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绿色交通,都市的新选择

http://www.cfemc.org.cn  2012年3月26日

    交通工具在人类文明进程中是如何演变的?从两轮到四轮,再到新能源汽车,交通工具变化的背后,与环境发展有何关联?绿色出行,可以减少多少碳排放?本期科普专栏让我们关注低碳交通,现在开始,少开车,尝试坐地铁、乘公交,为城市拥有更多的蓝天贡献自己的一份力量。


  自行车


  1791年,法国人西弗拉克发明了最原始的自行车。它只有两个轮子而没有传动装置,人骑在上面,只能靠两脚登地驱车向前滚动。1801年,俄国人阿尔塔马诺夫设计出世界上第一辆用踏板踩动的自行车,但人骑在上面只能走直线。1839年,苏格兰人麦克米伦制造出木制车轮,装实心橡胶轮胎,前轮小、后轮大,人们终于可以双脚离开地面骑自行车出门。1886年英国人詹姆斯把自行车前后轮改为大小相同的直径,并增加了链条。经过了近100年的改进,自行车车型定格成我们现今所看到的模样。时至今日,自行车已成为全世界人们使用最简单、最实用,最节能的交通工具。


  如今,自行车还发展了电动自行车、无链条自行车等新的驱动方式。电动自行车,是指以蓄电池作为辅助能源,在普通自行车的基础上,安装了电机、控制器、蓄电池、转把闸把等操纵部件和显示仪表系统的机电一体化的个人交通工具。电动自行车归属于非机动车管理范畴,设计车速不大于20公里/小时;整车重量不大于40公斤;轮胎宽度(胎内)不大于54毫米。


  无链条自行车,属于自行车的结构改进。自行车的两个曲柄分别固定在自行车前轮轮轴的两端,车架的上斜梁有拐臂,鞍座固定在拐臂上。在普通自行车设置鞍座的位置,改为设置靠背。另外,由于鞍座设置在上斜梁的拐臂上,因此重心降低,人骑起来感觉平稳。


  自行车出行保护环境。目前,城市环境污染的一大来源是机动车辆的废气和噪声。机动车辆排放的废气主要包括一氧化碳、氮氧化物等,而其中的二氧化碳是引起温室效应的“罪魁祸首”。据世界银行估算,每吨二氧化碳造成的温室效应带来的经济损失为20美元左右,全球每年由于交通产生二氧化碳所带来的经济损失高达100亿美元以上;此外,噪声污染也是不容忽视的问题,研究资料表明,中国城市有3300多万人受道路交通噪声的影响,其中约有2700万人生活在高于70dB的噪声严重污染的环境中,北京受到噪声影响的人就高达100万。


  和机动车辆相比,自行车交通是一种体力型交通方式,不存在废气排放的现象;同时,自行车是一种不产生噪声的绿色交通工具。因此,自行车交通对解决与缓解城市交通污染可以起到重要作用。


  自行车不会造成交通堵塞,也不需为了铺设大量道路,牺牲农地、国库收入,以及可供栖息的美好环境。不管从哪个国家的城市交通发展情况来看,就现阶段科技水平而言,所有的交通工具中,自行车是最节能的,零排放、零能耗,而且骑自行车出行还可以锻炼身体。


  欧洲许多国家已采取措施鼓励人们多使用自行车。德国政府现在每年财政拨款1亿欧元新建和维修自行车道,意大利和荷兰则采取对骑车一族经济补贴的办法推广使用自行车。


  自行车与机动车拥有同等的道路通行权利,在荷兰,一些交通信号允许骑车者先于汽车行驶。当你骑着一辆自行车上下班,你会被看成是一个喜好运动和旅游的“高雅人士”,一个关注环保、对生活充满激情的人。


  新能源汽车


  1886年,德国工程师卡尔·本茨发明的三轮机动车获得了专利认证,这是人们公认的世界上第一辆汽车。这辆车的诞生不仅标志着“马车时代”的终结和“汽车时代”的开始,也开创了个人交通运输的新纪元。而这辆汽车配备的小型卧式单缸四冲程汽油机、电点火、化油器、水冷式散热器、转向系和管式车架在内的众多个性化技术,即使在今天看来,也足以让我们肃然起敬。


  几百年过去了,汽车的发展也经历了风风雨雨。在21世纪的今天,随着科技的飞跃,人们开始尝试用新的清洁能源驱动汽车,从而取代现在的燃油汽车,避免对环境造成消极影响。如此一来,使得更多新技术得以服务于未来的汽车。而在汽车设计方面,环保将成为未来的一个主流趋势,为此,新能源汽车应运而生。新能源汽车指除汽油、柴油发动机之外的,为了适应环保需求设计出来的汽车。它包括燃料电池汽车、混合动力汽车、氢能源动力汽车和太阳能汽车等。


  如今,众多中外车厂都先后推出了混和动力和纯电动汽车。


  复合动力电动汽车(亦称混合动力电动汽车)是指车上装有两个以上动力源,包括有电机驱动,符合汽车道路交通、安全法规的汽车,车载动力源有多种:蓄电池、燃料电池、太阳能电池、内燃机车的发电机组,当前复合动力电动汽车一般是指内燃机车发电机,再加上蓄电池的电动汽车。混合动力汽车具有油、电发动机的互补工作模式,具有省油、节能的优势。同时,混合动力系统在同等条件下相对于汽油车和柴油车来说,汽车尾气排放少,从而减少了对空气的污染。因此,混合动力汽车具有环保、污染小的优点。


  无燃料的“电动汽车”(以下称之为电动四轮)指的是纯电动汽车,即一种采用单一蓄电池作为储能动力源的汽车。它利用蓄电池作为储能动力源,通过电池向电机提供电能,驱动电动机运转,从而推动汽车前进。可以通俗地理解为,纯电动汽车的电动机相当于传统汽车的发动机,蓄电池相当于原来的油箱。电动汽车无内燃机汽车工作时产生的废气,不产生排气污染,对环境保护和空气的洁净是十分有益的,几乎是“零污染”。众所周知,内燃机汽车废气中的一氧化碳及氮氧化物等污染物会形成酸雨酸雾及光化学烟雾。按目前全球比较一致的计算口径,电动四轮的百公里电耗大约为10kwh(度),这些电池的碳排放,以纯电动四轮代替燃油汽车,年行驶一万公里,耗电为1000kwh(度),电动四轮的二氧化碳排放为1000×0.78×0.92=717.6公斤,燃油汽车的二氧化碳排放为1.84吨,每辆车能减少1122.4公斤二氧化碳排放。


  在2012年第82届日内瓦国际车展上,各家车企都十分重视新能源汽车,纷纷携旗下新能源汽车登台亮相,诠释“绿色”新概念。在新能源汽车领域中发展最为成熟的无疑是混合动力汽车。某汽车厂商运用TDI插电式混合动力技术与SUV概念结合的一款汽车,百公里综合油耗仅为1.8升,相当于二氧化碳排放每公里只有46克。作为一款动力强劲的SUV,这款车最高速度能达到220公里/小时,车辆功率高达225千瓦。与此同时,多款混合动力汽车也纷纷亮相展出,以天然气为燃料的一款车也首次亮相日内瓦。这种车配备蓝驱技术(启动停车系统、电池能量回收系统等),每百公里消耗2.9公斤压缩天然气,相当于每公里二氧化碳排放量为79克。


  公共交通


  1819年法国巴黎市街出现了为公众租乘服务的公共马车,1870年伦敦出现了轨道马车。世界上第一条以蒸汽为动力的地下铁道于1863年在英国伦敦建成通车。城市公共交通近百余年来,随着工业发展为城市提供的交通工具和技术装备的不断更新,公共马车和轨道马车先后被有轨电车、无轨电车和公共汽车取代。以蒸汽为动力的地下铁道被电气化地下铁道代替。此后,公共汽车在城市公共交通结构中逐步发展成为主体。上世纪60年代以来,大城市的交通量迅速上升,地面交通矛盾日益严重,从而促进了地下铁道的建设和发展。至上世纪80年代初期,世界上约有60个城市建有地下铁道或快速有轨电车线路,营业线路总长度共3280公里,其中地下线路总长度为2080公里。年客运量约150亿人次。


  再看中国。自1949年以来,中国城市公共交通事业发展迅速。客运量平均年增长率约为8%。1983年客运量已经超过200亿人次。为发展城市公共交通,中国于上世纪70年代后期在几个主要城市设立了公共交通研究单位,从事城市公共交通方针政策、技术方案和发展规划等方面的研究。


  公共交通的好处多多,最明显的一点是其负载量大,比如一辆普通的公交车可以负载50人,那么它就相当于13辆小轿车的负载。如此计算,不仅减少了废气排放、燃油消耗量,而且其出行成本较之于出租车也相对便宜。到2020年前,如果我国城镇居民出行70%以上依赖公共交通,届时,我国的小轿车保有量就有望控制在5000万辆以下,比现在的发展趋势减少2000万辆。即使都按小排量汽车计算,大约可以减少汽油消耗140亿升,相当于一个胜利油田原油的汽油炼制总量。


  一辆公共汽车约占用3辆小汽车的道路空间,而高峰期的运载能力是小汽车的数倍。它既减少了人均乘车排污率,也提高了城市效率。

  除了路上公交系统,我国还有地下的地铁网络。近10年来,我国许多大城市纷纷策划修建大、中运量的地铁或轻轨交通项目。而地铁的运客量是公交车的7~10倍,耗能和污染更低。


  截至2005年年底,北京、上海、广州、天津、大连等国内20多个城市在建或准备建设和规划中新的轨道交通线,线路总长超过4000公里,预计到2050年中国城市轨道交通线路总长将超过4500公里。


  地铁运量大,速度快。目前,普通地铁列车的一节车厢,可容纳200名乘客。地铁列车编组一般为4~6节,早晚上下班高峰时增加到8~10节。这样,一列列车可载客800~2000人,比地面公共汽车多7~10倍。与地面交通相比,地铁的污染也最少。地铁列车采用电力驱动,无废气,不污染环境。地铁列车运行虽然也有噪声,但由于它在地下运行,对地面影响很小。近几十年来,不少城市的地铁系统,列车采用橡胶充气轮胎,这种列车沿着抬高的、表面光滑的混凝土轨道疾驶,几乎没有噪声。地铁的存在不仅缓解了交通压力,同时在更大范围内保护了环境。


  想想与其把自己的汽车开在大“停车场”里缓慢移动,不如和大家一起挤挤我们身边的公交车、地铁,你会发现公交出行是那么的方便、快捷、实惠。多乘坐公共汽车、地铁等公共交通工具,节约能源、提高能效、减少污染,你我都需要“绿色出行”!