新能源汽車將駛向何方

秦月溶

汽車不僅代表了科技和藝術的融合，還喻示擺脫身體束縛的自由，是一種人類對于浪漫的幻想。依靠步行，人的日常活動半徑也就是3～5千米；如果騎馬，活動半徑能夠擴大5～10倍。但馬是動物，需要考慮它的補給和休息問題。當汽車走進日常生活之后，人類才真正實現了個人出行上的隨心所欲，既不用考慮馬匹勞累，也不再受白天黑夜的限制，想去哪里就去哪里，想什么時候出發就什么時候出發。

過去的未來

在幻想這件事情上，科幻作家永遠比科學家走得“更快更遠”。汽車工業發展到現在，通過科技的推動，經歷了蒸汽時代、汽油引擎時代和新能源時代。而早在我們還沒意識到環境保護和可持續能源的時候，科幻作家已經在他們的作品里展開了對未來交通工具的暢想，而現在流行的新能源汽車，不過是讓科幻構想實現“落地”。

科幻小說中出現過的新能源交通工具，動力來源大致可以分為四大類。

第一類，是電能源驅動。海因萊因在《考文垂》中描寫了一種名叫“鋼鐵龜”的太陽能電動汽車。它在頂蓋上裝有一個約5平方米的太陽能電池板，車內有一個儲存電能的電池，這使得汽車在陰天和晚上也可以驅動。“鋼鐵龜”的優點是操作簡單、行動平穩，但速度十分慢，最高時速只能達到9千米。

第二類，是氫能源驅動。劉慈欣筆下出現過一輛名為“東方”的乳白色高檔汽車，車上裝有氫氣渦輪發動機，以金屬氫作為燃料。這種氫能不僅使用在汽車上，在小說中的未來世界里，氫能源還被廣泛運用在摩托車上。

第三類，是宇宙輻射驅動。阿瑟·克拉克在《太空帆船》里設計了一種太陽帆，這種用銀色的含鋁塑料膜做出的帆像煙霧一樣輕，像肥皂泡一樣薄，展開后就能像船帆一樣牽動飛船，依靠收集太陽輻射作為動力。安裝了太陽帆的飛船能夠在太空中以高速進行長途旅行，不需要攜帶任何燃料。

第四類，也是出現最頻繁的，是核能驅動。葉永烈的《小靈通漫游未來》中出現的原子能飄行車，外觀看上去是透明的水滴形，里面裝著噴氣式發動機，噴出的強大氣流可推動汽車懸浮自由行駛。

此外，阿西莫夫的《繁星若塵》里，未來人類所使用的日常交通工具是由超原子能源驅動的，飛行器上設有質能轉換器，通過質能轉換獲得動力。使用超原子能源的好處是飛船永遠不缺燃料，能量用之不竭，壞處是人相當于坐在超原子反應堆上面，一旦所有燃料在鏈式反應中全部轉換為能量，飛行器和乘客會分別化作一片鐵和蒸汽。同樣是阿西莫夫的《基地前奏》里，川陀政府高級官員出行的噴射機上，裝配的是一種更安全的微融合發動機，使用的是某種常溫核聚變技術，但微融合發動機最大的缺點就是昂貴，無法普及。

多幾條腿“跑路”

所謂新能源汽車，就是用可再生的清潔能源，來替代不可再生又會產生污染的汽油作為動力。如今我們常見的新能源汽車，靈感與科幻小說中的設定密不可分，有些甚至干脆是以科幻設想作為藍圖研發出來的。這些新能源汽車大致可分為四大類—電動汽車、混合動力汽車、替代燃料汽車、燃料電池汽車。

國際能源署的報告顯示，2021年全球的新能源汽車銷量超過600萬輛，同比上漲了60%，而其中占據絕大部分市場份額的新能源汽車是電動汽車和混合動力汽車。自從汽車行業發動產業革命以來，國產的吉利、比亞迪、蔚來、小鵬，進口的特斯拉、寶馬等，都在電動汽車與混合動力汽車領域深耕，從電池續航時長到舒適度，八仙過海各顯神通、不斷競爭的同時，也讓新能源汽車從科幻小說中的概念產品，成了大眾想消費且能消費得起的交通工具。

電動汽車，顧名思義，就是利用驅動電機作為動力的汽車。事實上，電動汽車在1834年就已經誕生，后因石油的開發使得它的研發停滯。但隨著大氣環境污染加劇，人們對環保的日益重視，電動汽車在21世紀迎來了復蘇的春天。目前的電動汽車所采用的電池主要是鎳氫電池和鋰電池，且技術已很成熟。

電動汽車的優點很明顯，零排放、低噪音；缺點也很明顯，電池儲存能量太少，需要不斷充電，電池使用周期短，需要定期更換電池。普通的電動汽車續航里程數是300至400千米，高端電動車續航里程是500至600千米。如果跑長途，中途充電需要花費大量時間，快充需要2至4小時，慢充則需要8小時。這意味著，如果駕駛電動汽車，必須時刻關注剩余電量，確保自己所剩行程內能找到充電樁。相關科學家一直致力于電池續航能力的提升和能源回收利用，高速公路和停車場隨處可見的充電樁也讓充電變得更加便捷。如果電動汽車能夠在電池研發上實現突破，我們有理由相信電動汽車的普及率會更高。

混合動力汽車是在電動汽車基礎上加以改進，結合燃油車與電動汽車的優點，安裝了兩套驅動設備，既可以通過內燃機驅動，也能夠使用電動機驅動。混合動力汽車的優點是能夠靈活應對駕駛過程中的各種需求，在市內短途駕駛的時候，可以使用電動機驅動，節能減排；如果需要跑長途，就使用內燃機驅動，方便快捷。缺點是價格偏高，維修費用也貴，電池的續航里程比電動汽車更短。

在電動汽車和混合動力汽車問世之前，其實有很長一段時間，一種替代燃料汽車活躍在我們身邊。沒錯，我說的就是出租車。

2000年之后，因為國際石油價格不斷上漲，大量出租車司機為了節約成本，將自己的車“油改氣”，在后備廂里裝上一個大大的氣罐子。清楚記得，每到傍晚時分，馬路上就很難打到車，一問，司機都在排隊加氣呢。替代燃料汽車多使用液化石油氣或壓縮天然氣作為燃料，也有使用乙醇和氫氣的，其中日本三菱的生物乙醇汽車，就是使用乙醇作為燃料。而近期長安汽車研發的“氫程”概念跑車，就是一款以氫氣作為動力的新型汽車。

燃料電池汽車其實也是在電動汽車的基礎上進行改進的，這種汽車同樣是以電機為驅動的，只不過它是以氫氣、甲烷作為燃料，在化學反應的作用下形成電流帶動電機進行工作。燃料電池汽車的優點是零排放、無污染，發動機效率高，缺點是造價太高，汽車啟動反應比較慢，氫氣運輸不方便。

不再是科幻

目前，還有兩種新能源汽車正在低調研發中。相比起已經投入生產的前幾類新能源汽車，這兩種更加具有科幻感，科學家也在可能性上不斷摸索，尋求突破。

一種就是海因萊因寫過的太陽能汽車。太陽能汽車的研發最早出現在墨西哥，科學家制作了一個光電池，把它裝在汽車上，電池將太陽光轉換為電能，為發動機提供能力。太陽能汽車雖然節能清潔，可受技術所限，電池的光電轉化率太小，只能把10%至15%的太陽能轉化為光能，曬一整天的太陽也只能讓汽車行駛40分鐘，基本無法投入使用。值得一提的是，比起海因萊因的“鋼鐵龜”，現實版的太陽能汽車也不能算快，它的最高時速只有40千米。

另一種“概念款”新能源汽車是空氣動力汽車，它通過壓縮空氣驅動發動機，安全無污染。世界上第一輛空氣動力汽車是法國人發明的，行駛200千米的成本只需要0.3美元。可惜空氣動力汽車的技術設計很美好，實施起來卻很困難。首先，現有技術條件下，空氣壓縮技術裝置的質量、體積過于龐大，需要占用大量空間，重量達700千克，只能在大型汽車上應用；其次，它和電動汽車一樣，蓄能耗完之后需要補充，需定時停靠充氣，比充電還不方便；最后，壓縮空氣膨脹做功的轉化率不高，其優勢還無法超越電動汽車。

那么，在未來，新能源汽車到底會駛向何方呢？

人類幾十年來對石油的大肆開采以及越來越嚴重的溫室效應，讓如今的汽車工業走到了瓶頸，如果不能成功轉型，也許就會迎來徹底的衰敗。而電力也并非取之不竭的可再生資源，在火力發電和水力發電為主要發電方式的當下，電動汽車雖然沒有尾氣污染，可是逐漸上漲的用電量對環境卻是不可忽視的負擔。也許真正實用的綠色汽車，還需要科學家們在新型燃料研究上有所突破，比如，大力研發氫能；又比如，找到更安全、廉價的生物燃料；再比如，有朝一日會再有普羅米修斯為我們送來火種，將核能的利用提高到那個如今還看不到高度的臺階上。

也許，等到了那一天，科幻小說里的私人飛船將不再是夢，我們的汽車都是陸空兩用，不僅能自動駕駛，還能達到第二宇宙速度。我相信，人類總會等到那一天。