1.1.2 輕型汽車領域的能源轉型

在輕型汽車能源領域，解決碳排放和污染物排放的問題是輕型汽車能源轉型的動力，清潔能源汽車是輕型汽車能源轉型的發展方向。

1.1.2.1 解決碳排放和污染物排放的問題是輕型汽車能源轉型的動力

（1）氣候變化問題帶來的碳排放限制。

氣候變化問題日益引起學術界和普通民眾的廣泛關注，全球氣溫持續升高將會對地球兩極冰川、農業畜牧業生產和人類日常生活等產生重要影響，而化石能源燃燒引起的二氧化碳排放被認為是全球氣溫升高的主要因素之一。中國作為世界經濟總量和世界碳排放大國有義務承擔防止全球氣溫持續升高的責任。防止全球氣溫持續升高不僅是中國提升大國影響力開展大國外交的需要，更加關系到中國切身的利益。中國有漫長的海岸線和大量的沿海灘涂地，海平面上升必然對中國沿海地區產生較大影響。中國是農業大國，也是糧食消耗大國，全球氣溫升高引起的農業產量變化必然對中國農業產生較大影響。中國在地理區域上南北跨度大，有部分地理區域屬于熱帶、亞熱帶地區，全球氣溫升高必然影響這些地區居民的日常生活。因此中國需要采取相應行動和相關措施，統籌規劃合理布局中國的二氧化碳減排事業。

汽油的直接消耗者包括以汽油為燃料的機動車和螺旋槳飛機等。汽油消費是二氧化碳排放的重要原因。除少量航空內燃機和柴油發電機消耗的汽油外，汽油的最主要消費者是燃油車船。汽油的含碳量因汽油油品的不同而有所差異，汽油的化學組成一般為C₅～C₁₁，芳香烴的含量較高。汽油的化學組成和各組分中碳的質量分數見表1-1，由表1-1可以估算汽油中碳的質量分數約為86%。

（2）華北空氣污染問題帶來的污染物排放限制。

華北的空氣污染問題主要是PM_2.5超標問題，也就是霧霾問題。霧霾是一種天氣現象，反映了空氣中懸浮顆粒物，尤其是空氣動力學當量直徑小于等于2.5微米的顆粒物（PM_2.5）的超標；電廠、工業鍋爐窯爐、居民取暖等的燃煤廢氣，機動車等的燃油廢氣，建筑揚塵等，被認為是PM_2.5的來源和成因。PM_2.5由于空氣動力學直徑渺小，可以直接穿過人的呼吸過濾系統進入肺部，并進入血液，會對人的呼吸系統、心血管系統等造成傷害，嚴重的甚至可能致癌。2018年北京重度污染15天，平均PM_2.5濃度205微克/米3，達到了世界衛生組織建議指標的20.5倍。2018年北京PM_2.5年均濃度51微克/米3，是中國國家標準的1.46倍，是世界衛生組織建議指標的5.1倍。表1-2為2018年中國華北部分城市的PM_2.5年平均濃度。從表1-2中數據可以看出，霧霾問題在中國華北地區普遍存在。

汽油消費是空氣污染物排放的重要原因。作為汽油的主要消耗者，首先，燃油汽車直接向空氣中排放一氧化碳、硫氧化物、氮氧化物、揮發性有機物（VOCs）等多種污染物質；其次，在陽光作用下，這些污染物質發生光化學反應聚合，易形成小直徑顆粒物（PM_2.5）。圖1-1顯示了2015年紀念抗日戰爭勝利七十周年閱兵儀式前后北京PM_2.5檢測數據。為保障紀念抗日戰爭勝利七十周年閱兵儀式時北京的空氣質量達標，北京市全市污染企業停產日期為8月20日至9月4日，北京市機動車臨時管制時間為8月20日至9月3日。9月4日北京全市污染企業依然停產，機動車單雙號限行取消，且當天上午北京天氣晴朗無風，市內各處PM_2.5急劇升高，機動車排放是當日的最大疑似PM_2.5產生原因。9月4日下午北京突降中到大雨，PM_2.5受降雨影響回落。綜上所述，汽油消費是空氣污染源的重要原因。

1.1.2.2 清潔能源汽車是輕型汽車能源轉型的發展方向

汽車清潔能源技術的發展主要表現在燃油效率的提高、生物質混合燃料的普及、混合動力技術的發展、燃料電池技術的發展和“電動汽車+無人駕駛+新型出行方式”5個方面。

（1）燃油效率的提高。

隨著技術的進步，燃油汽車的能耗不斷降低。世界各國均對燃油汽車的能耗及能耗的發展目標作出規定和規劃。例如，日本提出2020年乘用車燃料消耗達到20.3千米/升。歐盟提出2020年乘用車碳排放降至95克/千米。美國提出燃油經濟性2025年達到每加侖54.5英里（約合百千米4.3升）油耗。中國工業和信息化部提出乘用車2020年、2025年能耗分別降至5升/100千米和4升/100千米的目標。工業和信息化部在提出乘用車能耗標準前進行充分調研，認為所提標準在技術上是可以實現的，在經濟上將增加一定的生產成本。乘用車節能技術提升潛力見表1-3。

（2）混合動力技術的發展。

油電混合動力技術是針對內燃機在低速運轉時油耗高、扭矩小、污染物排放高的特點開發的汽車節能技術，具體是指在汽車內部安裝內燃機和電動機兩套動力裝置，在汽車啟動、加速或低速行駛時使用電動機輔助內燃機工作或完全由電動機工作（不使用內燃機）。混合動力汽車的內燃機依然依靠汽油燃燒提供動力，電動機依靠電池提供動力。電池充電過程分為汽車制動時的動力回收充電和外接電源充電（插電式混合動力汽車）兩種。中國生產和銷售的混合動力汽車主要是插電式混合動力汽車。2018年全年，中國純電動汽車產銷分別完成98.6萬輛和98.4萬輛，其中純電動乘用車產銷分別完成79.2萬輛和78.8萬輛。

（3）純電動汽車和燃料電池汽車。

純電動汽車是指汽車內不安裝內燃機只安裝電動機，依靠電動機提供動力，依靠電池供電的汽車，主要指動力電池電動汽車。動力電池電動汽車主要指鋰電池電動汽車（鋰電池主要有三元材料鋰電池、磷酸鐵鋰電池、錳酸鋰電池3類），依靠鋰電池為電動機供電。2012—2018年中國電動汽車（包括純電動汽車和插電式混合動力汽車）銷量見表1-4。

燃料電池汽車是以氫為主要能源的氫燃料電池汽車。氫燃料電池的原理是利用質子交換膜阻隔，使得氫原子核通過交換膜而電子被阻擋，進而形成電流。《中國制造2025》提出中國2020年生產燃料電池汽車1000輛，2025年實現小規模運營。