藍建中

在日本,說起節能環保汽車,最具代表性的是混合動力車和電動車,以及燃料電池汽車、天然氣汽車、液化石油氣汽車、清潔柴油汽車等。節能環保汽車的普及不僅得益于日本政府的補貼支持與研究機構的節能技術開發,也得益于日本社會對節能觀念的普及與倡導。
節能環保汽車花樣翻新
作為節能環保汽車的典型,混合動力車是將汽油發動機和電動機組合在一起,發揮各自長處,達到降低油耗、減少尾氣排放的目的。電動機提供輔助動力,可以在行駛過程中完成充電,無需專門充電與特別保養。很多混合動力車還采用了停車時發動機停止、行駛時再次啟動的系統,進一步降低了油耗。電動機和發動機可以根據行駛狀況自動轉換。在需要經常加減速的大城市,混合動力車節能的優點非常明顯。根據日本下一代汽車振興中心的統計,2013年,日本的混合動力車超過381萬輛。1997年開始銷售普銳斯的豐田公司,在混合動力車領域占據優勢地位。2007年,豐田公司開發的插電式混合動力車也獲得國土交通省認可,開始進行道路實驗。
電動車以電池蓄電作為動力源,最大的優點是完全不排放尾氣。目前,日本銷售的電動車主要由日產和三菱兩家汽車公司生產。隨著技術的進步,鎳氫電池、鋰電池效能不斷提升,小型轎車一次充電行駛的距離超過200公里,充電時間為15分鐘至1小時。目前,日本全國有普通充電站約7700處,快速充電站約3000處。日本行政機構和企業仍在大力建設充電基礎設施。經濟產業省2013年開始招募“下一代汽車充電基礎設施建設促進項目”,為中標的充電基礎設施提供補貼。三井不動產公司2014年6月宣布,將利用這項補貼,在東京中城地區設立125個充電站,涵蓋當地80%的停車位,提供收費充電服務。
燃料電池汽車以固體高分子型燃料電池作為動力源,使電池中的氫氣與外界的氧氣發生氧化還原反應,產生電能帶動電動機工作。這種獲得電力的方式只排出水,完全沒有尾氣,被認為是“終極的環保車”。燃料的利用效率有望達到60%,是汽油發動機的2倍以上。只是由于需要將氫作為燃料,所以補充燃料的場所比較受限。2013年,經濟產業省對建設加氫站提供補貼,計劃到2015年設置100處加氫站。同時政府對燃料電池汽車的補貼有望達到相當于車價40%左右的額度。日本國內汽車廠家已開始燃料電池車的量產銷售。剛剛上市的一款燃料電池車加滿一箱氫氣只需3分鐘,加滿燃料后可連續行駛650公里以上,續航能力絲毫不亞于傳統汽車,燃料費用也與汽油成本相當,隨著技術進步這一成本勢必逐漸降低。
其他類型的節能環保汽車還包括天然氣汽車、液化石油氣汽車、清潔柴油汽車等。天然氣汽車以天然氣為燃料,從氣罐中通過管道和減壓閥,利用燃料混合裝置提供給發動機,天然氣燃燒時產生的二氧化氮和氮氧化物都很少。如今,日本天然氣汽車已經超過4萬輛。液化石油氣汽車的輸出功率雖然低,但是由于燃料費便宜,所以很多出租車都是液化石油氣汽車。2011年,日本國內液化石油氣汽車超過25萬輛。清潔柴油汽車大幅減少了傳統柴油車的尾氣污染,耗油量也很低。不過,清潔柴油汽車的售價仍然比較昂貴。
政府與社會共同努力
為了普及節能環保汽車,日本國土交通省對油耗低和低排放的汽車減征汽車稅;對購買低公害車和低油耗汽車,在汽車購買稅、保險費等方面給予特殊待遇。國土交通省還對車輛油耗進行評估,實施汽車油耗評估公布制度,在車體上貼上“符合耗油標準車”以及“符合耗油標準+5%”等數種綠色標簽。日本還制定了《綠色采購法》,要求政府部門推進采購環保產品,推進環保車的普及。此外,國土交通省還從2002年開始每月出版《低公害車電子雜志》,并在地方運輸局設立了“低公害車使用促進協議會”,要求地方政府、運輸企業和工業企業更換低公害車。
同時,日本各研究機構也在大力開發與節能環保汽車有關的技術。三重大學教授田丸浩率領的研究小組2014年6月宣布,他們利用能實現糖化和發酵的兩種微生物,將柑橘的廢棄物等放置完全糖化,生產出生物丁醇。這有望解決環保汽車的燃料問題。與生物乙醇相比,生物丁醇在燃料性能和經濟性方面有明顯優勢,能與汽油達到更高的混合比,同時無需對車輛進行改造,單位體積儲存的能量更多。除柑橘外,蘋果、甜菜、甘薯、稻草、廢紙以及利用木材生產紙漿后的廢棄物也可以用來生產生物丁醇。
2014年12月9日,日本東北大學助教伊藤良一率領的研究小組宣布,他們開發出一種新型電極,利用特制的石墨烯材料替代鉑作為催化劑,來制造燃料電池汽車所需的氫燃料。這種電極能夠電解水,因此在加氫站用它來生產燃料,可以大幅降低成本。富士通公司隨后也宣布開始提供加氫站信息管理服務,幫助促進燃料電池汽車的普及。該服務以位置信息云服務為基礎,統一管理加氫站信息,為加氫站和燃料電池汽車提供方便,進一步普及燃料電池汽車。
除了來自政府和科研機構的支持外,日本民間組織也在大力推進節能環保汽車的普及。一些民間團體通過各種方式大力宣傳節能環保知識和汽車駕駛技巧,比如告誡駕駛人盡量以一定速度行駛,不突然加速或剎車,盡量不要讓發動機空轉等。因為發動機空轉1分鐘所排出的氮氧化物是行駛狀態的近3倍。
為了促進汽車節能,日本各地經常舉行節能環保車展和有趣的競賽活動。本田技研株式會社從1981年開始主辦本田汽車節能大賽,競賽1升汽油能夠行駛的里程,除了全國大賽之外,還有鈴鹿和九州等地方的大賽。從1986年開始,日本每年都會舉行環保車展,由環境省和環境再生保全機構牽頭,展示最新型的各種環保車,并且可以試駕。1995年,秋田縣大潟村開始舉辦環保車大賽,參賽者利用組委會提供的電池、氫氣瓶,比較電動汽車兩小時能夠行駛的距離,以此刺激電動汽車節能技術的提高。由于所需經費和技術門檻很低,所以普通工業學校、高等專業技校和個人都可以參加。愛知縣豐橋市從1999年也開始舉辦類似的節能車錦標賽,刺激節能技術與汽車設計的創新。