在第一臺(tái)電動(dòng)汽車誕生一百多年后,新能源車如今邁入新的發(fā)展里程。
“我一直有個(gè)夢(mèng)想,能夠坐太陽能電動(dòng)車?!敝袊嚬こ虒W(xué)會(huì)理事長兼秘書長付于武還記得,15年前,在一場(chǎng)中美大學(xué)生的太陽能電動(dòng)車比賽中,中國只有清華大學(xué)代表隊(duì)所設(shè)計(jì)的一輛太陽能汽車參賽。只是,當(dāng)時(shí)的太陽能汽車都是賽車,根本無法乘坐?!拔耶?dāng)時(shí)想,什么時(shí)候我們有可以乘坐的太陽能汽車?!备队谖湔f。
付于武當(dāng)時(shí)的心愿,在15年后得以實(shí)現(xiàn)。
日前,漢能對(duì)全球發(fā)布4款全太陽能動(dòng)力汽車。作為首批體驗(yàn)者之一,付于武乘坐全太陽能動(dòng)力汽車?yán)@行了一周后,他說“這次算是圓了自己一個(gè)老汽車人的夢(mèng)。”
漢能方面表示,此次推出的這4款全太陽能動(dòng)力汽車不僅實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)駕乘,而且還完全具備了可商業(yè)化的基礎(chǔ)。此外,漢能全太陽能動(dòng)力汽車直接利用太陽能發(fā)電,顛覆了傳統(tǒng)電動(dòng)汽車“續(xù)航里程”的概念,擺脫了傳統(tǒng)電動(dòng)汽車對(duì)充電樁的依賴,使汽車中短途“不插電無限行駛”成為可能。
而在業(yè)內(nèi)人士看來,漢能此次推出的全太陽能動(dòng)力汽車是對(duì)新能源汽車的一次重新定義,并且讓新能源車進(jìn)入到可以完全利用太陽能這種人類終極能源的階段。
電動(dòng)汽車的前世今生
實(shí)際上,就在漢能宣布推出可商業(yè)化的全太陽能動(dòng)力汽車之前,以電動(dòng)汽車為代表的新能源車市場(chǎng)的競爭已經(jīng)愈發(fā)激烈。除了特斯拉外,傳統(tǒng)汽車生產(chǎn)商也正在不惜血本的投資新能源車市場(chǎng),這其中包括了通用,大眾等。
其實(shí),電動(dòng)汽車并非是新鮮事物,電動(dòng)汽車的歷史比現(xiàn)在最常見的內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的汽車要早,它至少已經(jīng)存在了100多年時(shí)間,并且曾一度還是最流行的汽車類型。
(早期的電動(dòng)汽車)
1832年至1838年之間,蘇格蘭人羅伯特·安德森給一輛四輪馬車裝上了電池和電動(dòng)機(jī),將其成功改造為世界上第一輛靠電力驅(qū)動(dòng)的車輛。不過,這是一輛使用不能充電的初級(jí)電池驅(qū)動(dòng)的車輛。
到了1880年前后,愛迪生研發(fā)制造出一輛時(shí)速20英里的電動(dòng)汽車。“使用者可以自行為汽車充電。”紐約時(shí)報(bào)當(dāng)時(shí)是這樣報(bào)道的。
隨著蓄電池技術(shù)的發(fā)展,電動(dòng)汽車的運(yùn)用在19世紀(jì)的下半葉在歐美得到了較為廣泛的運(yùn)用。1859年法國物理學(xué)家、發(fā)明家噶斯頓·普朗特發(fā)明了可充電的鉛酸電池。30多年后,1896年美國一家公司推出可更換電池的電動(dòng)貨車,買家只買下車輛,但不包括電池,然后在使用時(shí)再以每里計(jì)交付充電及保養(yǎng)費(fèi)。
隨后,電動(dòng)汽車發(fā)展進(jìn)入到一個(gè)高峰。根據(jù)當(dāng)時(shí)美國的相關(guān)調(diào)查顯示,1900年,電動(dòng)汽車生產(chǎn)量占到美國汽車總產(chǎn)量的28%份額,所出售的電動(dòng)汽車總價(jià)值超過了當(dāng)年汽油和蒸汽汽車總和。
在早期的汽車消費(fèi)市場(chǎng)上,電動(dòng)車比內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)車輛有著更多優(yōu)勢(shì):無氣味、無震蕩、無噪音、不用換擋和價(jià)格低廉,這形成了以蒸汽、電動(dòng)和內(nèi)燃機(jī)三分天下汽車市場(chǎng)。愛迪生曾經(jīng)這樣贊賞過電力:“電力就是一切。不需要復(fù)雜精密的齒輪,沒有危險(xiǎn),也沒有汽油的惡臭,甚至沒有噪音?!?/p>
然而,早期電動(dòng)汽車僅僅輝煌了20多年。
上世紀(jì)二十年代,由于美國石油的開發(fā)和內(nèi)燃機(jī)技術(shù)提高,電動(dòng)汽車在1920年之后漸漸地失去了優(yōu)勢(shì)。汽車市場(chǎng)逐步給內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的汽車所取代。只有在少數(shù)城市保留著少量的有軌電車和無軌電車以及很有限的電瓶車。
自此,電動(dòng)汽車的發(fā)展停滯了半個(gè)多世紀(jì)。隨著石油資源滾滾流向市場(chǎng),人們幾乎忘記還有電動(dòng)汽車的存在。
石油危機(jī)后的太陽能汽車
電動(dòng)車在沉默數(shù)十年后,命運(yùn)的改變發(fā)生在上世紀(jì)90年代。
在先后經(jīng)歷了1973年、1979年和1990年三次石油危機(jī)后,全球油價(jià)迅速上漲,這就迫使各國積極尋找替代能源,開發(fā)節(jié)能技術(shù),電動(dòng)汽車再次走進(jìn)視線。諸多汽車企業(yè)再次將目光投向電動(dòng)汽車甚至是基于太陽能發(fā)電的太陽能汽車。
在1990年1月的洛杉磯汽車展上,通用汽車的總裁向全球推介Impact純電動(dòng)轎車。1992年福特汽車使用鈣硫電池的Ecostar,1996年豐田汽車使用鎳氫電池的RAV4LEV,1996年法國雷諾汽車的Clio,1997年豐田的Prius混合動(dòng)力轎車下線,1997年日產(chǎn)汽車世界上第一輛使用鋰離子電池的電動(dòng)車Prairie Joy EV,1999年本田汽車發(fā)布、銷售混合動(dòng)力車本田洞察者。
而與以往有所不同的是,1973年第一次石油危機(jī)爆發(fā)后,在各主要汽車廠家推出的各類電動(dòng)汽車的前后,利用太陽能發(fā)電的新能源車也開始逐漸走進(jìn)人們的視野。1978年,世界上第一輛太陽能汽車便在英國研制成功,時(shí)速達(dá)到13公里。4年后,墨西哥研制出三輪太陽能車,速度達(dá)到每小時(shí)40公里,由于這輛汽車每天所獲得的電能只能行40分鐘,所以它還不能跑遠(yuǎn)路。
(三次石油危機(jī)爆發(fā)后,太陽能汽車逐漸開始慢慢出現(xiàn))
2003年澳大利亞太陽能汽車比賽上,由荷蘭制造的“Nuna II”太陽能汽車取得了冠軍,它以30小時(shí)54分鐘的時(shí)間跑完了3010公里的路程,創(chuàng)造了太陽能汽車最高時(shí)速170公里的新世界紀(jì)錄。
中國也同樣開始致力于對(duì)太陽能汽車的研發(fā)。
1984年9月,我國首次研制的“太陽號(hào)”太陽能汽車試驗(yàn)成功,這在當(dāng)時(shí)曾引起廣泛關(guān)注。太陽號(hào)由湖北省金屬學(xué)會(huì)新技術(shù)開發(fā)公司的黃繩溥等六位中青年科技人員,僅用了56天時(shí)間研制成功。太陽能汽車車頂上安裝了2808塊單晶硅片,組成10㎡的硅板,裝有三個(gè)車輪,車速20km/h,遇陰雨或晚上,靠兩個(gè)高效蓄電池供電,可連續(xù)行駛100km。
在太陽能汽車領(lǐng)域,中國的大學(xué)機(jī)構(gòu)也有嘗試。1996年清華大學(xué)研制出“追日”號(hào)太陽能汽車,搭載我國自主研發(fā)的第五代電池板,太陽能轉(zhuǎn)化率達(dá)14%。最高時(shí)速80km/h,造價(jià)7.8萬美元。這在中國的太陽能動(dòng)力汽車方面,也是一個(gè)標(biāo)志性的事件。
顯然,在石油危機(jī)爆發(fā)后,人們開始試圖通過電動(dòng)車或者是利用太陽能發(fā)電的太陽能汽車等新能源車,來擺脫對(duì)汽車以往對(duì)石油的過度依賴。
不過,就在新能源車開始受到關(guān)注的同時(shí),人們也發(fā)現(xiàn)新能源車在發(fā)展過程中,無論是電動(dòng)汽車,還是更為環(huán)保的太陽能汽車都遇到了瓶頸。
“將改變世界汽車行業(yè)的面貌”
新能源車前進(jìn)的道路并不平坦。
以電動(dòng)汽車為例,首先,充電接口標(biāo)準(zhǔn)的不統(tǒng)一,盡管目前交流慢充的接口標(biāo)準(zhǔn)已逐漸被大部分車廠接受,但關(guān)于直流充電,超級(jí)充電等快速充電方式,各個(gè)廠家的標(biāo)準(zhǔn)還無法統(tǒng)一。例如特斯拉在中國自己建設(shè)超級(jí)充電站的原因,就是因?yàn)橹袊闹绷鞒潆姌?biāo)準(zhǔn),無法在其車上應(yīng)用。
其次,充電樁數(shù)量不足或者分布不合理。居住在廣州的黃先生在接受媒體采訪時(shí)就表示,廣州海珠區(qū)為代表的老城區(qū),是公共充電樁的“困難戶”,而一江之隔的北部,天河區(qū)和白云區(qū),卻是公共充電樁布點(diǎn)相對(duì)密集的地區(qū)。公開報(bào)道顯示,據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),廣州的公共充電樁有90%左右集中在住宅小區(qū),其中又有一大半是新建的小區(qū)或遠(yuǎn)離市區(qū)的小區(qū)。
再有,行駛里程也嚴(yán)重制約了電動(dòng)車發(fā)展?!艾F(xiàn)在每公斤電池存儲(chǔ)電能在0.08度電至0.15度電之間,這樣的存儲(chǔ)能力決定了電動(dòng)汽車一旦續(xù)航里程超過200公里,就必須靠增加電池重量來完成長距離行駛?!睆V汽研究院院長黃向東曾公開表示。
不僅僅是電動(dòng)汽車遇到發(fā)展的瓶頸,誕生30多年的太陽能汽車也不例外。
一直以來,受制于太陽能發(fā)電技術(shù)以及晶硅無法與車身融合等的限制,太陽能汽車大多停留在實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)品上。
不過,據(jù)悉,目前日本本田公司正積極進(jìn)行電動(dòng)汽車和太陽能技術(shù)的研究開發(fā),并且已經(jīng)試制出搭載太陽能電池的電動(dòng)汽車樣車。稍有遺憾的是,和日產(chǎn)公司一樣,其樣車的太陽能目前僅是用于為車載空調(diào)及其他車載設(shè)備提供輔助電源。
將目光回到中國。剛剛過去的7月,薄膜太陽能發(fā)電企業(yè)漢能集團(tuán)發(fā)布4款全太陽能動(dòng)力汽車,試圖解決新能源車所面臨的諸多難題。
(漢能4款全太陽能動(dòng)力汽車之一Solar R亮相)
據(jù)了解,漢能全太陽能動(dòng)力汽車在光照5到6個(gè)小時(shí)的條件下,日均發(fā)電量8至10度,可以驅(qū)動(dòng)汽車行駛80公里左右,每年行駛2萬公里以上,從而滿足城市常規(guī)交通代步需要。直接利用太陽能,邊走邊沖的全太陽能動(dòng)力汽車,不僅使傳統(tǒng)電動(dòng)汽車擺脫對(duì)充電樁的依賴,而且還顛覆了續(xù)航里程概念,讓汽車中短途行駛成為可能。
漢能控股集團(tuán)董事局主席李河君表示,漢能全太陽能動(dòng)力汽車的高效得益于砷化鎵薄膜發(fā)電技術(shù)的高轉(zhuǎn)化率。經(jīng)美國國家可再生能源實(shí)驗(yàn)室認(rèn)證,漢能的柔性砷化鎵薄膜太陽能發(fā)電技術(shù)最高轉(zhuǎn)化率達(dá)到31.6%,在同類技術(shù)中保持全球第一。
不僅如此,漢能砷化鎵薄膜太陽能電池芯片柔軟可彎曲的優(yōu)勢(shì)也得以在汽車上得以展現(xiàn)。“汽車是技術(shù)與藝術(shù)的融合。如果汽車車身的太陽能芯片是像硅晶片那樣,需要一塊一塊的擺,那么太陽能芯片就無法與汽車優(yōu)美的曲線融合在一起。但是柔性可彎曲的砷化鎵薄膜太陽能電池芯片,為我們解決了這個(gè)矛盾,讓太陽能芯片制造與汽車制造走到了一起?!睗h能方面相關(guān)負(fù)責(zé)人表示。
“這是人類對(duì)太陽能技術(shù)應(yīng)用的重要探索,這種探索將改變世界汽車行業(yè)的面貌?!庇鴦虼髮W(xué)制造研究院教授史蒂夫?埃文斯這樣評(píng)價(jià)全太陽能動(dòng)力汽車。