咱平常说起汽车烧的能源,第一反应就是汽油、柴油,现在新能源车兴起,用电的车也越来越多。但你有没有想过,未来汽车的能源形式,会不会来点不一样的新花样?答案是肯定的!科学家和工程师们一直都在努力探索,研发更环保、更高效的新型能源汽车。今天,咱就来好好唠唠,除了电和油,还有哪些能源可能成为汽车的 “新口粮”。
氢燃料电池汽车(FCEV):加氢超迅速,排放仅为水这项技术如今已经比较成熟了,像丰田、现代等车企,都已经量产了氢燃料电池车。它的工作原理其实不难理解,就是让氢气和氧气在燃料电池堆里 “碰一碰”,这一碰,电能就产生啦,电能再驱动电机,车子就能跑起来,而且整个过程,排放出来的只有水蒸气,真正做到了零排放!
优点超亮眼:加氢的速度那叫一个快,和咱平时加油差不多,几分钟就能搞定。续航里程也不含糊,和燃油车有的一拼。更赞的是,排放干净无污染,对环境超友好。就比如丰田 Mirai,加一次氢气也就 3 分钟左右,续航能达到近 800 公里,在 2022 年北京冬奥会和冬残奥会期间,就有 140 辆第二代 Mirai 氢燃料电池车为赛事服务呢。
挑战也不少:不过,氢燃料电池汽车想要大规模普及,还有些难题要攻克。制氢、储氢、运氢,再到加氢站的建设,这一套基础设施还不完善,建设成本也高得吓人。氢气的储存和运输,技术难度大,安全要求也高。而且,燃料电池堆的成本降不下来,车子价格也就难亲民。
生物燃料汽车,就是用生物柴油、生物乙醇这些燃料的车。这些燃料可不是从地下挖出来的,而是从植物或者动物废弃物里提炼出来的。从碳循环的角度看,植物生长的时候吸收了二氧化碳,现在把它们变成燃料烧掉,排放的碳就相当于之前吸收的,理论上能实现碳中性,对环境可太友好啦。
优势很明显:它最大的好处就是能利用现有的燃油车基础设施,加油还是去熟悉的加油站,方便得很。对环境也比较友好,算是给地球减负了。像敦豪集团就在爱尔兰运营生物甲烷燃料卡车,投资建立专门生产设施,能给 150 辆卡车供能,每年能减少 1.5 万吨碳排放量呢。
面临的挑战:但是,生物燃料汽车也有麻烦事儿。原材料供应不太稳定,生产成本降不下去,而且现有的发动机还得改造才能更好适应这些燃料。所以目前,生物燃料更多是作为传统燃料的添加剂,或者在一些特定领域使用。
甲醇汽车:原料丰富,成本可控甲醇,这是一种简单的醇类燃料,制取它的原料可不少,煤、天然气、生物质等等都能行。甲醇汽车,顾名思义,烧的就是甲醇。
独特优势:甲醇制取原料来源广泛,成本相对较低。燃烧排放也比传统汽油清洁,虽说不是零排放,但已经进步很大了。而且甲醇汽车相比纯电动汽车,补能效率高,续航也不受天气影响;和氢燃料电池汽车比,原料提取和生产要求没那么高,成本和推广难度都更低。在中国,甲醇汽车的研发从 20 世纪 70 年代就开始了,像贵阳、西安等地,都有不少甲醇出租车在跑,截至 2019 年 10 月底,中国甲醇汽车保有量就达到 20278 辆了。
存在的问题:甲醇的能量密度比汽油低,这就意味着得装更大的油箱。而且甲醇对发动机有腐蚀性,发动机得专门设计。另外,甲醇的加注网络也得从头建设,目前还不太完善。
合成燃料算是比较前沿的概念了。它是利用可再生能源产生的电能,从水和空气中捕捉二氧化碳,然后合成液态燃料,像合成汽油、合成柴油都属于这类。
未来潜力大:从理论上讲,合成燃料是碳中性的,因为燃烧释放的二氧化碳,本来就是之前从空气中捕获的。而且它能直接用现有的燃油车和加油站,不用大费周章去改造基础设施,这对车主来说太方便了。
当前挑战多:不过,这项技术还在发展初期,生产成本高得离谱,能源转化效率也有待提高,想要大规模应用,还得再等等。
目前,纯电动汽车发展势头迅猛,应用也最广泛。但未来汽车能源的赛道,绝不是 “电” 一家独大。氢燃料电池车在长途、重载运输领域很有潜力;生物燃料和合成燃料,或许能成为现有燃油车的补充,或者作为过渡方案。至于最终哪种能源形式会成为主流,或者多种形式共同存在,这得看技术成熟度、成本能不能降下来、基础设施建设得怎么样,还有政策怎么引导。但有一点可以确定,汽车的能源形式正朝着多样化、清洁化大步迈进,未来的出行,肯定会更环保、更便捷!