未来汽车，靠燃料电池还是混合动力

作者：宿亮

　　对于瑞典科学家的新发现，有网友跟帖留言说：“如果这一技术能够实现，那么未来的电动汽车就简单了，直接在车顶养上一缸水母好了。”

 

　　十五世纪，意大利文艺复兴三杰之一的莱昂纳多·达·芬奇设计出“永动机”，在一个圆盘的四周装置带有重球的悬臂，利用重力拉动圆盘不借助任何外力旋转。他试图通过这一设计解决永恒困扰人类的问题，即动力。

 

　　如今，“永动机”被认定是“海市蜃楼”，但动力问题仍旧困扰着人类。为摆脱对石油的依赖，汽车设计师们尝试设计电动汽车、混合动力汽车，但究竟什么才是真正“靠谱”的新能源方案，是拉动下一世代人类社会的主导方式?

 

　　孰优孰劣

 

　　2013年1月底，中国汽车零部件生产商万向集团收购美国动力电池生产商A-123，终于获得美国联邦外国投资委员会批准。这一历时5个多月的收购案，在业界一直充满争议。

 

　　一方面，有评论说，中国企业收购美国新能源产业“大跃进”时代的明星企业，是因为认定动力的未来在于电力;另一方面，也有人说，A-123之所以破产，意味着电力在汽车动力领域的失败，而中国企业此时的收购选择是一种战略失误。

 

　　事实上，对电动汽车技术是否成熟、能否在市场上获得成功，业界认为仍尚待考察。

 

　　但电动汽车的优势也非常明显：环保，价格低廉，故障率较低，没有汽油味。

 

　　今年年初，英国政府制定了计划，大力发展燃料电池汽车。按照政府商业部门的规划，在2030年前，英国电动汽车的保有量将达到160万辆，2050年前占到整个汽车市场的30%至50%。

 

　　根据英国调查机构的数据显示，在3000名受访者中，有10%的人表示，在技术成熟的条件下，愿意购买装配能源电池的电动汽车。政府据此推测，电动汽车的潜在年销量可能超过30万辆。

 

　　与之类似，一些传统汽车制造商也看好电动汽车的市场前景。韩国现代汽车和日本丰田汽车都已计划在2015年之前上市电动汽车。

 

　　不过，一些市场分析机构也警告，电动汽车前期成本过高，一旦大规模普及，意味着要大批量建设电动汽车基础设施，如氢燃料电池的补给站、其他电动汽车的“充电站”。以英国为例，如果实现成规模的电动汽车2030年在道路上行驶，至少需要大约1200座电力能源补给站点，耗资巨大。

 

　　与电动汽车相比，混合动力汽车更容易实现。所谓“混合动力”，指的是至少包含两种驱动动力源的汽车。市场上眼下常见的混合动力汽车是装备传统内燃机和蓄电池两种动力源，同时使用油气和电力系统为汽车提供动力。

 

　　依据使用电能程度的不同，混合动力汽车又分成微混、轻混、中混和完全混合动力几种类型，其面临的终极技术挑战是如何在行驶中实现完美的多种动力分配比例，以实现更高的能源使用效率和更少的废气排放。

 

　　在发展混合动力汽车时，并不需要对传统道路基础设施进行大规模改造，前期成本并不高。多数混合动力汽车可以在传统的加油站进行能源补给，使用内燃机给燃料电池充电，充分利用柴油或汽油，减少排放。不过，与电动汽车相比，混合动力汽车在使用过程中的后期维护成本较高，而电动汽车一次性大规模投资完成后，后期成本几乎为零。

 

　　一些财经人士分析，电动汽车和混合动力汽车之争，与当年托马斯•爱迪生和尼古拉•特斯拉关于直流电和交流电的论争类似。特斯拉坚持交流电能够改善长距离运输电力中的消耗，但意味着大量基础设施的建设。究竟什么样的动力方式成就汽车的未来，技术的不断“跃迁”将发挥重要作用。

 

　　想像与创新

 

　　正如当年为交流电“泼冷水”一样，第一个“玩弄”电能的发明家爱迪生也曾经不止一次地消极看待电动汽车前景。他曾经明确表示，电动汽车是“死路一条”。其主要论据与当代质疑电动汽车的说法一致，就是如何确保燃料电池有足够的电量维持动力。

 

　　一些业界资深人士也这样看：电池在行驶过程中没电了怎么办?就算“充电站”能够像加油站一样普及，一辆电动汽车的充电时间能否像加油一样快捷?如果答案是否定的，那么电动汽车的实用性就会大打折扣。

 

　　于是，越来越多的人在电动汽车实用技术上下功夫。

 

　　2012年7月，日本丰桥技术科学大学一个研究团队宣布，他们发明了一套能够让电动汽车在行驶中不断充电的系统，试图解决电动汽车实用性的争议。

 

　　这套系统通过在道路下面铺设电流板形成低压电流，能够穿透大约10厘米厚的混凝土路面与电动汽车装配的特殊轮胎接触送电，将电力源源不断地送到燃料电池中进行储存。

 

　　不过，这一设想虽然理论上可行，但意味着要对所有路面进行全面改造，其成本可想而知。另外，系统产生的电力电压还不足以给汽车足够的动力。

 

　　与这套充满未来色彩的系统相比，被中国吉利汽车收购的欧洲汽车制造商沃尔沃眼下进行的一项研究则显得更加现实。

 

　　据介绍，沃尔沃将开发一种融合了复合碳纤维材料和聚合树脂的电池，这种电池有更强的电量储存能力和更快的充电速度，同时由于它有较高的韧性和强度，能够用来生产车身。也就是说，这种材料制成的汽车可以用整车的车身进行动力储备和输送。沃尔沃的该项目还获得了欧盟350万欧元的财政支持。

 

　　主管这一项目的沃尔沃研究人员拉尔森•图克森说：“设想一下，未来汽车车身就是发动机，车辆外形设计更加随心所欲，也完全能够实现环保目标。这才是汽车的未来。”

 

　　技术网站“新科学家”也是电动汽车的拥趸。这家网站不久前报道瑞典古腾堡查尔默斯科技大学的一项新发现，为电动汽车的动力源提供了新的 想像。

 

　　这一大学的研究团队从水母身上提取一种能够用来发电的“绿色荧光蛋白(GFP)”，将其放置在二氧化硅电路板上，用电极连接并安装在车顶。这种“绿色荧光蛋白”在阳光下能够吸收紫外线发电，来供应汽车行驶。

 

　　一些网友跟帖留言：“如果这一技术能够实现，那么未来的电动汽车就简单了，直接在车顶养上一缸水母好了。”

 

　　不同发展路径

 

　　产业发展与商业战略自其出现之日起，就充满国际政治经济的博弈，汽车的发展也不例外。

 

　　一些技术分析人员认定，电动汽车和混合动力汽车之争并不是泾渭分明的，而是在同一发展方向上的程度深浅之别。

 

　　事实上，发展电动汽车还是混合动力汽车都基于两个出发点，一方面是节能减排，用新的动力方式实现更加环保的出行方式;另一方面是减少对石油等传统能源的依赖。

 

　　但不同的国家有着不同的战略考虑。在一些国家看来，混合动力汽车能够较快地实现节能减排的效果，所以混合动力技术得到大力支持。特别是那些政府积极倡导应对全球变暖、承诺短时间内改善环保技术的国家，如美国、日本和一些欧洲国家，就将汽车未来战略着眼点放在混合动力汽车上。

 

　　而另一些新兴发展中国家则把能源独立作为首要目标。这些国家出台的政策往往对独立创新的下一代技术倾斜，而对于改造现有技术并不热衷。在汽车产业发展的过程中，这类国家青睐电动汽车技术研发，而对混合动力的财政补贴不高。原因就在于纯粹的新能源对于能源独立这一目标能够给予最大的支持。

 

　　而不管是利用现有技术改进能源利用效率，还是开发新技术投资科技创新，并不是简单的对错之分，而是寻找适应本国汽车产业链的特点，创造比较优势、占据产业“制高点”。

 

　　换句话说，下一代汽车究竟以什么样的动力源行驶在道路上，一方面是技术发展和环保意识的必然要求，另一方面也是现代国际市场竞争的比拼。

 

　　(来源：2013年4月1日出版的《环球》杂志第7期)