【文章內容簡介】 為過渡性混合燃料還是成為將來燃料電池的重要原料，均有較好的發(fā)展前景[16]。Shen zhongyuan（2006）分析了中國政府對于各種新燃料的態(tài)度、 政策以及各種替代燃料的普及現狀。分析結果顯示，在各種汽車清潔燃料中，煤炭液化和生物燃料是最有希望的兩種燃料[17]。魯成軍，周端明(2008)利用ALLEN替代彈性模型對中國工業(yè)部門的能源替代問題進行研究，發(fā)現勞動與能源之間存在明顯的替代關系，資本與能源之間呈現間或的互補關系，為交通運輸業(yè)能源替代研究提供了研究方法[18]。 LEAP模型研究現狀LEAP模型在能源需求預測、交通領域的能耗情景、能源對環(huán)境的影響等各個方面已經得到了很廣泛的應用。高虎等借助于湖南和新疆兩個省(區(qū))的可再生能源規(guī)劃工作，對省級規(guī)劃的工作步驟做了探討，并應用LEAP對規(guī)劃進行了定量計算[19]。遲春潔等應用情景分析法和LEAP模型的計算，對中國未來能源發(fā)展前景進行了研究[20]。張穎、王克等人采用LEAP模型對我國電力行業(yè)和鋼鐵行業(yè)CO2的排放情景和節(jié)能減排進行了研究[21][22]。王曉華利用LEAP模型和情景分析法對北京市物流發(fā)展對節(jié)能減排的影響進行研究[23]。Baolei Gu應用LEAP模型研究了未來中國能源系統的發(fā)展情景及能源需求。Amit Kuma等應用LEAP模型對不同情景下越南能源系統中各種生物能技術對C02的減排效果和潛力進行評價。HOChul Shi等應用LEAP模型分析了韓國增加天然氣發(fā)電容量對能源市場、發(fā)電成本和溫室氣體排放的影響。Ranjan Kumar Bose等應用LEAP模型環(huán)境數據庫分析了影響印度德里交通部門能源消費模式和排放標準的因素，并預測了總的能源需求和交通工具(不包括貨車)的尾氣排放量[24]。，應用LEAP模型研究了農村能源的供應和需求狀況，并評價了其對全球氣候變暖的影響。Ranjan Kumar Bose教授利用LEAP模型研究在滿足印度四大城市交通運輸需求時交通部門的能源需求與環(huán)境排放，該研究分析了在發(fā)展不同的交通出行以及使用替代燃料時，各城市的節(jié)能以及減排潛力。國家發(fā)展與改革委員會能源研究所朱松麗、姜克雋根據北京市交通現狀以同樣的方法，利用LEAP模型研究了北京城市客運交通未來的能源需求與環(huán)境排放[25]。陳長虹、黃成等以上海為例，應用LEAP模型研究了在確保交通需求增長的前提下,發(fā)展不同的交通出行方式對能源需求和大氣污染物排放的影響[26]。王冰妍等利用LEAP模型對低碳發(fā)展情景下的能源消費及大氣污染物排放量進行了預測[27]。我國國家發(fā)展和改革委員會能源研究所從1990年以來，先后在“青島能源規(guī)劃項目”，“與AIT合作研究的案例城市交通部門溫室氣體減排分析項目”以及“與UNEP合作的能源環(huán)境區(qū)域規(guī)劃項目”中應用了LEAP模型[28]。LEAP屬于中長期能源替代規(guī)劃系統模型，著重考慮強化節(jié)能和環(huán)境保護影響力方面的問題。中國能耗高，污染嚴重，節(jié)能和強化環(huán)境保護是今后中國發(fā)展的必由之路和重點之一，選用LEAP模型符合我國未來的發(fā)展變化。2國內外交通新能源利用與發(fā)展現狀能源資源作為經濟、社會、人民生活發(fā)展的基礎和命脈，其重要性不言而喻。能源問題是一個全球性問題，對我國來說，這一問題具有更強的緊迫性，近年，我國在能源資源的生產、消費、利用效率以及對環(huán)境的破壞等各方面都面對越來越多的問題，承受越來越大的壓力，已經對我國可持續(xù)發(fā)展構成威脅。從消費增長角度看，各產業(yè)對能源資源的需求與消耗逐年上升，中國能源供應面臨很大的挑戰(zhàn)，能源資源供需不平衡將導致我國對外能源依賴度逐年增加，最為突出的是石油。按照目前石油探明儲量和各大油田的生產能力估算，今后國內原油增產能力有限，～，而2020年我國石油消費量卻可能增至5億噸[29]。以國際通用口徑估計，目前我國交通行業(yè)能源消費量約占全國總用能量10%[30]，根據《中國統計年鑒2009》[31]、《中國能源統計年鑒2009》[32]統計，2007年我國交通運輸、倉儲和郵政業(yè)共消費能源20643萬噸標準煤，其中用能以油氣為主，占全國石油消耗量的40%左右；大約95%的汽油、60%的柴油和80%的煤油被各類交通工具所消耗，見表21。表21 20012007年我國交通運輸、倉儲和郵政業(yè)能源消耗量 年份項目　2001200220032004200520062007綜合能耗（萬噸標準煤）10363 11171 12819 15104 16629 18583 20643 煤炭（萬噸）1041 1055 1067 832 815 725 685 汽油（萬噸）1419 1504 1862 2038 2470 2722 2763 煤油（萬噸）561 617 622 820 882 1001 1130 柴油（萬噸）2671 2965 3485 4182 5019 5747 6794 天然氣（億立方米） 電力（億千瓦小時） 數據來源：根據《中國統計年鑒2009》、《中國能源統計年鑒2009》整理能源資源具有可耗竭性、稀缺性、不可逆性和可替代性等特征，前三種特性使得能源對于經濟發(fā)展構成一種剛性約束，而可替代性使得這種約束的剛性有可能被軟化，使得人類有可能通過能源替代戰(zhàn)略的有效實施，來保證經濟發(fā)展的可持續(xù)性。實施能源替代可行性的大小或其效應的空間依賴于以下三個主要因素：技術進步、成本經濟性以及政府的政策[33]。（1）技術可行性從技術上看，解決我國能源問題需要特別依靠技術創(chuàng)新。就煤炭利用來說，著名能源戰(zhàn)略專家、中國工程院院士鄭建超曾經指出：“煤炭不應受到人類的譴責，應該改變的是利用煤炭的方式”。我國能源科技發(fā)展目標是，2020年前是突破新型煤炭清潔高效利用技術，從目前我國能源與技術現狀來看，煤炭的高效清潔利用技術的應用，即以煤為原料生產代替燃料和化工原料，是我國降低石油對外依存度、保障能源安全的能源替代戰(zhàn)略。（2）成本經濟性隨著石油價格的不斷提高，成本經濟性的考慮越來越成為能源替代的重要因素，其他能源的巨大產業(yè)值凸現。各個產業(yè)部門正積極尋求替代品，如用煤炭替代石油，發(fā)展煤制油，發(fā)展新的生物質能、氫能替代石油等，在相關技術日益成熟的條件下，一旦能源的相對價格之差導致成本—經濟上的有效性，這些替代品都有可能成為能源市場上的新寵。對我國的交通新能源的選擇來說，國內市場價格與國家市場價格之差則具有更加直接的定性影響。目前，國內的煤炭價格與世界石油價格之差巨大，使得以煤為原料制造甲醇汽油的成本還不到成品油價格的一半。每萬噸的燃料乙醇技術在1500萬元左右，這些燃料都可以替代汽油。然而，國際石油價格的不確定性使得相關技術的采用也具有經濟上的不確定性。在車用替代能源發(fā)展過程中，據測算，替代品的盈虧點在國際石油價格達到約70美元左右。（3）政府政策支持技術進步以及成本經濟性為能源替代戰(zhàn)略的實施提供了基本條件，合理的政府政策則是推動能源替代的最有力措施。例如，在新能源發(fā)展規(guī)劃方面，政府應對新能源產業(yè)的發(fā)展方向和范圍做出長遠規(guī)劃，并通過有效措施來鼓勵和保護新能源投資。全球石油短缺、環(huán)境惡化問題日益加劇，降低石油消耗、尋找交通新燃料、制定交通運輸業(yè)新能源替代戰(zhàn)略受到世界各國重視，世界上許多發(fā)達國家已根據本國國情探索交通運輸業(yè)清潔燃料，以緩解對石油的依賴，降低對環(huán)境的污染，當前研究的運輸燃料替代品是可以減少污染排放或將來可以取代汽油的燃料。目前，交通運輸業(yè)各種運輸方式的主要能源是油品，在公路交通中，耗能種類逐漸多樣化，除了汽、柴油，電力、天然氣、醇醚燃料等新能源的應用比例逐漸提高，成為國內外尋找新能源的主要方向，表22為各交通方式的耗能類型。表22 交通運輸業(yè)主要耗能設備及消耗的能源種類方式運輸工具耗能類型公路貨運汽車輕型、中型、大型汽油、柴油、電力、壓縮天然氣、液化石油氣、燃料電池、甲醇、乙醇、氫氣等客運汽車鐵路蒸汽機車煤炭內燃機車燃油（主要指柴油）電力機車電力水運干線船、冷藏船、集裝箱船、載駁船、滾裝船、油輪等柴油、重油、汽油、電力航運各種航空器航空煤油管道/油、電、原油、氣按照國家發(fā)展改革委員會的公告定義[34]，新能源汽車是指采用非常規(guī)的車用燃料作為動力來源（或使用常規(guī)的車用燃料、采用新型車載動力裝置），綜合車輛的動力控制和驅動方面的先進技術，形成的技術原理先進、具有新技術、新結構的汽車。目前，包括中國在內世界各圈都加大了對新型車用動力系統的研發(fā)投入，混合動力、氫能源、燃料電池、超級電容、代用燃料等新能源車技術不斷出現，車用替代燃料的發(fā)展進程逐步加快，途徑更加多樣，新能源汽車技術的發(fā)展途徑見表23，性能比較見表24。表23 新能源車輛技術發(fā)展途徑新能源汽車技術　類型技術能量/燃料來源新能源汽車新型燃油汽車清潔柴油車石油新配方汽油（RFG）石油燃氣汽車石油液化氣(LPG)石油液化天然氣(LNG)天然氣壓縮天然氣(CNG)天然氣生物燃料生物乙醇糧食/非糧食農作物生物柴油動植物油脂煤制醇醚燃料煤制甲醇煤炭煤制二甲醚煤炭電動汽車混合電動車（HEV）石油/電力純電動車(BEV)電力燃料電池車(PCEV)氫/電力超級電容車電力資料來源：蓋世國際站表24 各種新能源車輛綜合性能比較各種能源汽車綜合性能對比　清潔柴油生物燃料煤制醇醚燃氣混合動力純電動燃料電池超級電容車輛性能較好中中差好中中中能量密度好中中差較好差差差能量易儲存性好中中差中差差差排放質量差中中中較好好好好能量轉換效率中差差差好較好好好資源豐富性差差中中中較好好好購車成本好較好較好較好中中差中燃料成本中中較好較好較好好差好加油/電便利性好中中差好較好差較好資料來源：蓋世國際站從技術角度看，車用石油燃料的替代途徑包括兩種: 一種是以適應現有車用內燃機為導向、利用非石油資源生產的液、氣態(tài)碳氫燃料的直接燃料替代；另一種是以革新車輛發(fā)動機和動力系統為導向、節(jié)約或徹底擺脫碳氫燃料的間接技術替代[35]。 直接燃料發(fā)展途徑天然氣汽車是目前推廣條件最成熟的清潔汽車，日趨成熟的天然氣汽車技術、相對較低的天然氣價格和顯著的污染物減排效果推動了天然氣汽車保有量的快速增加。以天然氣作為燃料的天然氣汽車具有很多優(yōu)點，主要表現在以下方面。(1)低污染。天然氣是一種潔凈的能源，主要成分是甲烷，燃燒后的主要生成物為二氧化碳和水，對環(huán)境造成的污染遠遠小于石油和煤炭。(2)成本較低，經濟效益好。天然氣汽車自然資源豐富，使用成本較低，比燃油汽車節(jié)約燃料費約50%。與石油燃料相比，氣體燃料在制備過程中能量損失較小，從燃料來源考慮，對環(huán)境保護是更有利的。(3)安全性較好。CNG和LNG汽車的氣瓶或氣罐等都很結實可靠。天然氣本身比空氣輕，稍有泄漏，很快就會擴散到大氣中。氣體燃料系統的各個部件，特別是密封部分，都經過嚴格的檢查。因此，天然氣作為汽車燃料是比較安全的。但是，天然氣汽車仍存在一定缺陷，主要表現在動力性低，行駛里程短； 基礎設施投入較大；不易攜帶；汽車用戶的初始投資較大。近幾年，世界天然氣汽車保有量年均增長率超過30%，而亞太地區(qū)增長率達到50%。截止到2008年3月，世界天然氣汽車總量超過850萬輛，其中大約75%分布在阿根廷、巴基斯坦、巴西、印度和伊朗等5個國家。據統計，在相同的當量熱值條件下，世界各國天然氣的價格大約為汽、柴油的30%60%。作為技術成熟、資源豐富的清潔替代燃料，車用天然氣具有較大的增長潛力，但是其未來發(fā)展前景從根本上取決于天然氣對石油燃料的比價關系。除了CNG、LNG技術，LPG是另一種燃氣汽車技術，主要燃料來源為石油，主要成分是甲、乙、丙烷的混合氣體。2．煤基合成燃料在國際上，煤基合成燃料生產技術都已趨于成熟，但由于煤基合成燃料在生產使用過程中的CO2排放強度比汽、柴油等石油燃料高，所以在國際范圍上并沒有成為重要發(fā)展方向。目前全世界除南非和中國外，其他國家并沒有啟動煤制油（CTL）項目，表25為各種煤基燃料經濟性比較。表25 各種煤基燃料經濟性比較指標直接液化間接液化高溫合成間接液化低溫合成甲醇DME能源效率（%） 水消費（元/噸） 生成成本（元/噸）17712756213110641811CO2 (kgC/GJ) SO2 (kg/GJ) NO x(kg/GJ) 粉塵(kg/GJ) 資料來源：俞珠峰，陳貴峰，,2006（2）我國的煤基合成燃料開發(fā)取得進展，但仍然面臨環(huán)境威脅和技術瓶頸等制約因素。我國已形成比較成熟的煤制甲醇和二甲醚生產技術，也在部分地區(qū)開展了車用甲醇示范工作，已開始了二甲醚車示范運行，但分別由于環(huán)境風險和發(fā)動機燃料供給儲運技術障礙而難以實現大規(guī)模推廣。生物燃料已成為車用替代燃料的最重要發(fā)展方向之一，目前已經實現商業(yè)化發(fā)展的生物燃料主要包括利用玉米、甘蔗、植物油等傳統糧食原料生產的燃料乙醇和生物柴油，通常被稱為第一代生物燃料（或傳統生物燃料）。2008年，世界主要國家的燃料乙