也谈汽车新能源

高育红

汽油和柴油现在仍是驱动汽车的主要能源，但是随着传统燃油价格的上升以及对石油资源最终枯竭的担心，人们对开发和推广各种替代能源的努力也在加快。目前已大力投入使用并为人们熟知的有氢燃料电池汽车、天然气汽车、混合动力汽车和电动汽车。其实，人们开发新的能源形式的努力远不止这些，汽车的“食谱”除了汽油和柴油、氢燃料、电力、天然气等，还有甲醇、乙醇、丙烷、生物柴油、太阳能等。

甲醇汽车

甲醇也被称为木精，是一种酒精燃料，现在世界上绝大多数的甲醇都是从天然气中制备而来的。不过，从煤或者玉米、豆子等非石油原料中也可以制备出甲醇。用甲醇作为汽车的燃料，可以减少对石油的依赖。甲醇的能量密度只有汽油的60％，但是甲醇在发动机中的燃烧效率更高，因此，对于使用甲醇为燃料的车辆来说动力输出几乎是一样的。

以甲醇作为汽车燃料的努力可以追溯到20世纪70年代的第二次石油危机。从替代能源的角度考虑，德国、美国、日本等国先后投入了大量的人力、物力，对如何从玉米、大豆等农作物中提取甲醇燃料以及如何将甲醇燃料应用到汽车中进行研究。甲醇汽车中最著名的是福特公司生产的甲醇M85(含有85％的甲醇和1 5％的汽油)汽车。为了研究甲醇M85燃料的实际使用情况，福特公司专门建立了几个以甲醇M85为然料的试验车队。由于当时只有加州设有一个甲醇M85加油站，试验车队主要在加州行驶。为了不受加油站少的限制，美国福特公司后来又开发了可使用汽油或者甲醇与汽油以任意比例混合的燃料的汽车。德国也组织了甲醇汽车车队，德国大众汽车公司还在中国建立了甲醇M100汽车车队。

我国从上世纪70年代就开始较系统地研究甲醇燃料了，国家科委早在“六五”期间就进行了M15甲醇掺烧汽油的研究、示范工作，曾在山西省进行过475辆M15汽车和4个加油站的商品化试验。“七五”期间，国家科委组织了十几个单位进行高比例甲醇的试验研究。

2001年6月，大同汽车制造厂试制成功M100全甲醇清洁燃料燃烧装置。在普通燃油发动机上安装该装置后，可100％燃烧甲醇而不掺入汽油。该装置已在夏利、捷达、6490型越野车和6600型中巴车试用。

目前M15汽油是在山西的甲醇汽车运行中主要采用的标准。山西省已经走过20多年甲醇研发、生产、应用的曲折道路，目前“在煤基甲醇燃料领域属于领先者”，仅去年甲醇汽油销售就达60万吨，使用车辆3000万辆次，预计未来3-5年，该省醇醚燃料将占到液体替代车用燃料的1／3。

不过，国外越来越多的人反对使用甲醇作为汽车燃料，主要原因是甲醇腐蚀性比较大，汽车的耐久性(16万千米)得不到保障。此外，由于甲醇有毒，使用不慎容易对人体造成伤害或致人死亡。1998年后美国甲醇燃料汽车和甲醇燃料都在减少，目前美国加州甲醇汽油加油站也仅剩下1座。各汽车生产商都停止生产甲醇汽车，福特公司从1998年开始停产了甲醇M85汽车。

既然甲醇有争议，是不是可以试一下乙醇呢?在瑞典乙醇发展基金会的鼓励下，20世纪90年代中期福特公司出口到瑞典的45辆甲醇M85汽车开始尝试使用乙醇作为汽车燃料。虽然这批汽车是专门按照甲醇M85制造的。但是因为甲醇和乙醇具有相同的化学和物理性质，所以最终也成功地以含有85％乙醇的混合燃料E85为汽车燃料。乙醇汽车直到今天还在世界各地生产弃甲醇选乙醇也是其他汽车生产公司的策略。为了向公众展示用乙醇作为汽车的替代能源完全可行，英国纳萨玛斯车队还特意在2004年6月法国举办的勒芒24小时耐力赛上使用一辆乙醇汽车参赛，并且取得不错成绩，说明乙醇汽车与使用传统汽油为燃料的汽车相比一点也不逊色。

丙烷汽车

丙烷就是众所周知的液化石油气，自20世纪20年代以来就被当作汽车的燃料使用。现在，单在美国就有至少20万辆丙烷汽车在使用，而全世界的丙烷汽车大概有900万辆。丙烷汽车使用特殊设计的燃料系统，只能使用丙烷或丙烷与天然气的混合燃料。丙烷非常安全。但是驾驶丙烷汽车需要经过专门的培训。

丙烷汽车排放的一氧化碳和一氧化氮要比普通汽油汽车少60％，而苯类有毒物质的排放比普通汽油汽车少98％。现在，世界上丙烷汽车使用的丙烷大多是从天然气或者石油中精炼出来的。丙烷汽车的动力、加速性能和行驶速度都可以和传统的以汽油为燃料的汽车相媲美。

生物柴油汽车

生物柴油是以大豆和油菜籽等油料作物，油棕和黄连木等油料林木果实，油料水生植物以及动物油脂、废餐饮油等为原料制成的液体燃料，是清洁的可再生能源和优质的传统柴油的代用品。生物柴油和传统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为原料的引擎，如以柴油为动力的轿车、载重汽车，拖拉机，船只和发电机等。生物柴油混合物由部分生物柴油和部分传统柴油混合而成。替代能源的混合燃料一般以一个大写英文和一个数字表示，前面的英文字母表示混合燃料的类型，生物柴油以B表示，甲醇燃料以M表示，乙醇燃料以E表示，后面的数字则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。

在传统柴油发动机中使用生物柴油可以大大减少未充分燃烧的碳氢化合物、硫化物，多环芳香族烃类物、硫、铅、卤素，黑烟、碳氢化物、微粒等有害物质的排放。混合越多的生物柴油，就越能减少有害物质的排放。在使用纯生物柴油时，有害排放物的减少效果最好。

生物柴油的主要优点之一是它可用于现有的引擎。自1994年开始，生物柴油已经开始作为燃料供给普通柴油机。采用生物柴油的柴油机点火快，引擎杂音少。与普通柴油相比，生物柴油可提供同样的动力。生物柴油比普通柴油具有更大的润滑性，可减少引擎的磨损与划痕，最终降低柴油车队的维护费用。即使混合1％的生物柴油，也可以大大提高普通柴油的润滑性。

不过，生物柴油的运输和储存需要特殊手段，而且使用时会增加氮氧化物的排放。

太阳能汽车

目前国内乙醇主要来源于玉米、小麦等粮食。人们担心用乙醇和生物菜油一类能源，会导致车与人“争粮”。考虑到当前国际社会贫富不均，资源分配不合理，人车“争粮”，极易引发一系列社会问题，从而威胁到人类生存，因此发展这类汽车争议声不断。对此，德国联邦环境署研究指出：发展新能源，不能将目光盯住生物能源，研究人员应开发有效技术和改进交通，发展多种能源共同作为动力，比如风能、太阳能也可以作为重要动力。

和传统的汽车不同，太阳能汽车没有发动机、底盘、驱动、变速箱等构件，而是由电池板，储电器和电机组成，车的行驶只要控制流入电机的电流就可以解决，全车主要有3个技术环节，一是将太阳光转化为电能；二是将电能储存起来；三是将电能最大程度地发挥到动力上。

早期的太阳能汽车是在墨西哥制成的。这种汽车，外形像一辆三轮摩托车，在车顶上架有一个装太阳能电池的大棚。在阳光照射下，太阳能电池供给汽车电能，使汽车的速度达到每小时40公里，由于这辆汽车每天所获得的电能只能行40分钟，所以它还不能跑远路。

1984年9月，我国首次研制的“太阳号”太阳能汽车试验成功，并开进了北京中南海的勤政殿，向中央领导报喜。这也表明了我国也进入了研制太阳能汽车领域。目前国内太阳能汽车研究清华大学居领先地位，其研制的“追日”号太阳能汽车，外形就像“UFO”，重800公斤左右，最高车速达80公里每小时。其采用的电池板是我国第五代产品，太阳能转化率只能达到14％。并且由于电池板及车体所用材料普遍采用质轻价贵的航空，航天材料，造价昂贵，目前太阳能汽车的造价大多在100万元以上，只适用于试验研究之用。

据业内专家预计，太阳能汽车走入现实生活中，还至少需要30-50年时间。但随着全球经济和科学技术的飞速发展，从国内到国外，我们可以预见：太阳能汽车作为一个产业已经不是一个神话。在节能减排要求日高的今天，新能源汽车为汽车行业的发展指明了新方向，而突破科技瓶颈，发展太阳能汽车，使太阳能汽车正式走入人们的生活，则是未来汽车发展的终极方向。