產業技術體系變革下的汽車新能源發展戰略

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、將常態下的天然氣壓縮到高壓罐內，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品和油田伴生氣。液化石油氣的能效較高，不需要改變內燃機，經濟價值較高，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、油頁巖等物質中均可以制取甲醇，甲醇作為車用燃料，幾乎可以實現無炭煙排放，具有良好的溶解性，能夠和汽油、柴油一起進行混合使用。但是甲醇仍舊對環境會造成一定的不利影響，增加尾氣中總醛的排放量，并且甲醇的制取過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化的技術，對于環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，不會對環境造成任何污染，是汽車能源未來的主要發展方向。但是目前太陽能汽車的發展卻阻礙重重，因為會受到時間、地點、氣候、季節等因素的限制，并且采集和轉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，經過發酵、蒸餾、脫水等環節后，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保特性，具有環境友好性，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，實現了無污染零排放。但是目前仍舊需要轉換煤炭、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、零排放的優勢特點。并且利用技術較為成熟，電動汽車結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業化需求，生產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出現，主要儲存在海水等水資源中，不僅如此，天然氣、煤炭、石油、動植物體內也含有氫元素。氫元素的燃點高、發熱值較高，具有燃燒速度快的特點，是優質的二次能源。運用氫能不需要大幅度改造現有的技術裝備，只需要稍加改裝，現有內燃機即可使用氫能。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，通過轉化氧化劑和燃料的化學能，實現到電能的轉化。燃料電池具有污染低、潔凈的優勢特點，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 產業技術體系變革的視角下汽車新能源的發展戰略

2.1 用電動機替代化石類能源傳統內燃機

汽車新能源的發展需要根據幾個階段進行，首先要將電動機取代化石類能源傳統內燃機，將此作為終極的長期發展目標，未來汽車能源選擇電能作為主要的能源。因為電能能夠實現零排放，潔凈性好，并且電能有可能完全轉變為可再生能源。目前，我國的生物質能發電、風能發電、太陽能發電、潮汐發電等愈發普及，成為可再生能源已經不再遙不可及。利用電能電動機替代傳統的內燃機，對于產業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，大力發展太陽能、風力產業。通過層層推進，改革整體的產業技術體系，逐漸將重化工業技術體系中環境污染、大量的不可再生資源消耗問題有效改善[6]。

2.2 發展燃料電池汽車

汽車新能源發展中，應將燃料電池汽車作為重要的發展目標之一。目前我國的燃料電池技術已經愈發成熟，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，有效地節省了資源，實現了對環境的保護。利用氫燃料電池真正實現了零排放目標，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化為可再生能源方面發揮著優勢作用，水解氫燃料電池能夠循環進行資源利用，因為氧和氫燃燒的產物是水，具有循環使用的作用價值。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，可以實現能源的可再生化。在傳統內燃機的基礎上，燃料電池汽車發動機是一場全新的變革[7]。

2.3 液化天然氣汽車是短期發展目標

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，并不符合能源的發展方向，因此液化天然氣汽車可以作為短期的發展目標，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存的內燃機技術銜接等有利。經過長期的大量開發和應用后，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展方向[8]。

3 結語

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