣候變化帶來(lái)負(fù)面影響。

科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力，技術(shù)進(jìn)步因素是碳排放量降低的主導(dǎo)因素［2］。為促進(jìn)中國(guó)城市低碳交通建設(shè)，減少城市交通碳排放，必須首抓低碳技術(shù)。本文從與道路交通有關(guān)的新能源汽車技術(shù)、機(jī)動(dòng)車節(jié)能技術(shù)、道路技術(shù)、智能管理技術(shù)等低碳技術(shù)著手進(jìn)行分析和研究，以期明確城市交通低碳技術(shù)的發(fā)展方向和相應(yīng)措施。

一 新能源汽車技術(shù)

(一)新能源汽車全生命周期碳排放分析

1．純電動(dòng)汽車。純電動(dòng)汽車是現(xiàn)代汽車技術(shù)、電化學(xué)、新材料、新能源、微電子學(xué)、電力拖動(dòng)技術(shù)、電子計(jì)算機(jī)智能控制等高新技術(shù)的集成產(chǎn)物。電動(dòng)發(fā)電機(jī)和車載電池是其關(guān)鍵部件。純電動(dòng)汽車在運(yùn)行使用過(guò)程中不產(chǎn)生CO2，具有無(wú)污染、低噪音、高能效、易維修的優(yōu)點(diǎn)。作為純電動(dòng)汽車的車載電源，既可以來(lái)源于煤等化石能源，也可以來(lái)源于水能、風(fēng)能、太陽(yáng)能、熱能等可再生能源。

電動(dòng)汽車與傳統(tǒng)汽車相比，它更依賴于一個(gè)國(guó)家電力能源的生產(chǎn)結(jié)構(gòu)。中國(guó)煤礦平均每開(kāi)采1T煤，大約排放6 m3的CO2［3］，從全生命周期來(lái)看，如果不考慮煤炭開(kāi)采過(guò)程中所逸出的CO2，在中國(guó)使用電動(dòng)車將會(huì)比傳統(tǒng)汽油車每千米少排放5～57%以上的CO2;如果考慮煤炭開(kāi)采過(guò)程中所逸出的CO2，在中國(guó)使用電動(dòng)車將會(huì)比傳統(tǒng)汽油車每千米多排放1．8～6．4倍以上的CO2。因此，在中國(guó)目前的煤電結(jié)構(gòu)和技術(shù)水平下，電動(dòng)車的推廣應(yīng)用不僅不能使溫室氣體排放減少反而會(huì)成倍增加。

由于電動(dòng)汽車CO2排放主要來(lái)自于車用燃料的開(kāi)采、加工、運(yùn)輸以及車輛制造階段，采用注入CO2提高煤層氣采收率技術(shù)，不僅可以提高煤層甲烷氣的采收率，同時(shí)CO2也被永久埋存在煤層中［4］。CO2捕捉與封存技術(shù)有可能將車用燃料的開(kāi)采、加工、運(yùn)輸過(guò)程的CO2排放量減少近80%［3］。我國(guó)可再生能源資源非常豐富，具有大規(guī)模開(kāi)采的資源條件和技術(shù)潛力，可以為未來(lái)社會(huì)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供足夠的能源，因此，純電動(dòng)汽車的發(fā)展不僅可以使我國(guó)汽車產(chǎn)業(yè)在很大程度上擺脫過(guò)度依賴石油的局面，而且還能降低溫室氣體的排放量。

2．混合動(dòng)力汽車?；旌蟿?dòng)力汽車是指車上裝有兩個(gè)或兩個(gè)以上動(dòng)力源并能協(xié)調(diào)工作的車輛。按照動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的不同，可分為串聯(lián)式、并聯(lián)式和混聯(lián)式三種類型。其關(guān)鍵技術(shù)是混合動(dòng)力。

混合動(dòng)力汽車對(duì)現(xiàn)有汽車制造技術(shù)以及社會(huì)基礎(chǔ)設(shè)施改動(dòng)要求較少，具有更好的燃油經(jīng)濟(jì)性，在運(yùn)行使用過(guò)程中比傳統(tǒng)燃料汽車節(jié)約燃油30～50%。2010年，濟(jì)南市混合動(dòng)力公交車投入運(yùn)營(yíng)檢測(cè)結(jié)果顯示:混合動(dòng)力車比普通車每百千米節(jié)油率達(dá)30%［5］。我國(guó)混合動(dòng)力汽車技術(shù)發(fā)展較快，部分車型已處于技術(shù)成熟期。目前，混合動(dòng)力電動(dòng)車面臨的主要技術(shù)難點(diǎn)是:電池技術(shù)、電動(dòng)機(jī)技術(shù)、內(nèi)燃機(jī)技術(shù)和整車能量管理技術(shù)等。現(xiàn)階段混合動(dòng)力汽車效率仍舊較低，汽油或柴油耗費(fèi)量較大。作為一種過(guò)渡技術(shù)方案，插電式混合動(dòng)力汽車兼顧了常規(guī)混合動(dòng)力汽車和純電動(dòng)汽車的優(yōu)點(diǎn)，具有能更充分地利用電能而減少傳統(tǒng)石化燃料消耗的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，是現(xiàn)階段可行的一種清潔節(jié)能、使用方便的車輛。隨著汽車電池尤其是鋰電池技術(shù)的突破性發(fā)展，混合動(dòng)力汽車必將向著純電動(dòng)汽車方向發(fā)展。

3．燃料電池汽車。燃料電池汽車是以燃料電池作為汽車的動(dòng)力源，將燃料中的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能來(lái)進(jìn)行動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的新型汽車，它主要包括氫燃料電池車和生物(糧食和非糧食)燃料車。與混合動(dòng)力汽車和純電動(dòng)汽車相比，它最大的特點(diǎn)就是完全不進(jìn)行燃料的燃燒過(guò)程，而是通過(guò)電化學(xué)的方法，將氫和氧結(jié)合，直接產(chǎn)生電和熱。氫廣泛地存在于水、礦物燃料和各類碳水化合物之中，燃料電池汽車使用的燃料來(lái)源多種多樣，包括天然氣、甲醇、丙烷、汽油、柴油、煤、煤層氣以及太陽(yáng)能、風(fēng)能、生物質(zhì)能、海洋能、地?zé)岬仍偕Y源。在目前的各種制氫技術(shù)方案中，以煤炭等化石燃料為主的能源通過(guò)水電解獲得氫氣的技術(shù)方案，其碳排放量高于汽油汽車，同時(shí)也明顯高于甲醇重整和汽油重整而獲得氫氣的技術(shù)方案，而甲醇重整和汽油重整技術(shù)方案又高于煤制氫方案，煤制氫又高于天然氣制氫技術(shù)方案。對(duì)于相同的制氫技術(shù)方案，液氫方案的碳排放高于氣氫方案［6］。天然氣作為發(fā)展燃料電池汽車氫源的一次能源，具有氫制取技術(shù)路線多樣化、經(jīng)濟(jì)上競(jìng)爭(zhēng)力強(qiáng)、能源利用效率高和環(huán)境效益較好等諸多優(yōu)勢(shì)，應(yīng)是目前燃料電池汽車的首選制氫能源［7］，如果還能利用太陽(yáng)能、風(fēng)能、生物質(zhì)能、海洋能、地?zé)?、核能等作為制氫過(guò)程中的能源，那么碳排放量還將大大降低。

此外，燃料電池電動(dòng)汽車還具有無(wú)污染、高能效、低噪音、良好的動(dòng)力及操控系統(tǒng)等優(yōu)點(diǎn)，從能源的利用和環(huán)境保護(hù)方面看，它也是一種理想車輛。然而，燃料電池成本高，燃料制取、運(yùn)輸和儲(chǔ)存不但要消耗大量的能源，而且制取的技術(shù)還不成熟，制造的成本也高，添加氫燃料的設(shè)備也需專門制造。目前，燃料電池汽車仍處于研究和試用階段，其技術(shù)發(fā)展在我國(guó)才剛剛起步。

(4)氫發(fā)動(dòng)機(jī)汽車。氫發(fā)動(dòng)機(jī)是在普通的內(nèi)燃機(jī)基礎(chǔ)上作一些適應(yīng)性改造，通過(guò)氫氣(或其他輔助燃料)和空氣的混合燃燒產(chǎn)生能量，從而獲得動(dòng)力的汽車，它是利用現(xiàn)今汽車工業(yè)已有的巨大資產(chǎn)存量，逐步由傳統(tǒng)汽車向新能源汽車過(guò)渡的一種較好的技術(shù)解決方案。氫發(fā)動(dòng)機(jī)與普通的內(nèi)燃機(jī)并無(wú)本質(zhì)上的差別，氫發(fā)動(dòng)機(jī)汽車與燃料電池汽車都使用氫，只是二者利用氫燃料的方式不同，前者直接燃燒氫產(chǎn)生動(dòng)能而使發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)汽車行駛，后者則使氫在燃料電池內(nèi)與氧進(jìn)行反應(yīng)產(chǎn)生電能而驅(qū)動(dòng)汽車。

與使用傳統(tǒng)能源的汽車相比，用氫氣作發(fā)動(dòng)機(jī)燃料的汽車能源轉(zhuǎn)化率高達(dá)40%以上，噪聲低，續(xù)駛里程可與汽油車相當(dāng)。同時(shí)從經(jīng)濟(jì)性考慮，氫氣來(lái)源廣泛，電能、風(fēng)能、太陽(yáng)能、水能、地?zé)崮?、核能等均能轉(zhuǎn)化為氫氣。我國(guó)氫發(fā)動(dòng)機(jī)汽車在技術(shù)上與世界發(fā)達(dá)國(guó)家的差距遠(yuǎn)小于傳統(tǒng)汽車業(yè)。與燃料電池汽車一樣，制氫、儲(chǔ)氫和加注氫的公共設(shè)施建設(shè)問(wèn)題也是制約氫能在汽車中廣泛使用的技術(shù)瓶頸。因而，氫氣在未來(lái)汽車上的應(yīng)用前景，決定于制氫及攜帶技術(shù)有無(wú)突破性的進(jìn)展。

(5)醇醚汽車。醇醚汽車是指以甲醇汽油、乙醇汽油、甲醇、乙醇為燃料的汽車。醇醚汽車技術(shù)相對(duì)成熟，對(duì)傳統(tǒng)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行改動(dòng)即可適應(yīng)不同的乙醇汽油燃料。乙醇汽車在美國(guó)、巴西等乙醇資源豐富的國(guó)家發(fā)展較快，我國(guó)醇醚汽車技術(shù)還處于起步期。

與以原油為原料的傳統(tǒng)柴油生產(chǎn)過(guò)程相比，煤基二甲醚在生產(chǎn)過(guò)程中的耗電量較大，是傳統(tǒng)柴油生產(chǎn)過(guò)程的2．5倍。從全生命周期來(lái)看，以煤基二甲醚為燃料的醇醚汽車的溫室氣體排放量比傳統(tǒng)柴油要高。提高煤基二甲醚生產(chǎn)環(huán)節(jié)的能源轉(zhuǎn)換效率以降低能源消耗，利用太陽(yáng)能、風(fēng)能、生物質(zhì)能、海洋能、地?zé)岬茸鳛槊夯酌焉a(chǎn)過(guò)程中的能源，并綜合應(yīng)用煤層氣發(fā)電與碳捕獲等低碳技術(shù)，煤基二甲醚為燃料的醇醚汽車的溫室氣體排放量將會(huì)大大降低。從全生命周期來(lái)看，以天然氣制二甲醚為燃料的醇醚汽車比傳統(tǒng)汽車的CO2排放低，而以生物質(zhì)制二甲醚的醇醚汽車更是能夠大幅降低 CO2排放［8］。

目前，醇醚汽車燃料制取成本較高，難以有效降低CO2排放，它只能作為替代柴油汽車一種補(bǔ)充技術(shù)解決方案，在醇醚豐富的地區(qū)予以使用。未來(lái)我國(guó)燃料乙醇行業(yè)發(fā)展的方向是如何實(shí)現(xiàn)非糧乙醇的規(guī)模化。因此，決定未來(lái)燃料乙醇發(fā)展前景的關(guān)鍵是成本和技術(shù)。

(6)天然氣汽車。天然氣汽車是以天然氣作為燃料的汽車，可分為壓縮天然氣汽車、液化天然氣汽車和液化石油氣汽車三種。天然氣汽車只是對(duì)傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)作了一些必要的改動(dòng)以適應(yīng)天然氣燃料。與傳統(tǒng)燃料汽車相比，液化石油氣汽車可以降低20%的CO2排放，壓縮天然氣汽車和液化天然氣汽車的CO2排放量總體可以降低25%［5］。

天然氣汽車技術(shù)日臻成熟，從以往集中在公共交通車和出租車逐步擴(kuò)大到了中重型卡車、貨車、城市垃圾運(yùn)輸車等，同時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)排放性能也能達(dá)到較高要求。相對(duì)石油而言，我國(guó)天然氣資源要豐富得多，這對(duì)發(fā)展天然氣汽車是一個(gè)十分有利的條件。由于天然氣汽車動(dòng)力性能較低，行駛里程短，不易攜帶，而且一旦大規(guī)模投入使用，必須建立相應(yīng)的加氣站及為加氣站輸送天然氣的管道，涉及到城市建設(shè)規(guī)劃、經(jīng)費(fèi)投入和環(huán)境安全等諸多因素，基礎(chǔ)設(shè)施投入較大，成本較高，這在一定程度上己經(jīng)成為我國(guó)發(fā)展天然氣汽車的瓶頸。

(7)太陽(yáng)能汽車。太陽(yáng)能汽車是利用汽車車身直接把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能來(lái)作為動(dòng)力源的汽車。雖然太陽(yáng)能作為無(wú)污染的可再生能源，取之不盡用之不竭，但太陽(yáng)能必須以蓄電池的形式儲(chǔ)存，用于汽車的太陽(yáng)能電池，因技術(shù)上難以取得突破，價(jià)格非常昂貴，太陽(yáng)能汽車在未來(lái)10～20年內(nèi)將不會(huì)有大的進(jìn)展，難以普及應(yīng)用。從長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展來(lái)看，太陽(yáng)能汽車有可能成為未來(lái)汽車的重要品種。

(二)新能源汽車技術(shù)發(fā)展路徑

隨著機(jī)動(dòng)車保有量的增長(zhǎng)和石油資源的日益緊缺，新能源汽車技術(shù)將逐步得到發(fā)展和應(yīng)用。不同的新能源汽車技術(shù)處于不同的發(fā)展階段，每一種新燃料汽車技術(shù)都有著不同的溫室氣體減排特性，如表1所示。

表1 基于TLC新能源汽車的GHG排放、經(jīng)濟(jì)性及技術(shù)水平與化石能源使用比較

表1中列出了幾種新能源汽車基于全生命周期的溫室氣體排放、經(jīng)濟(jì)性與技術(shù)水平(與使用化石能源比較)。因此，新燃料汽車的發(fā)展路徑應(yīng)當(dāng)結(jié)合各地能源資源狀況來(lái)制定，由此可知:

1．如果電動(dòng)車(純電動(dòng)車和混合電動(dòng)車)的用電來(lái)源于煤電，那么從全生命周期來(lái)看，純電動(dòng)車以及氫發(fā)動(dòng)機(jī)汽車的溫室氣體排放都不會(huì)比傳統(tǒng)汽車少。我國(guó)電力主要來(lái)源于煤炭的現(xiàn)狀短期內(nèi)難以改變，因此近期電動(dòng)車的應(yīng)用并不能達(dá)到減少溫室氣體排放的目的。一旦電動(dòng)車所需的電能主要來(lái)源于水能、風(fēng)能、太陽(yáng)能等可再生能源，利用可再生能源生產(chǎn)的電力生產(chǎn)氫，氫發(fā)動(dòng)機(jī)汽車和純電動(dòng)車在全生命周期中除了整車制造與報(bào)廢階段還會(huì)產(chǎn)生溫室氣體排放外，其他階段中的溫室氣體排放將很少很少，尤其是純電動(dòng)車，只要電池技術(shù)成熟幾乎不產(chǎn)生碳排放。因此，純電動(dòng)汽車應(yīng)當(dāng)成為新能源汽車的發(fā)展方向，無(wú)論從技術(shù)角度還是從溫室氣體減排來(lái)看都應(yīng)該作為長(zhǎng)期發(fā)展的重點(diǎn)。

2．從全生命周期來(lái)看，天然氣汽車降低溫室氣體排放的效果較好，技術(shù)也較為成熟。我國(guó)天然氣儲(chǔ)量較石油豐富，但人均儲(chǔ)量較低且為不可再生能源。因此，使用壓縮天然氣或液化天然氣的汽車可作為近中期理想的新能源汽車。液化石油氣汽車的燃料是石油開(kāi)采或加工的副產(chǎn)品，它并不能作為穩(wěn)定的燃料來(lái)源，經(jīng)濟(jì)性較差，溫室氣體減排也比不上其他天然氣汽車，因此，液化石油氣汽車的使用只能是短期的權(quán)宜之計(jì)。

3．如果醇醚汽車所使用的醇醚是由煤電為主的能源生產(chǎn)出來(lái)，或是從天然氣、煤中提取，從全生命周期來(lái)看，醇醚汽車并不能有效降低溫室氣體排放。生物液體燃料的發(fā)展面臨著原料來(lái)源問(wèn)題，從植物中制取乙醇除了要消耗大量能源外，還要消耗大量的水，考慮到我國(guó)人均水資源與耕地資源的緊張，醇醚汽車不宜大力發(fā)展。雖然從全生命周期來(lái)看混合電動(dòng)車目前并不能有效降低溫室氣體排放，但作為一種向未來(lái)純電動(dòng)汽車的過(guò)渡，則不失為中短期內(nèi)一種較好的技術(shù)選擇。

因此，新能源汽車的發(fā)展路徑應(yīng)當(dāng)是:多種新能源汽車技術(shù)并進(jìn)，在未來(lái)碳捕獲與封存技術(shù)或者新能源發(fā)電技術(shù)成熟時(shí)，大力推廣純電動(dòng)汽車的市場(chǎng)化應(yīng)用。

二 汽車節(jié)能技術(shù)

中國(guó)民用汽車擁有量從2000年的1 608．91萬(wàn)輛增加到2010年的7 802萬(wàn)輛，增加了3．85倍，年均增長(zhǎng)21．82%。中國(guó)汽車工業(yè)協(xié)會(huì)的數(shù)據(jù)顯示:2000～2010年，中國(guó)汽車產(chǎn)量由207萬(wàn)輛增加到1 827萬(wàn)輛，增加了近7．83倍，年均增長(zhǎng)31．28%。2010年中國(guó)汽車產(chǎn)量已占世界產(chǎn)量的23．5%，在世界各國(guó)中位居第一。發(fā)展和應(yīng)用汽車節(jié)能技術(shù)，將帶來(lái)越來(lái)越顯著的城市道路碳減排效果。

(一)汽車綠色駕駛技術(shù)

駕駛員駕駛技術(shù)水平的高低，對(duì)燃料消耗有著關(guān)鍵性的影響。在相同條件下駕駛相同的汽車，由于駕駛員的操作不同，其油耗差異可達(dá)20% ～40%，甚至更大，汽車駕駛節(jié)能的空間和潛力巨大［11］。

國(guó)家交通運(yùn)輸部綜合國(guó)內(nèi)外節(jié)能駕駛的成熟經(jīng)驗(yàn)，在其編寫的《汽車節(jié)能駕駛手冊(cè)》中，從操作技術(shù)八環(huán)節(jié)、合理使用十習(xí)慣以及正確維護(hù)四方面等，為廣大司機(jī)提供了便于操作、行之有效的綠色駕駛方法。新能源汽車技術(shù)能夠極大地減少溫室氣體排放，但新能源汽車技術(shù)的成熟應(yīng)用則是一個(gè)長(zhǎng)期艱巨的過(guò)程，不可能一蹴而就，而汽車駕駛員應(yīng)樹(shù)立綠色駕駛理念，節(jié)約一滴油就可以減少一點(diǎn)溫室氣體排放。綠色駕駛技術(shù)切實(shí)可行、無(wú)需投入，在現(xiàn)有汽車技術(shù)裝備不變的情況下，即使按節(jié)省30%的油耗計(jì)算，也可以產(chǎn)生很好的溫室氣體減排效果。

(二)汽車行駛效率提高技術(shù)

1．減少行駛阻力技術(shù)?？諝庾枇γ繙p少10%，汽車每百千米油耗可以減少 0．15升［10］，從而有效減少了汽車溫室氣體排放。目前，減少空氣阻力的技術(shù)主要有:車身局部?jī)?yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)、外型整體優(yōu)化技術(shù)以及提高車身表面質(zhì)量的技術(shù)等。

而低滾阻輪胎技術(shù)則是通過(guò)減少汽車行駛的滾動(dòng)摩擦阻力以降低能耗。低滾阻輪胎能使汽車燃油消耗每百千米減少0．2升，每千米CO2排放減少4克［11］。子午線輪胎是目前較好的低滾阻輪胎，不僅其耐磨性與普通斜交胎相比提高30% ～70%，輪胎的滾動(dòng)阻力下降了20% ～30%，而且汽車的燃油消耗可以降低5% ～8%［12］。如果將新型汽車輪胎胎壓提高，油耗還可以進(jìn)一步減少，進(jìn)一步降低汽車溫室氣體排放。

2．汽車輕量化技術(shù)。汽車的燃油消耗直接與汽車重量和體積相關(guān)，汽車本身的重量對(duì)燃油消耗影響最大，汽車節(jié)油37%靠減輕汽車重量［13］，汽車總重量減輕10%，可降低油耗約8%［12］，從而使汽車溫室氣體排放減少。通過(guò)對(duì)汽車構(gòu)件和相關(guān)零部件進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，選取高強(qiáng)度輕質(zhì)材料(如高強(qiáng)度鋼、鋁鎂鈦合金、塑料、高延性鋁合金板、各種纖維強(qiáng)化等材料)，采用激光拼焊、內(nèi)高壓成型、高強(qiáng)度鋼熱成型、高強(qiáng)度鋼棍壓等新技術(shù)制造汽車零部件可以有效實(shí)現(xiàn)整車輕量化。

(三)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行節(jié)能技術(shù)

對(duì)傳統(tǒng)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行改造，改善發(fā)動(dòng)機(jī)的性能，可以提高燃油利用率，降低能耗和溫室氣體排放。

1．閉缸節(jié)油技術(shù)。采用閉缸節(jié)油技術(shù)使一部分氣缸始終工作，另一部分氣缸在高負(fù)荷時(shí)工作低負(fù)荷時(shí)不工作，這樣可以節(jié)省燃油10% ～20%［10］。

2．稀薄燃燒技術(shù)。使用該技術(shù)，通過(guò)送入過(guò)量空氣使燃料在汽油機(jī)中能穩(wěn)定地充分燃燒，可以將有效熱效率提高大約30%［14］，從而達(dá)到節(jié)能減排的目的。

3．汽油直噴技術(shù)。通過(guò)電子精確控制燃油在汽缸內(nèi)的噴射，使每一滴燃油完全燃燒，降低了油耗和溫室氣體排放。總體來(lái)看，汽油直噴技術(shù)節(jié)能效果為2%～3%，雖然目前在我國(guó)的應(yīng)用比例較低，但為傳統(tǒng)汽油機(jī)的一個(gè)極具前途的發(fā)展方向［11］。

4．渦輪增壓技術(shù)。通過(guò)增加汽車發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣量，以提高發(fā)動(dòng)機(jī)的功率、機(jī)械效率和熱效率，可使發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪增壓后耗油率降低5% ～10%［15］，對(duì)于小型乘用車來(lái)說(shuō)，節(jié)能效果可達(dá) 4．2% ～4．8%［11］。渦輪增壓技術(shù)是一種重要的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行節(jié)能技術(shù)，在我國(guó)初步得到應(yīng)用，可在汽車上大力推廣發(fā)展。

5．可變氣門技術(shù)?？勺儦忾T技術(shù)有多種實(shí)現(xiàn)途徑，各種途徑均可不同程度地改善汽油機(jī)燃油經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性，降低溫室氣體排放。國(guó)外已有一系列比較實(shí)用的可變氣門機(jī)構(gòu)，目前應(yīng)用最廣泛的是葉片式可變凸輪相位機(jī)構(gòu)［16］?？勺儦忾T技術(shù)節(jié)能效果可以達(dá)到2% ～3%，與國(guó)外相比，國(guó)內(nèi)的可變氣門技術(shù)應(yīng)用太少。

6．起停技術(shù)。在擁擠的城市交通中，汽車起步停車頻繁，起停技術(shù)的節(jié)油效果十分明顯，帶起停功能的車輛在城市里行駛，熱機(jī)時(shí)節(jié)油達(dá)到了7．6%，綜合節(jié)油效果達(dá)到了3%。在冷機(jī)狀態(tài)時(shí)節(jié)油達(dá)到7%，綜合節(jié)油效果達(dá)到了4%［17］。起停技術(shù)在歐洲汽車市場(chǎng)應(yīng)用較多，起停系統(tǒng)可望成為中國(guó)乘用車的標(biāo)準(zhǔn)配置，

7．曲軸集成啟動(dòng)發(fā)電機(jī)技術(shù)。將汽車啟動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)集成為一體，直接以某種瞬態(tài)功率較大的發(fā)動(dòng)機(jī)替代傳統(tǒng)的啟動(dòng)電機(jī)，節(jié)能效果可以達(dá)到8．6% ～8．9%［11］，曲軸集成啟動(dòng)發(fā)電機(jī)技術(shù)是一種介于混合動(dòng)力和傳統(tǒng)汽車之間的成本低廉的節(jié)能技術(shù)，值得推廣應(yīng)用。

8．自動(dòng)變速器技術(shù)。自動(dòng)變速器技術(shù)可以使駕駛員不再像駕駛手動(dòng)變速器汽車那樣，頻繁地使用離合器踏板，既省油又操縱方便。且平穩(wěn)、舒適，其關(guān)鍵技術(shù)是電子、電液控制和傳感技術(shù)?？傮w來(lái)說(shuō)，6速液力機(jī)械式自動(dòng)變速器可以達(dá)到1．4% ～3．4%的節(jié)能效果，機(jī)械無(wú)級(jí)式自動(dòng)變速器與雙離合器式自動(dòng)變速器的節(jié)能效果可以達(dá)到4%［11］。目前，美國(guó)、日本絕大部分乘用車都裝載有自動(dòng)變速器，而中國(guó)乘用車自動(dòng)變速器配備率很低，具有巨大的發(fā)展空間。

9．電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向技術(shù)。電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向技術(shù)(EPS)是一種直接依靠電機(jī)提供輔助扭矩的技術(shù)，其節(jié)能效果可以達(dá)到1% ～2%［18］。

10．汽車能量回收技術(shù)。比較成熟的汽車能量回收技術(shù)是利用飛輪回收能量，它有望使油耗降低達(dá)20%［19］。飛輪重量輕、價(jià)格低并且高效節(jié)能，在頻繁起停的行駛中最為有效，因此，在擁擠的城市交通環(huán)境內(nèi)使用將產(chǎn)生最大的節(jié)能減排效果。

總之，每項(xiàng)節(jié)能技術(shù)都具有一定的節(jié)能減排效果，但要使汽車低燃油消耗和碳排放的效果達(dá)到最大，既需要將單個(gè)的技術(shù)集成應(yīng)用，更要發(fā)揮好人的主觀能動(dòng)性，實(shí)現(xiàn)綠色駕駛。

三 道路技術(shù)

(一)慢行道路交通設(shè)計(jì)

慢行交通是一種可持續(xù)發(fā)展的綠色低碳交通，不僅可以緩解交通擁堵，降低環(huán)境污染，還可以促進(jìn)資源合理利用。主要設(shè)計(jì)技術(shù)包括:一是在所有道路上(低速本地道路除外)設(shè)置至少3米寬的自行車車道，并在樓宇、道路和車站附近提供安全的自行車停放處;二是在城市市區(qū)中建立慢行專用網(wǎng)道(僅允許步行、自行車和公共交通)，并保證兩條慢行專用道路間隔不超過(guò)800米。

(二)道路的微循環(huán)設(shè)計(jì)

改變傳統(tǒng)的大街坊路網(wǎng)設(shè)計(jì)，增加城市的支路網(wǎng)密度，創(chuàng)建街道密集網(wǎng)絡(luò)，改善步行、自行車和機(jī)動(dòng)車的出行環(huán)境，形成道路的微循環(huán)。道路微循環(huán)設(shè)計(jì)技術(shù)主要包括:一是城市市區(qū)每平方千米至少要規(guī)劃有50個(gè)交叉口，并且按照道路類型和主要服務(wù)功能設(shè)計(jì)多樣化的街區(qū)尺度和道路路面，提供機(jī)動(dòng)車、自行車和步行等多元的交通模式選擇;二是整合通過(guò)性道路，至少每300米就可以連接周圍鄰里區(qū)域，采用高效的單向雙分路取代路寬超過(guò)45米的主干道;三是建立公交專用道和快速公交網(wǎng)絡(luò)，保證每間隔800～1000米至少存在一條公交專用通道，所有住宅和辦公集中場(chǎng)所距離本地公交車站不超過(guò)400米，距離區(qū)域性公共交通站點(diǎn)不應(yīng)超過(guò)800米，盡可能減少大多數(shù)乘客的換乘次數(shù)。建立一個(gè)集成多元化交通系統(tǒng)，確保所有現(xiàn)行交通方式的無(wú)縫換乘。

(三)道路新材料

1．綠色道路膠凝材料。以工業(yè)廢渣為主要原料生產(chǎn)的道路膠凝材料作為道路水泥替代產(chǎn)品，不僅生產(chǎn)成本低、路用性能好，減少了工業(yè)廢渣、廢液和廢氣對(duì)環(huán)境的污染，而且能源消耗只需要普通硅酸鹽水泥的1/2～1/3［20］，不存在水泥生產(chǎn)過(guò)程中的碳排放，是一種低碳道路建設(shè)材料。

2．泡沫瀝青。生產(chǎn)1T瀝青混合料需要消耗0#柴油6．5 ～7．2 kg，消耗電力 2．5 ～3．0 kWh，產(chǎn)生19．4kg的CO2排放，并且瀝青有害物質(zhì)的釋放量隨著熱拌瀝青混合料的生產(chǎn)溫度升高而增加［21］。泡沫瀝青技術(shù)就是通過(guò)向熱瀝青中加入一定量的常溫水，改善瀝青粘性，降低瀝青混合料生產(chǎn)過(guò)程中的拌和溫度，從而節(jié)約能源消耗、減少碳排放。

四 交通智慧管理技術(shù)

智能交通技術(shù)(ITS)是將電子視野技術(shù)、電子傳感技術(shù)、測(cè)量技術(shù)、判斷處理技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、信息技術(shù)、數(shù)據(jù)通訊傳輸技術(shù)、控制與服機(jī)構(gòu)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、人一機(jī)聯(lián)系技術(shù)、人體機(jī)理學(xué)、交通工程以及道路引導(dǎo)技術(shù)等眾多高科技集成為一個(gè)大系統(tǒng)，以汽車為節(jié)點(diǎn)、網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、高效地進(jìn)行綜合交通運(yùn)輸管理，使人、車、路、網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展。采用智能交通技術(shù)建立的城市智慧交通管理系統(tǒng)不僅可以保障城市交通安全、實(shí)現(xiàn)交通基礎(chǔ)設(shè)施供給能力的最大化，而且可以降低交通燃油消耗、減少溫室氣體排放并改善交通環(huán)境質(zhì)量，ITS已成為國(guó)際公認(rèn)解決道路交通問(wèn)題的最佳途徑。目前，智能交通在美國(guó)的應(yīng)用已達(dá)80%以上。

日本專家預(yù)計(jì)，采用ITS后，2025年交通事故將減少50%，平均車速將提高10 km/h，交通堵塞現(xiàn)象完全消除。由此可以減少5．6億/年的時(shí)間損失和123萬(wàn)日元/年的經(jīng)濟(jì)損失，燃油消耗降低25%，CO2排放降低15%［22］。

雖然我國(guó)在這方面處于起步階段，但有數(shù)據(jù)顯示，利用現(xiàn)有的智能交通技術(shù)至少可以降低15%的汽車能耗，減少15%的氮氧化物排放，減少15%的擁堵和15%的交通事故［23］。

五 城市交通低碳技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略與措施

(一)戰(zhàn)略選擇

考慮到中國(guó)自然資源稟賦和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展?fàn)顩r，當(dāng)前中國(guó)城市低碳交通建設(shè)除了把重點(diǎn)放在城市交通領(lǐng)域的節(jié)能減排上以外，還應(yīng)緊盯世界交通低碳技術(shù)的最新進(jìn)展，研究未來(lái)幾十年的城市交通低碳技術(shù)，以便實(shí)現(xiàn)“彎道超車”。近中期(2011～2030年)中國(guó)城市交通低碳技術(shù)的發(fā)展戰(zhàn)略，應(yīng)放在瞄準(zhǔn)世界最前沿技術(shù)，利用發(fā)達(dá)國(guó)家已有的理論和技術(shù)研究成果，并充分挖掘出自己的潛力，改變技術(shù)落后的局面。重點(diǎn)體現(xiàn)在以下三個(gè)方面:

1．加快構(gòu)建可再生能源網(wǎng)絡(luò)?；茉词菧厥覛怏w的主要來(lái)源，開(kāi)發(fā)新能源、發(fā)展新能源汽車僅僅依靠化石能源是不能從根本上解決城市交通溫室氣體排放問(wèn)題的，更無(wú)助于化石能源短缺問(wèn)題的解決，必須加快能源體系轉(zhuǎn)型，大力開(kāi)發(fā)利用太陽(yáng)能、風(fēng)能、水能、熱能、生物質(zhì)能等可再生能源，逐步擺脫對(duì)化石能源的依賴，構(gòu)建可再生的能源網(wǎng)絡(luò)。以可再生的能源網(wǎng)絡(luò)為支撐，以新能源驅(qū)動(dòng)城市低碳交通發(fā)展。

2．大力推廣城市交通節(jié)能技術(shù)。綠色駕駛技術(shù)、機(jī)動(dòng)車節(jié)能技術(shù)、采用新材料的城市道路設(shè)計(jì)施工技術(shù)等城市交通節(jié)能技術(shù)日益成熟并能有效減少溫室氣體排放，還具有相對(duì)較好的經(jīng)濟(jì)性，應(yīng)當(dāng)大力推廣。電動(dòng)汽車是在使用過(guò)程中滿足零排放標(biāo)準(zhǔn)要求的最好的汽車，同時(shí)具有噪聲低等其他優(yōu)點(diǎn)，但目前電動(dòng)汽車技術(shù)尚處于起步階段，電動(dòng)車關(guān)鍵技術(shù)——電池技術(shù)，難以在近中期取得實(shí)質(zhì)性突破;此外，碳捕獲與封存技術(shù)尚不成熟，近中期中國(guó)電網(wǎng)中來(lái)自于可再生能源的電能比例有待于進(jìn)一步提高。從全生命周期來(lái)看，近中期電動(dòng)車在我國(guó)的推廣使用不具備良好經(jīng)濟(jì)性也不能減少溫室氣體排放。因此，中國(guó)在近中期應(yīng)對(duì)電動(dòng)車關(guān)鍵技術(shù)給予前期的科研、資金、人員等方面的投入，為中長(zhǎng)期(2030年以后)電動(dòng)車的普遍推廣應(yīng)用做好技術(shù)和市場(chǎng)準(zhǔn)備。

3．實(shí)現(xiàn)城市交通智慧化管理。中國(guó)道路交通信息化建設(shè)經(jīng)過(guò)最近幾年的努力，已經(jīng)建立了一批技術(shù)含量高的專業(yè)管理信息系統(tǒng)，如道路收費(fèi)、監(jiān)控、通信、路面以及路政管理和緊急事件管理等，中國(guó)許多城市已經(jīng)或者正在進(jìn)行智慧交通管理系統(tǒng)建設(shè)。因此，中國(guó)城市應(yīng)在已有基礎(chǔ)上加快發(fā)展智慧交通，力爭(zhēng)近中期基本實(shí)現(xiàn)城市交通智慧化管理。

(二)實(shí)施措施

1．推廣分布式能源系統(tǒng)和智慧電網(wǎng)。用可再生能源發(fā)電是可再生能源多種開(kāi)發(fā)使用方式之一，從前面的分析可以看出，利用來(lái)源于可再生能源的電能作為電動(dòng)汽車的用能，或者用于新能源制取，可以達(dá)到交通溫室氣體減排的最佳效果?？稍偕茉窗l(fā)電與并網(wǎng)技術(shù)已有一定的基礎(chǔ)，如當(dāng)前通過(guò)分布式能源系統(tǒng)和智能電網(wǎng)，可以優(yōu)化高峰負(fù)荷，能夠?qū)⒛茉蠢寐瘦^低又較分散的水能、風(fēng)能、太陽(yáng)能、地?zé)崮芗吧镔|(zhì)能等可再生能源充分利用起來(lái)發(fā)電，并且與大電網(wǎng)并網(wǎng)，從而降低電網(wǎng)中的化石能源發(fā)電的比例。中國(guó)應(yīng)加大分布式能源系統(tǒng)和智慧電網(wǎng)在各個(gè)城市的推廣力度，創(chuàng)造市場(chǎng)機(jī)制來(lái)促進(jìn)可再生能源大規(guī)模發(fā)電與并網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)的早日突破。

2．制定嚴(yán)格的燃油經(jīng)濟(jì)性標(biāo)準(zhǔn)和碳排放限制法規(guī)。提高內(nèi)燃機(jī)效率，實(shí)現(xiàn)車用動(dòng)力混合化，使用混合電動(dòng)汽車以及純電動(dòng)汽車和氫燃料電池汽車等，都能減少化石燃料使用和碳排放量。中國(guó)在發(fā)展電動(dòng)車的同時(shí)，應(yīng)對(duì)傳統(tǒng)燃油汽車的油耗和碳排放進(jìn)行更加嚴(yán)格的限制，將汽車的油耗和排放控制水平盡快與國(guó)際最新標(biāo)準(zhǔn)接軌，并輔以車載診斷系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控。并制定相關(guān)法規(guī)，淘汰那些汽車節(jié)能減排研究技術(shù)相對(duì)不足或不重視的生產(chǎn)企業(yè)，以不斷促進(jìn)企業(yè)汽車節(jié)能減排技術(shù)的進(jìn)步。

3．建立與國(guó)際接軌的標(biāo)準(zhǔn)體系。標(biāo)準(zhǔn)化是推動(dòng)新能源汽車健康發(fā)展的重要技術(shù)保障。制定中國(guó)的新能源汽車標(biāo)準(zhǔn)，要與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)接軌，以保證標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)先進(jìn)性，充分發(fā)揮標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)導(dǎo)向作用。

4．加大智慧交通技術(shù)應(yīng)用力度。隨著機(jī)動(dòng)車保有量的迅速增加，特別是私人汽車數(shù)量的劇增，交通基礎(chǔ)設(shè)施所能提供的交通供給能力與巨大的交通需求之間的矛盾越來(lái)越尖銳，溫室氣體排放越來(lái)越多。因此，除了建設(shè)較為完善的低碳公共交通體系外，需要充分發(fā)揮基礎(chǔ)設(shè)施的潛力，提高運(yùn)輸效率，進(jìn)一步加快以信息技術(shù)為中心的智能交通系統(tǒng)建設(shè)，擴(kuò)大智能交通技術(shù)的應(yīng)用范圍。

5．運(yùn)用政策工具推動(dòng)低碳技術(shù)進(jìn)步。進(jìn)一步加大財(cái)稅支持力度，推動(dòng)新能源汽車的研究開(kāi)發(fā)、市場(chǎng)銷售及推廣應(yīng)用。激勵(lì)消費(fèi)者采用低碳技術(shù)和低碳生活方式，支持新能源汽車發(fā)展。對(duì)機(jī)動(dòng)車駕駛員進(jìn)行駕駛節(jié)能技術(shù)培訓(xùn)，引導(dǎo)機(jī)動(dòng)車駕駛員養(yǎng)成良好的節(jié)能駕駛習(xí)慣，以盡可能少的燃油消耗和碳排放實(shí)現(xiàn)最經(jīng)濟(jì)的出行。

6．重視低碳技術(shù)人才培養(yǎng)力度。城市交通低碳技術(shù)的進(jìn)步、推廣與應(yīng)用需要充足的智力資源支撐，國(guó)家應(yīng)加大低碳技術(shù)人才培養(yǎng)力度，造就一批高水平的研發(fā)隊(duì)伍。有條件的高等學(xué)校應(yīng)主動(dòng)開(kāi)設(shè)城市交通低碳技術(shù)方面的課程，或者設(shè)置相關(guān)的專業(yè)，為各行業(yè)各部門培養(yǎng)低碳技術(shù)人才。企業(yè)應(yīng)通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制，吸收培養(yǎng)一批自己的低碳技術(shù)技術(shù)研發(fā)帶頭人和技術(shù)骨干隊(duì)伍，資助其開(kāi)展與新能源汽車相關(guān)的課題研究、學(xué)習(xí)交流等活動(dòng)，帶動(dòng)企業(yè)研發(fā)活動(dòng)的開(kāi)展。

中國(guó)的能源短缺和土地與環(huán)境容量對(duì)城市交通發(fā)展的現(xiàn)實(shí)約束，以及國(guó)際社會(huì)關(guān)于減緩氣候變化的要求，決定了中國(guó)的城市交通運(yùn)輸應(yīng)當(dāng)避免高碳排放的發(fā)展方式。隨著中國(guó)城市的不斷擴(kuò)張，中國(guó)城市交通能源消耗和CO2排放量急劇增加，中國(guó)城市交通碳減排形勢(shì)不容樂(lè)觀。中國(guó)城市低碳交通建設(shè)中需要高度重視的問(wèn)題是公共交通是各類交通工具中碳排放強(qiáng)度最低的，但中國(guó)城市公共交通發(fā)展速度滯后于城市擴(kuò)張速度;隨著人們生活水平的提高，居民出行結(jié)構(gòu)中的非機(jī)動(dòng)化程度大幅降低;城市交通管理體制與城市低碳交通建設(shè)不相適應(yīng)、缺乏有效的需求管理、節(jié)能減排意識(shí)亟待提高。中國(guó)城市低碳交通建設(shè)應(yīng)將城市低碳交通理念作為基本指導(dǎo)思想，并向全民普及，并籍科技進(jìn)步，對(duì)城市及其交通進(jìn)行科學(xué)規(guī)劃科學(xué)管理，以構(gòu)造低碳城市綜合交通體系，塑造低碳城市形態(tài)結(jié)構(gòu)，這也是當(dāng)前中國(guó)城市低碳交通建設(shè)的戰(zhàn)略方向。中國(guó)城市低碳交通建設(shè)的主要途徑有:公共交通引導(dǎo)城市發(fā)展、需求管理、完善交通管理機(jī)制、技術(shù)創(chuàng)新與推廣等。

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