也談汽車新能源

高育紅

汽油和柴油現在仍是驅動汽車的主要能源，但是隨著傳統燃油價格的上升以及對石油資源最終枯竭的擔心，人們對開發和推廣各種替代能源的努力也在加快。目前已大力投入使用并為人們熟知的有氫燃料電池汽車、天然氣汽車、混合動力汽車和電動汽車。其實，人們開發新的能源形式的努力遠不止這些，汽車的“食譜”除了汽油和柴油、氫燃料、電力、天然氣等，還有甲醇、乙醇、丙烷、生物柴油、太陽能等。

甲醇汽車

甲醇也被稱為木精，是一種酒精燃料，現在世界上絕大多數的甲醇都是從天然氣中制備而來的。不過，從煤或者玉米、豆子等非石油原料中也可以制備出甲醇。用甲醇作為汽車的燃料，可以減少對石油的依賴。甲醇的能量密度只有汽油的60％，但是甲醇在發動機中的燃燒效率更高，因此，對于使用甲醇為燃料的車輛來說動力輸出幾乎是一樣的。

以甲醇作為汽車燃料的努力可以追溯到20世紀70年代的第二次石油危機。從替代能源的角度考慮，德國、美國、日本等國先后投入了大量的人力、物力，對如何從玉米、大豆等農作物中提取甲醇燃料以及如何將甲醇燃料應用到汽車中進行研究。甲醇汽車中最著名的是福特公司生產的甲醇M85(含有85％的甲醇和1 5％的汽油)汽車。為了研究甲醇M85燃料的實際使用情況，福特公司專門建立了幾個以甲醇M85為然料的試驗車隊。由于當時只有加州設有一個甲醇M85加油站，試驗車隊主要在加州行駛。為了不受加油站少的限制，美國福特公司后來又開發了可使用汽油或者甲醇與汽油以任意比例混合的燃料的汽車。德國也組織了甲醇汽車車隊，德國大眾汽車公司還在中國建立了甲醇M100汽車車隊。

我國從上世紀70年代就開始較系統地研究甲醇燃料了，國家科委早在“六五”期間就進行了M15甲醇摻燒汽油的研究、示范工作，曾在山西省進行過475輛M15汽車和4個加油站的商品化試驗?！捌呶濉逼陂g，國家科委組織了十幾個單位進行高比例甲醇的試驗研究。

2001年6月，大同汽車制造廠試制成功M100全甲醇清潔燃料燃燒裝置。在普通燃油發動機上安裝該裝置后，可100％燃燒甲醇而不摻入汽油。該裝置已在夏利、捷達、6490型越野車和6600型中巴車試用。

目前M15汽油是在山西的甲醇汽車運行中主要采用的標準。山西省已經走過20多年甲醇研發、生產、應用的曲折道路，目前“在煤基甲醇燃料領域屬于領先者”，僅去年甲醇汽油銷售就達60萬噸，使用車輛3000萬輛次，預計未來3-5年，該省醇醚燃料將占到液體替代車用燃料的1／3。

不過，國外越來越多的人反對使用甲醇作為汽車燃料，主要原因是甲醇腐蝕性比較大，汽車的耐久性(16萬千米)得不到保障。此外，由于甲醇有毒，使用不慎容易對人體造成傷害或致人死亡。1998年后美國甲醇燃料汽車和甲醇燃料都在減少，目前美國加州甲醇汽油加油站也僅剩下1座。各汽車生產商都停止生產甲醇汽車，福特公司從1998年開始停產了甲醇M85汽車。

既然甲醇有爭議，是不是可以試一下乙醇呢?在瑞典乙醇發展基金會的鼓勵下，20世紀90年代中期福特公司出口到瑞典的45輛甲醇M85汽車開始嘗試使用乙醇作為汽車燃料。雖然這批汽車是專門按照甲醇M85制造的。但是因為甲醇和乙醇具有相同的化學和物理性質，所以最終也成功地以含有85％乙醇的混合燃料E85為汽車燃料。乙醇汽車直到今天還在世界各地生產棄甲醇選乙醇也是其他汽車生產公司的策略。為了向公眾展示用乙醇作為汽車的替代能源完全可行，英國納薩瑪斯車隊還特意在2004年6月法國舉辦的勒芒24小時耐力賽上使用一輛乙醇汽車參賽，并且取得不錯成績，說明乙醇汽車與使用傳統汽油為燃料的汽車相比一點也不遜色。

丙烷汽車

丙烷就是眾所周知的液化石油氣，自20世紀20年代以來就被當作汽車的燃料使用。現在，單在美國就有至少20萬輛丙烷汽車在使用，而全世界的丙烷汽車大概有900萬輛。丙烷汽車使用特殊設計的燃料系統，只能使用丙烷或丙烷與天然氣的混合燃料。丙烷非常安全。但是駕駛丙烷汽車需要經過專門的培訓。

丙烷汽車排放的一氧化碳和一氧化氮要比普通汽油汽車少60％，而苯類有毒物質的排放比普通汽油汽車少98％。現在，世界上丙烷汽車使用的丙烷大多是從天然氣或者石油中精煉出來的。丙烷汽車的動力、加速性能和行駛速度都可以和傳統的以汽油為燃料的汽車相媲美。

生物柴油汽車

生物柴油是以大豆和油菜籽等油料作物，油棕和黃連木等油料林木果實，油料水生植物以及動物油脂、廢餐飲油等為原料制成的液體燃料，是清潔的可再生能源和優質的傳統柴油的代用品。生物柴油和傳統的柴油具有相同的物理特性，因而生物柴油及生物柴油混合物可用于所有以柴油為原料的引擎，如以柴油為動力的轎車、載重汽車，拖拉機，船只和發電機等。生物柴油混合物由部分生物柴油和部分傳統柴油混合而成。替代能源的混合燃料一般以一個大寫英文和一個數字表示，前面的英文字母表示混合燃料的類型，生物柴油以B表示，甲醇燃料以M表示，乙醇燃料以E表示，后面的數字則表示替代能源的百分比，例如B100就是100％生物柴油，B20是由20％生物柴油和80％普通柴油混合而成的。

在傳統柴油發動機中使用生物柴油可以大大減少未充分燃燒的碳氫化合物、硫化物，多環芳香族烴類物、硫、鉛、鹵素，黑煙、碳氫化物、微粒等有害物質的排放。混合越多的生物柴油，就越能減少有害物質的排放。在使用純生物柴油時，有害排放物的減少效果最好。

生物柴油的主要優點之一是它可用于現有的引擎。自1994年開始，生物柴油已經開始作為燃料供給普通柴油機。采用生物柴油的柴油機點火快，引擎雜音少。與普通柴油相比，生物柴油可提供同樣的動力。生物柴油比普通柴油具有更大的潤滑性，可減少引擎的磨損與劃痕，最終降低柴油車隊的維護費用。即使混合1％的生物柴油，也可以大大提高普通柴油的潤滑性。

不過，生物柴油的運輸和儲存需要特殊手段，而且使用時會增加氮氧化物的排放。

太陽能汽車

目前國內乙醇主要來源于玉米、小麥等糧食。人們擔心用乙醇和生物菜油一類能源，會導致車與人“爭糧”?？紤]到當前國際社會貧富不均，資源分配不合理，人車“爭糧”，極易引發一系列社會問題，從而威脅到人類生存，因此發展這類汽車爭議聲不斷。對此，德國聯邦環境署研究指出：發展新能源，不能將目光盯住生物能源，研究人員應開發有效技術和改進交通，發展多種能源共同作為動力，比如風能、太陽能也可以作為重要動力。

和傳統的汽車不同，太陽能汽車沒有發動機、底盤、驅動、變速箱等構件，而是由電池板，儲電器和電機組成，車的行駛只要控制流入電機的電流就可以解決，全車主要有3個技術環節，一是將太陽光轉化為電能；二是將電能儲存起來；三是將電能最大程度地發揮到動力上。

早期的太陽能汽車是在墨西哥制成的。這種汽車，外形像一輛三輪摩托車，在車頂上架有一個裝太陽能電池的大棚。在陽光照射下，太陽能電池供給汽車電能，使汽車的速度達到每小時40公里，由于這輛汽車每天所獲得的電能只能行40分鐘，所以它還不能跑遠路。

1984年9月，我國首次研制的“太陽號”太陽能汽車試驗成功，并開進了北京中南海的勤政殿，向中央領導報喜。這也表明了我國也進入了研制太陽能汽車領域。目前國內太陽能汽車研究清華大學居領先地位，其研制的“追日”號太陽能汽車，外形就像“UFO”，重800公斤左右，最高車速達80公里每小時。其采用的電池板是我國第五代產品，太陽能轉化率只能達到14％。并且由于電池板及車體所用材料普遍采用質輕價貴的航空，航天材料，造價昂貴，目前太陽能汽車的造價大多在100萬元以上，只適用于試驗研究之用。

據業內專家預計，太陽能汽車走入現實生活中，還至少需要30-50年時間。但隨著全球經濟和科學技術的飛速發展，從國內到國外，我們可以預見：太陽能汽車作為一個產業已經不是一個神話。在節能減排要求日高的今天，新能源汽車為汽車行業的發展指明了新方向，而突破科技瓶頸，發展太陽能汽車，使太陽能汽車正式走入人們的生活，則是未來汽車發展的終極方向。