汽车新能源与新能源汽车发展趋势

2018-07-14单海铭

时代汽车 2018年12期

单海铭

平度市技师学院山东省青岛市 266700

1885年，德国工程师卡尔·本茨发明世界上第一台现代汽车（以汽油为动力[1]）；1913年，福特公司引入流水线，以每10秒一台的速度组装T型车，共向市场推出1500多万辆T型车，从此美国进入汽车时代；1980年代，日本汽车年产量超过美国，从此日本也进入了汽车时代；改革开放以来，我国经济高速发展，人民生活水平日益提高，2017年，全国汽车保有量超过2亿辆，私人汽车保有量超过1.7亿辆（1978年我国只有135.8万辆汽车，而私人汽车保有量为0），可以说我国也进入了汽车时代。

然而，我们不能忽视的是，19世纪下半叶以来，全球气温就在不断升高；进入20世纪下半叶，不仅全球气温仍在持续性上升，而且重大自然灾害频繁发生，环境污染也日益严重；1990年代，世界各国终于认识到发展不能只顾当前需要，必须考虑未来，不能以牺牲未来的利益为代价来满足当代的发展需要，各国政府纷纷将可持续发展理念上升为国家战略。——而传统的汽车行业也必须与时俱进，适应时代与社会的变化，积极寻找新能源，走可持续发展之路。

1 传统汽车能源的缺陷

自1885年世界上第一台现代汽车问世以来，现代汽车一直以石油、汽油为主要燃料。——19世纪下半叶以来，全世界共开采、消耗近1400吨石油，其中绝大部分为数以十亿计的汽车所消耗。

但石油属于不可再生能源，石油由亿万年前大量海洋动物与海洋藻类的尸体经过漫长的压缩、在地下高温高压下转化成碳氢化合物而成。且储量丰富的油田只存在于大型地下盆地，因此石油的分布在地理上极不平衡。——近些年来，社会上流传着“石油枯竭是一个神话”“许多枯竭的油井经过长时间废弃后，竟然奇迹般地重新涌流出石油”等等奇谈怪论，但这些石油专家们却无视罗马尼亚油田早已枯竭超过半个世纪，前苏联巴库油田、秋明油田、美国加利福尼亚油田、我国玉门油田亦枯竭超过三十年。

目前，沙特阿拉伯加瓦尔油田每年产量正在下降8%（有专家认为沙特阿美之所以不敢进行IPO，与加瓦尔油田枯竭有极大的关系）；科威特大布尔甘油田每年产量下降14%；我国大庆油田已连续开采超过20亿吨原油，自2010年后，每年产量下降7%，已经进入特高含水期。——2007年，我国进口1.63亿吨原油，石油对外依存度达50%；2017年同，我国进口原油超过4亿吨，石油对外依存度超过2/3。

不仅如此，每辆汽车在消耗汽油行驶过程中，每年还会排放超过汽车自重三倍的尾气。这些尾气中含有1000多种化合物的汽车尾气，如二氧化氮、一氧化碳、二氧化硫、多环芳烃、四乙基铅等。二氧化氮可导致人咽部不适、干咳，引发肺水肿甚至呼吸道炎症；一氧化碳可导致人头痛、头昏，缺氧，心律不齐；二氧化硫可增加支气管阻力，影响碳水化合物及蛋白质的代谢，损害肝脏，引发肺气肿，甚至致癌；多环芳烃可危害人体神经系统、生殖系统，甚至引发白血病；四乙基铅可沉积进人体骨骼，引发睡觉障碍、记忆力减退、植物神经紊乱。

综上所述，传统汽车能源（石油）无论从经济角度考虑，还是从环保角度考虑，都不利于可持续发展。而人们的日常生活已经离不开汽车，因此，汽车业如果还想有明天，就必须摆脱对石油的依赖，寻找新能源，研发新能源汽车。

2 新能源汽车综述

当前，主要发达国家都在积极发展新能源汽车，以摆脱对于石油的依赖。美国政府决定在十年内让20%的汽车实现石油替代；日本政府也决定到2030年将汽车对于石油的依赖度下降20个百分点；欧盟则提出在2020年前，让23%的汽车实现石油替代。

所谓新能源汽车，一般指采用非汽油燃料作为动力来源，具有先进动力控制技术与驱动技术的汽车。目前新能源汽车主要包括：混合动力汽车、电动汽车、氢能汽车、乙醇汽车等等。

2.1 混合动力汽车

混合动力汽车指既采用汽油燃料，同时采用电动机减少燃油消耗，改善低速动力输出的汽车。2010年，全球进入混合动力车时代[2]。

混合动力车可以让内燃机保持最佳工况，保证燃料充分燃烧，减少耗油与污染排放；由于混合动力力车内部装有电池，可以回收车辆制动、下坡时的能量，并可让车辆在低速行驶时关闭内燃机，完全由电池驱动行驶；但混合动力车进行远距离高速行驶时无法省油。

2.2 电动汽车

电动汽车的历史比汽油车更悠久，1834年，世界上就出现了第一台电动汽车；1880年代，美国市场上38%的汽车是电动汽车，著名美国发明家爱迪生一生致力于研发电动汽车[3]；1930年代，电动汽车被T型车的低价格打败，从此退出汽车市场，一度沉寂；现今的电动汽车指以车载电源为动力来源，用电机驱动行驶的车辆。

电动汽车彻底实现了零排放、无污染、低噪声，属于名副其实的环保车、“绿色汽车”，但电动汽车续驶里程比不上传统汽油车，而且价格昂贵，充电时间长，保养成本高。——马斯克十几年来都在生产著名的特斯拉电动汽车，十几年来从未曾盈利。

2.3 氢能汽车

据测算，1公斤氢气完全燃烧可释放14.3×107焦耳的热量，而1公斤汽油完全燃烧只能产生4.6×107焦耳的热量[4]。氢内燃车以氢气为燃料，产生动力驱动车辆行驶。在燃烧过程中不会排放任何有毒有害的尾气，只会生成水。而氢燃料电池车则通过燃料电池进行氢氧反应，以产生电力驱动车辆行驶。——2018年9月，现代汽车表示将于未来5年在瑞士销售一千辆氢动力卡车。

氢能汽车无污染、零排放，且拥有几乎取之不尽用之不竭的能源（氢气可通过电解水产生）；但氢能汽车成本较高，难以具有竞争力。

2.4 乙醇汽车

又名酒精汽车，顾名思义，乙醇汽车以酒精（乙醇）为燃料。

乙醇属于可再生能源，可能通过发酵甘蔗、玉米等农作物加以大量提取。乙醇汽油辛烷值高，含氧量接近35%，可有效降低车辆尾气中的碳烃与一氧化碳；但乙醇的热值不及汽油，且在燃烧过程中会产生乙酸。——目前，美国、巴西等农业大国都在积极生产生物乙醇燃料，推广乙醇汽车。

3 新能源汽车发展趋势

3.1 市场潜力巨大

截止2017年，全球累计销售超过340万辆新能源汽车，我国累计销售180万辆新能源汽车，美国新能源汽车销售接近每年50万辆。——但相较于全世界13亿辆以上的汽车保有量，市场占有率不到千分之三[5]。因此，我们完全可以预见：新能源汽车市场潜力巨大，新能源汽车拥有难以限量的发展空间。

3.2 政策支持力度将进一步增大

新能源汽车与汽油车相比始终难以降低成本，而各国政府都面临着如何实现可持续发展的问题。因此，我们几乎可以肯定：包括我国政府在内的各国政府钭进一步加大对新能源汽车的政策支持力度（如提高新能源车补贴标准），以保障新能源车的健康发展。

3.3 新能源汽车将面临页岩气车的冲击

严格地说天然气汽车也属于一种新能源汽车，但它的市场占有率远远比不上电动汽车。——然而，近年来美国成功进行了页岩气革命，已超过俄罗斯成为世界最大天然气生产国（2016年美国天然气产量接近7500亿立方米，2017年美国天然气产量接近9400亿立方米[6]）。因此，我们完全可以预见：以页岩气为燃料的页岩气车将很快出现在市场上，并对新能源汽车构成全面冲击。