1 柴油、混合动力、氢动力由近及远“三步走”
“生存,还是毁灭”,面对石油紧缺和环保法规的日益严峻,开拓思路寻找节能环保的替代能源方案,成为全球汽车业的头等课题。
2007年上海国际车展,各大汽车生产商都在力求交出一份答卷,异彩纷呈,尽管新技术还有待完善,但是替代能源的新时代已经露出曙光。
记得世纪之交,采访丰田董事长张富士夫,他的一段话给我极大震撼:新世纪全球汽车业的竞争,就是能源环保的竞争,只有掌握了这方面领先技术的企业,才能在全球化兼并的大潮中立足。
尽管汽车备受环保人士的抨击,却挡不住全球越来越多的人拥有汽车的渴望。即使按照全球人口15%的汽车拥有量计算,2020年将有11亿辆汽车在路面上行驶,排起来都足够绕地球超过125圈。能源、排放、安全、温室效应和交通堵塞如果愈演愈烈,甚至有理由怀疑:人类能否承受汽车?
这是今天我们所承受的压力――能源:日本100%的石油依赖进口,美国65%,欧盟60%,中国目前为40%,而到2020年,石油进口将高达60%;环境:尾气排放尽管10年来减少98%,但排出的二氧化碳仍然在形成温室效应;安全:每年全球有120万死亡、5000万人受伤;潜在市场:全球88%的消费者还没有汽车。轿车价格下降,个人平均收入增加,会让更多的人买车。
21世纪,在石油资源日渐枯竭,燃油价格不断攀升的窘境下,全球汽车业都在努力寻求节油以及替代能源的方案。最近三五年来,业界的认识逐步趋于一致,即“三步走:近期,推广柴油,以及非石油产品的天燃气、乙醇等;中期,油电混合动力;远期,氢燃料电池或纯粹的电子动力车。氢作为一种可以替代石油并且蕴藏量巨大的能源,不但可以作为汽车的新能源,而且可以达到零排放。
2 柴油轿车何时叩开中国大门
在燃油最为昂贵的欧洲,近期节能环保最见效、推广面最大的是柴油车。一个最令人信服的数据是,柴油车的销量每年增长4%,今天欧洲的柴油轿车已占到50%以上,在西班牙等国家甚至超过80%。
德国汽车厂商是柴油技术的积极推广者,可谓锲而不舍。大众研发轿车柴油机技术从1976年吸气式起步,进而涡轮增压,到时下的TDI;90年代,奔驰又独辟蹊径地开发了“共轨直喷CDI”新技术。在德国狼堡,我曾见到大众前董事长皮尔希驾驶过的一款柴油车。0.3升排量,百公里油耗仅0.99升。
然而柴油技术眼下还只是在欧洲“一花独秀”。在美国,柴油车一度盛行,但是70年代一些柴油车,给人们留下“冒黑烟”的坏印象,加上日益严格的排放法规,柴油轿车渐受冷落,搭载柴油发动机的轿车和SUV只占美国市场份额的1%。
但是从去年起,奔驰、大众和奥迪公司依托共同研发的BLUETEC清洁柴油技术,正在美国大举收复失地。BLUETEC采用高效氮氧化合物再处理方法,使排放能够达到全球最苛刻的美国加州标准。去年底我在内华达试驾奔驰BLUETEC柴油轿车,行程400公里,油耗几乎是同级别汽油机的一半。日前大众也宣布,将在美国推出采用BLUETEC柴油版的捷达轿车。专家预测,因为清洁柴油技术的采用,2015年美国柴油轿车的市场份额将达到目前的四倍。
在中国,业界对柴油比汽油更节能已没有异议,最大的障碍是排放环保的差距。中国人谈起治理汽车尾气污染,往往认为是汽车厂的责任,其实石化企业生产的燃油“清洁”与否更是至关重要。在北京,2008年大气达标,根本的症结是颗粒物。中国是京都议定书的发起国,降低汽油中碳氢化合物问题不大,降低柴油中颗粒物达标就难了。国产柴油要达标改造,提高炼油质量,号称投资要上千亿元。没人掏钱,北京推广柴油车,起码在2008年前无望了。
可喜的是,除了石化业的大集团之外,今天中国也有人在探索“清洁柴油”的生产途径。比如在山西,煤化工科研部门就成功开发出从煤转化柴油的技术。我看到的样品,几乎不含硫,无色透明,像矿泉水一样清纯。如今,一个多方投资,开发煤炭提炼柴油的新产业正在酝酿中。富煤的中国在这一领域的潜力不容低估。
除了从石油和煤中提取“清洁柴油”,从速生林木,甚至菜籽油中都可以生成柴油,在德国大众的研究部门,生物柴油的技术已臻于完美。
乙醇同样出自植物,作为汽车能源将近一个世纪的了。与汽油相比,生物乙醇排放的二氧化碳比汽油减少90%。在巴西,40%的汽油已经被甘蔗渣中提炼的乙醇所代替;盛产玉米的美国也不甘落后,总统甚至在今年的国情咨文中提出鼓励生物燃料的发展,计划在2017年前将玉米乙醇等生物燃料的产量提高为目前的5倍。
通用汽车公司是全球生物乙醇汽车的主要制造商之一。到2006年底,近200万辆由通用生产的生物燃料汽车在美国驰骋。通用旗下的Saab萨博公司去年在上海展示了一款E85(即85%乙醇+15%汽油)燃料的萨博9-5 轿车,由于生物乙醇的辛烷值比汽油要高得多,不仅更环保,功率也比同排量汽油车高20%。
3 混合动力,从叫好到叫座
早在2001年,我到日本丰田公司试驾过混合动力车普瑞斯。混合动力系统由燃油发动机+发电机(反向可作电动机)+蓄电池构成,或称油电混合动力。它的工作原理就是把刹车和滑行所浪费的能量收集起来,变成电能存在蓄电池里,在汽车加速和上坡时,蓄电池驱动电动机提供发动机的助力;在平稳行驶时甚至代替发动机工作。燃油节省了,排放自然也降低了。尤其让消费者感到方便的是,混合动力车只需到平常的加油站加油,不用改变汽车的使用习惯。
10年前,欧洲人和日本人同时起步研发混合动力,但是欧洲厂商发现,混合动力车有两道迈不过去的“坎儿”:首先,混合动力必然要有内燃机和电动机两套动力,1+1>1,成本和车价都要高于传统轿车;其次,拥堵道路上效果好,行驶顺畅时,失去频繁刹车而回馈的能源,电动机、蓄电池反成负担。奥迪在70年代曾造出500辆混合动力车,性能好,价格比同级别车贵三四千马克,叫好不叫座,一半车没能卖出去,于是中断了研发混合动力的进程。
然而,头脑精明的日本汽车厂商生生把一个成功的技术故事,演绎成一个成功的商业故事。除了技术研发的深入,丰田、本田在美国,尤其在加州,利用节能和环保的压力,使混合动力车成为一种时髦,成为一种高尚的环保人士的标签,连男女明星出席奥斯卡颁奖仪式,也都以乘一辆丰田混合动力车亮相为荣。
2005年开始,由日本厂商主导话语权的混合动力车终于成为一种时尚,宝马、奥迪、通用纷纷宣布投身混合动力研制;2006,此风劲吹国内,一汽和丰田合作生产的混合动力普瑞斯问世,一些合资企业、自主品牌也接连宣布了各自的混合动力车计划。
混合动力车在北京、上海这种道路拥堵,频繁制动的状态下,无疑有很大节油潜力。但是整个寿命周期节省的油钱能否抵消高昂的车价,令人怀疑。尤其中低级别的轿车,搭载混合动力,车价提升80%已是定论,在价格因素最为敏感的低端车市场,恐怕很难形成气候。
自主品牌一拥而上混合动力,恐怕风险不小。有企业家呼吁学习日本,由国家对混合动力轿车给予价格补贴。有智者说,这样的好事想也别想。且不说,按乐观的预测,到2010年,全球混合动力车的市场也决不会超过汽车总产量的百分之一,混合动力注定是个小众市场。
混合动力的优势何在?在高端轿车,在大型商用车。比如一辆豪华城市公交车,动辄百万元,乘坐百余人,一套混合动力系统的差价和重量相比之下也就无足轻重了。
今年1月,丰田旗下豪华品牌雷克萨斯推出了四驱SUV混合动力新车型 —— RX400h。试驾了这款车,才体会到混合动力与豪华车型的那种契合。RX400h本身就搭载一款3.3升的V6发动机,加上蓄电池的助力,在启动和加速时真有一种暴发的推背感;而在平稳行驶时,电动机单独工作,车厢里静谧得如行船在平静水面。这套输出功率为272匹强劲马力的混合动力系统百公里油耗只有8.3升,相当一款经济型轿车的油耗。RX400h的厂商建议价为 81万元,而同级别汽油机车型建议价73万元。两者10%的差价完全不构成购买者的选择障碍。对于这种高端车型,混合动力既叫好,也叫座。
混合动力的另一个方向的尝试,是通用今年在北美车展上推出的概念车Volt,与现有混合动力车不同之处是,Volt主要靠电力驱动,在普通家用电源上充电6小时,其大功率锂电池组提供的电能可以续航64公里。当电能耗尽时,一台排量仅1升的汽油发动机会驱动一个53千瓦的发电机给电池组补充电能。每百公里只需耗油2升多。而且这种发动机还可以使用乙醇含量高达85%的燃料,对节省石油资源无疑是一大突破。
4 氢动力,新能源的终极方案
采访通用汽车CEO瓦格纳,他说,对于一个有远见的公司来说,混合动力技术仅仅是一座桥梁,新能源的终极解决方案,还是氢动力的燃料电池车。
氢动力,也有把氢直接进入发动机作燃料的,如宝马曾经作过的。但是现在以通用、丰田、奔驰为主流的技术路线是氢燃料电池技术。即把氢输入燃料电池中,与空气中的氧结合,产生电能驱动电动机形成动力。这一过程的唯一排放物,就是纯净而雾化的水。
我曾跟踪了通用研发氢动力车的全过程,从世纪之交的概念车“氢动一号”,到2003年“重新定义”汽车的“Hy-wire”,再到成为商品车的雪佛兰Sequel。见过并且试开过这些车的人恐怕不多。
这其中,我最喜欢概念车“Hy-wire” Hy-wire不但使用了氢动力,而且摒弃了方向盘、变速箱、传动轴等传统部件,实行了与电脑产品类似的“线传”控制,开车完全改变了今天的方式,被全球汽车业公认为一次颠覆性突破。Hy-wire的氢燃料电池、电动机和线传系统都藏在车的底层,上层就完全成为宽敞的乘坐空间,前窗玻璃一直延伸到脚前。一个如同游戏机双握手柄,汇集了启动、加速、转向、刹车诸多功能。驾驶变得格外轻松有趣。
但是市场还是希望氢动力保留传统汽车的外形和驾驶习惯。所以雪佛兰Sequel应运而生。雪佛兰Sequel是一款五人座全铝制车身的SUV。设计结构符合美国所有的汽车安全标准。它的底盘低而厚,形似溜冰板,其中巧妙地安装了驱动系统、制动系统、燃料电池堆和储氢罐。雪佛兰Sequel加满液体氢燃料后,续驶里程可达空前的480公里。它的动力性能也非常出色,从静止加速到100公里/小时只需10秒,并且比传统汽车制动距离更短。由于大量机械传动变为由软件控制的电气系统,与传统汽车相比,雪佛兰Sequel只有1/10的运动部件。
“雪佛兰Sequel的成功显示,在不久的将来,我们完全可以解决汽车对环境的污染,并降低对石油的依赖。”通用汽车研发及战略规划副总裁波立达(Larry Burns)说,“我们正在努力,争取在2010年之前使燃料电池汽车成为让人买得起的轿车,并能行驶在大街小巷和高速公路上。”
氢动力的研发具有高技术、大投入的特点,中国汽车业,尤其几个大集团,必须关注和跟踪氢动力技术的国际进展,参与国际合作,形成一定的自主创新能力。妄自菲薄,或“泛民族化”的另起炉灶地从零作起都成不了气候。
氢动力汽车发展的一个制约因素,是加氢网点的建设。这是一套完全有别于传统加油站网络的系统,启动费用巨大。在美国,由政府牵头,一些大企业参与投资的示范性加气站已经开始布点。氢动力车和加气站倒不是一个先有鸡还是先有蛋的问题,随着氢动力车技术的日渐成熟,有市场,有需求,其它问题都会迎刃而解。
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