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模式与电动模式可以实现100%的自由切换,FDM车型可以实现100%的节油效果,只不过这时能耗全部转为电力。
第三个选择就是气动车。顾名思义,就是通过气体驱动汽车运转。这里的气体不是普通的气体,而是指压缩气体,压力通常高达300个大气压以上。气动车的原理并不复杂。流动介质如空气、氮气等从高压储气罐中释放出来,引入汽缸膨胀后推动*运动作功,从而实现车辆的运转。这种车以法国的车型为代表,细抠字眼看,它是“气车”而非汽车。尽管气动车与传统的汽车有相似之处,如都是通过气体膨胀推动*、曲轴这样的机械传动装置运转。但本质的区别在于,气动车利用的是加压空气而非加压蒸汽,改变的只是空气的体积、温度等物理状态,不会有额外的衍生气体产生;而内燃机汽车由于涉及到氧化、燃烧等化学反应,不可避免地会带来尾气污染排放。从动力源上看,尽管气动车在运转过程中没有产生能耗,但给高压储气罐充气的过程事实上会消耗大量的电力。因此,气动车可看作是另一类型的电动车,只不过是储存能量的媒介由蓄电池换成了储气罐而已。从严格意义上说,纯电动车、气动车并非如生产商所宣称的那样“零排放”,由于电力的生产过程会产生污染气体排放。因此,这些车型只不过是将污染源从汽车尾气排放管转移到了发电厂的大烟囱,并不能称为真正意义上的零排放汽车。但有所进步的是,由于发电环节更加清洁而且效率较高,排放的废气相比更容易收集和处理。因此,电动车、气动车相比传统的汽车更加清洁高效。
第五章 迎接新能源的革命(5)
第四种选择是氢能源车。其动力源包括氢内燃机和氢燃料电池。从原理上看,氢内燃机与传统的汽油或柴油机没有本质上的差别。所不同的是氢能的品质更高,不仅能量密度更大,而且更加清洁高效。这对汽车引擎的结构设计、材质、安全性等方面提出了更高的要求。技术上看,氢内燃机距离实际应用并不存在难以逾越的屏障。人类社会对氢动力的开发利用经历了半个世纪的技术积累,应用程度上已经达到了一个较高的层次。导弹、火箭、航天飞机等高速、超高速飞行器都是以氢能为主要动力的典型代表。可以说,普通大众对于氢能既熟悉又陌生。之所以这些航天军工领域的能源技术没有现身于日常生活中,原因很简单,经济因素制约了氢能的民用推广。在军事战争或外太空探索等体现国家意志层面的较量中,经济成本通常是让位于政治战略的。尽管氢能的开发与应用成本极其高昂,仅提取液氢燃料的代价就不菲,但在军事或航天领域,为了在对抗中获得优势,这些成本几乎是不予考虑的,甚至某些时候被认为是必不可少的。这正是一些先进的导弹每枚造价动辄上百万美元,一些航天飞机每次飞行的燃料费用就高达数千万美元的原因之一。这样高昂的能源成本在民用领域显然没有竞争力。从经济性的角度来说,获得廉价、稳定、持续的氢燃料供应是氢能得以具备竞争力,大规模应用于民用领域的关键,氢燃料电池的开发利用上同样面临这一突出问题。
燃料电池的诞生具有划时代的意义,其足以与内燃机的诞生相提并论。尽管燃料电池比内燃机早半个世纪问世,但在社会认知与应用程度上看,燃料电池却与内燃机相去甚远。自从1839年燃料电池被英国人格罗夫发明以来,其一直处于缓步发展的过程中。上世纪50年代由于美苏两国展开太空竞赛,燃料电池的开发与应用才得到了长足的进步,由此也受到了更广泛的关注。此后,各种新型燃料电池相继被开发出来,以氢为原料的燃料电池更成为其中的翘楚。
毫无疑问,燃料电池的发展是极为缓慢且滞后的。从燃料电池发明到1959年完成第一台工程样机,其间经历了120年,而通常一项新技术经历这个阶段,所需的时间大约也就60年左右。而从完成第一台样机到实现商品化,大约需15~30年的时间。假如按照这个开发周期衡量的话,那么燃料电池最迟在上世纪90年代初就应该进入商业化阶段。但现实情况是,这一过程推后了近20年。之所以出现这种状况,主要还是由于以石油燃料为基础的内燃机工业发展得太顺畅了,低廉的油价使得内燃机动力设备遍地开花,客观上阻碍了其他技术的发展。此外,在能源利用方面,人们习惯于以内燃机为主导的热力学思维模式,而忽视了电化学在动力设备上的应用和开发,这使得以电化学技术为代表的燃料电池开发被大大延缓了。如果人们在20世纪的前半叶,就注意到燃料电池动力设备的价值,以及相关基础研究的重要性,比
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