產(chǎn)業(yè)技術體系變革下的汽車新能源發(fā)展戰(zhàn)略

盧海琴

(南京技師學院，江蘇 南京 210000)

1 汽車代用能源的分類及特點

1.1 不可再生能源

天然氣被使用到汽車中，可根據(jù)儲存方式的不同分為3種，分別是壓縮天然氣、液化天然氣和吸附天然氣。壓縮天然氣指的是以20MPa以上的壓力、將常態(tài)下的天然氣壓縮到高壓罐內(nèi)，為汽車運行提供能源支持。壓縮天然氣具有污染排放低、工藝簡單以及儲量相對豐富的優(yōu)勢特點，和石油相比，整體的勘探潛力較大，儲量較為豐富。但是壓縮天然氣的能量密度較低，存儲體積大，汽車充氣時間延長，可行駛的里程短，并且具有一定的危險性，因為儲氣鋼瓶內(nèi)的壓力較大，是不可再生資源的一種。液化天然氣則是在-161℃的低溫下，將天然氣液化和凈化后形成的，更具環(huán)保性和潔凈性，具有良好的安全性能，自燃自爆幾率較低，但是運輸成本和生產(chǎn)成本則過高。吸附天然氣是以特殊的方法在儲氣容器中裝填超級活性炭，利用活性炭表面分子和氣體之間的作用力，吸附氣體分子，降低了儲氣設備的重量，安全性較強，儲存壓力低，但是由于技術難度較大，目前仍舊處于持續(xù)探索的階段[2]。

液化石油氣可分為2種，分別是石油煉制過程中的副產(chǎn)品和油田伴生氣。液化石油氣的能效較高，不需要改變內(nèi)燃機，經(jīng)濟價值較高，但是由于能量密度低，并且具有一定的危險性，易燃易爆，安全性不足。

甲醇的溶解性強，能夠和汽油、柴油等溶解混合為一體，成為新型的燃料，是一種含氧化合物。從煤、天然氣、油頁巖等物質(zhì)中均可以制取甲醇，甲醇作為車用燃料，幾乎可以實現(xiàn)無炭煙排放，具有良好的溶解性，能夠和汽油、柴油一起進行混合使用。但是甲醇仍舊對環(huán)境會造成一定的不利影響，增加尾氣中總?cè)┑呐欧帕浚⑶壹状嫉闹迫∵^程中需要消耗不可再生的能源。

煤基液體燃料也就是俗稱的煤變油，是通過直接或間接的方法，將煤炭液化成液體燃料油。煤基液體燃料能夠利用煤變油技術、緩解我國的石油緊張問題，而我國的煤礦資源則相對比較豐富，但是煤變油技術是將一種不可再生能源轉(zhuǎn)化的技術，對于環(huán)境污染問題仍舊無法將其有效地緩解[3]。

1.2 可再生能源

太陽能隨處可得，無需運輸，資源豐富，不會對環(huán)境造成任何污染，是汽車能源未來的主要發(fā)展方向。但是目前太陽能汽車的發(fā)展卻阻礙重重，因為會受到時間、地點、氣候、季節(jié)等因素的限制，并且采集和轉(zhuǎn)換太陽能的效率不足，對汽車的高速行駛動力需求無法完全滿足。不僅如此，制造太陽能電池板的成本投入較大。

乙醇的原材料是玉米、小麥、高粱、甘蔗、薯類、甜菜等，經(jīng)過發(fā)酵、蒸餾、脫水等環(huán)節(jié)后，將變性劑加入其中制作而成。車用乙醇汽油則是按照一定的比例，將組分汽油和燃料乙醇混合配比后形成，乙醇大大降低了對環(huán)境的污染問題，是可再生能源，但是需要與汽油混合使用，不能夠完全替代汽油，會大量消耗土地資源。

生物柴油是一種可以替代石油、柴油的可再生清潔燃料，通過將動物或植物油脂與甲醇或乙醇發(fā)生交換反應，得到的脂肪酸甲酯或脂肪酸乙酯。生物柴油具有良好的環(huán)保特性，具有環(huán)境友好性，毒性較低、閃火點高，但是燃燒效果并不理想，燃燒不完全，對汽車燃燒效率造成影響，消耗了大量的耕地資源，制取生物柴油的成本投入較高[4]。

1.3 性質(zhì)不確定能源

電能主要運用到純電動汽車、燃料電池電動汽車和混合動力電動汽車中，是一種潔凈能源，實現(xiàn)了無污染零排放。但是目前仍舊需要轉(zhuǎn)換煤炭、石油等化石類能源獲取電能，因此還不屬于可再生能源中的一種。電能動力汽車具有潔凈、無污染、零排放的優(yōu)勢特點。并且利用技術較為成熟，電動汽車結(jié)構的維修也更加方便。但是電池性能仍舊需要更進一步地研究，無法滿足電動汽車的產(chǎn)業(yè)化需求，生產(chǎn)電能時需要依賴石油、煤炭等不可再生資源，可再生和污染問題仍舊沒有解決。

氫是自然界中普遍存在的元素之一。在自然界中，氫通常是以化合物的形態(tài)出現(xiàn)，主要儲存在海水等水資源中，不僅如此，天然氣、煤炭、石油、動植物體內(nèi)也含有氫元素。氫元素的燃點高、發(fā)熱值較高，具有燃燒速度快的特點，是優(yōu)質(zhì)的二次能源。運用氫能不需要大幅度改造現(xiàn)有的技術裝備，只需要稍加改裝，現(xiàn)有內(nèi)燃機即可使用氫能。但是，目前制氫效率仍舊較低，安全性能不足，很容易發(fā)生泄漏問題，存在嚴重的泄漏安全隱患[5]。

燃料電池中常用的燃料包括天然氣、甲醇，氧化劑則以空氣、氧氣為主，通過轉(zhuǎn)化氧化劑和燃料的化學能，實現(xiàn)到電能的轉(zhuǎn)化。燃料電池具有污染低、潔凈的優(yōu)勢特點，能夠滿足零排放的要求。燃料電池使用的燃料具有多樣化的特征，不僅可以應用天然氣、甲醇，同時汽油、柴油、煤等也可以用于制作燃料電池，不過目前制作燃料電池的成本仍舊較高。

2 產(chǎn)業(yè)技術體系變革的視角下汽車新能源的發(fā)展戰(zhàn)略

2.1 用電動機替代化石類能源傳統(tǒng)內(nèi)燃機

汽車新能源的發(fā)展需要根據(jù)幾個階段進行，首先要將電動機取代化石類能源傳統(tǒng)內(nèi)燃機，將此作為終極的長期發(fā)展目標，未來汽車能源選擇電能作為主要的能源。因為電能能夠?qū)崿F(xiàn)零排放，潔凈性好，并且電能有可能完全轉(zhuǎn)變?yōu)榭稍偕茉础Ｄ壳?，我國的生物質(zhì)能發(fā)電、風能發(fā)電、太陽能發(fā)電、潮汐發(fā)電等愈發(fā)普及，成為可再生能源已經(jīng)不再遙不可及。利用電能電動機替代傳統(tǒng)的內(nèi)燃機，對于產(chǎn)業(yè)技術體系的變革有著重要的作用，逐漸萎縮化工煤炭石油行業(yè)，大力發(fā)展太陽能、風力產(chǎn)業(yè)。通過層層推進，改革整體的產(chǎn)業(yè)技術體系，逐漸將重化工業(yè)技術體系中環(huán)境污染、大量的不可再生資源消耗問題有效改善[6]。

2.2 發(fā)展燃料電池汽車

汽車新能源發(fā)展中，應將燃料電池汽車作為重要的發(fā)展目標之一。目前我國的燃料電池技術已經(jīng)愈發(fā)成熟，可比電動汽車更快地進入市場。世界的汽車公司目前均大力推出以甲醇或輕微燃料的燃料電池汽車，有效地節(jié)省了資源，實現(xiàn)了對環(huán)境的保護。利用氫燃料電池真正實現(xiàn)了零排放目標，即使是使用甲醇等燃料的電池汽車，也大大降低了污染排放量。燃料電池在不可再生資源轉(zhuǎn)化為可再生能源方面發(fā)揮著優(yōu)勢作用，水解氫燃料電池能夠循環(huán)進行資源利用，因為氧和氫燃燒的產(chǎn)物是水，具有循環(huán)使用的作用價值。除此之外，潮汐能、風能、太陽能等能源，均是可再生能源，用于制作氫能源，可以實現(xiàn)能源的可再生化。在傳統(tǒng)內(nèi)燃機的基礎上，燃料電池汽車發(fā)動機是一場全新的變革[7]。

2.3 液化天然氣汽車是短期發(fā)展目標

液化天然氣是不可再生資源的一種，與人們倡導的終極目標相違背，并不符合能源的發(fā)展方向，因此液化天然氣汽車可以作為短期的發(fā)展目標，對于解決汽車尾氣嚴重污染的問題，能夠起到有效的緩解作用。和柴油、汽油相比，液化天然氣的環(huán)保性更強，更具潔凈性。針對目前的石油緊張問題，液化天然氣能夠有效地緩解石油緊缺現(xiàn)狀，和石油儲量相比，我國的天然氣儲量較為豐富，并且在不斷地增加。天然氣管網(wǎng)限制對于液化天然氣沒有影響，世界的天然氣資源均可以被充分利用，對于我國的能源安全以及現(xiàn)存的內(nèi)燃機技術銜接等有利。經(jīng)過長期的大量開發(fā)和應用后，天然氣和石油資源一樣，將會面臨相同的命運，均是不可再生資源，因此只能將液化天然氣汽車作為短期的發(fā)展方向[8]。

3 結(jié)語

綜上所述，產(chǎn)業(yè)技術體系變革下，汽車新能源的發(fā)展應正視重化工業(yè)時代下汽車所帶來的嚴重資源消耗問題和環(huán)境污染問題。針對現(xiàn)有的汽車替代能源優(yōu)缺點進行詳細地研究分析，制定切實可行的汽車新能源發(fā)展戰(zhàn)略計劃，推動我國的產(chǎn)業(yè)技術跨越式發(fā)展，使我國的汽車新能源及產(chǎn)業(yè)技術體系邁上新臺階。