柴薪時(shí)期的車輛
在歷史漫長(zhǎng)的柴薪時(shí)期,人類社會(huì)發(fā)展極其緩慢,生產(chǎn)力水平相當(dāng)?shù)拖隆D芰恐粗饕侨肆Α⒒鹆Α⑿罅Α⒅亓ΑL(fēng)力和水力。然而這些能量受自然界控制,人類無(wú)法預(yù)料和掌握,只能被動(dòng)地利用這些大自然提供的有限制的能量。柴薪時(shí)期所謂的車輛文明只能是馬車、牛車、驢車、風(fēng)力車、人力車、人力或畜力結(jié)合的車輛以及簡(jiǎn)陋的道路設(shè)施。
煤炭時(shí)期的汽車
到18世紀(jì),煤炭成為主要能源。以煤炭為能源、蒸汽機(jī)為動(dòng)力標(biāo)志的第一次工業(yè)革命使中世紀(jì)古典優(yōu)雅的田園喧鬧嘈雜起來(lái)。隨著工業(yè)化和城市化萌芽,人類發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)嶄新的時(shí)代。社會(huì)文明和科學(xué)發(fā)展為當(dāng)時(shí)發(fā)展機(jī)動(dòng)車創(chuàng)造了基本的條件。
蒸汽汽車問(wèn)世。1769年法國(guó)人N.J.居諾制成了世界上第一輛三輪蒸汽汽車。到1803年,蒸汽汽車時(shí)速達(dá)到14.2公里。1831年,美國(guó)人哥德史沃奇?勒將蒸汽汽車投入運(yùn)輸(時(shí)速20公里);1834年倫敦街頭出現(xiàn)了蒸汽公共汽車,但它比現(xiàn)在筑路用的壓道機(jī)還重,速度又低,甚至引起各種事故。人類發(fā)明蒸汽汽車經(jīng)歷了長(zhǎng)達(dá)65年,其技術(shù)才取得重大進(jìn)步。但是蒸汽汽車體積龐大、自身消耗過(guò)多,時(shí)速和載重量均不能突破極限,不能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,技術(shù)路線也行不通。
古老的電動(dòng)汽車問(wèn)世。1882年托馬斯?愛(ài)迪生在紐約建立了世界上第一個(gè)燃煤電廠,煤炭發(fā)電便與電動(dòng)汽車發(fā)展相關(guān)。1825年法國(guó)人阿拉戈應(yīng)用法拉第理論,發(fā)明了感應(yīng)電動(dòng)機(jī);1859年法國(guó)人普蘭特發(fā)明了二次鉛酸電池;1882年法國(guó)人特魯夫用馬車改裝成世界上第一輛鉛酸蓄電池電動(dòng)汽車(總重168公斤,時(shí)速14.5公里)。由于蓄電池汽車具有啟動(dòng)、加速、減速快而簡(jiǎn)便,振動(dòng)噪聲小等特點(diǎn),一度受到歡迎。但隨后進(jìn)入實(shí)際使用中,這種“安靜的交通工具”在持續(xù)里程、載重量、價(jià)格諸方面凸顯嚴(yán)重問(wèn)題和局限性。從1825年至今,電動(dòng)汽車經(jīng)歷了一個(gè)多世紀(jì),發(fā)展起伏一直是個(gè)不解之謎,蓄電池始終是它最大的結(jié)癥。人類為尋找電動(dòng)汽車可行的技術(shù)路徑而不斷探索研究,其間經(jīng)歷了不知多少次失敗和挫折。
石油時(shí)期的汽車
1627年美國(guó)在伊利湖的印第安人居住區(qū)發(fā)現(xiàn)大油田;1859年美國(guó)在賓夕法尼亞州建起世界第一口油井,標(biāo)志著近代石油工業(yè)的興起。1886年德國(guó)人卡爾?本茨發(fā)明了世界上第一輛燃用汽油的內(nèi)燃機(jī)三輪汽車(時(shí)速18公里)。內(nèi)燃機(jī)汽車使用石油能源,體積小、功率大,基本可以克服蒸汽汽車笨重、動(dòng)力不足問(wèn)題以及電動(dòng)車持續(xù)里程問(wèn)題。
世界汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展和石油工業(yè)發(fā)展是血脈相容的。1860年全球石油產(chǎn)量為7萬(wàn)噸,到1925年達(dá)到了1.46億噸;1905年全球汽車產(chǎn)量?jī)H6.3萬(wàn)輛,到1925年達(dá)到了243萬(wàn)輛。1896年,美國(guó)人亨利?福特制造的T型車(圖 )完善了汽車結(jié)構(gòu),高速行駛時(shí)可保持足夠穩(wěn)定;1913年,福特發(fā)明汽車制造流水線(每10秒生產(chǎn)1輛汽車),從此造車實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化、規(guī)模化,成本降低達(dá)到可全社會(huì)普及程度。到1930年全球石油產(chǎn)量接近2億噸,全球內(nèi)燃機(jī)汽車產(chǎn)量達(dá)415萬(wàn)輛。極具產(chǎn)業(yè)化特征的汽車業(yè)和石油業(yè)的結(jié)合,推動(dòng)了汽車和石油文明時(shí)代的到來(lái)。
各種汽車的博弈
在20世紀(jì)初,蒸汽汽車、電動(dòng)汽車和內(nèi)燃機(jī)汽車形成了一個(gè)競(jìng)爭(zhēng)博弈格局。1903年,紐約《汽車時(shí)代》雜志統(tǒng)計(jì),在美國(guó)有4200輛汽車,其中,蒸汽汽車占40%,電動(dòng)車占38%,內(nèi)燃機(jī)汽車占22%;各大城市交通運(yùn)輸中,分別用作出租、運(yùn)貨、旅游和家用等,成為當(dāng)時(shí)多元化汽車競(jìng)爭(zhēng)的奇特景象。1912年美國(guó)注冊(cè)的電動(dòng)車達(dá)3.4萬(wàn)輛,數(shù)量超過(guò)內(nèi)燃機(jī)汽車。而到了1925年,由于內(nèi)燃機(jī)汽車的技術(shù)、價(jià)格優(yōu)勢(shì)以及石油業(yè)急速發(fā)展,其產(chǎn)業(yè)化優(yōu)勢(shì)開始明顯。最后,蒸汽汽車和古老的電動(dòng)汽車全局退出市場(chǎng)。世界逐步進(jìn)入內(nèi)燃機(jī)汽車的時(shí)代。即使在當(dāng)今經(jīng)濟(jì)低迷反復(fù)的年代,汽車產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇也好于其它產(chǎn)業(yè)。
汽車(能源消耗占石油總銷量70%以上)被公認(rèn)為“改變世界的機(jī)器”,石油作為當(dāng)代汽車能源的重要來(lái)源,自然成為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的“血液”,兩者結(jié)緣為社會(huì)發(fā)展不可分離的姐妹產(chǎn)業(yè)。國(guó)內(nèi)外專家認(rèn)為這種趨勢(shì)可能會(huì)延續(xù)到22世紀(jì)。
新能源時(shí)期的汽車
21世紀(jì)以來(lái),石油資源進(jìn)入全球大博弈年代,種種跡象表明新一輪石油危機(jī)可能爆發(fā)。在這種形勢(shì)制約下,發(fā)展新能源和新能源汽車迫在眉睫。新能源汽車作為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一,在替代能源、新材料、基礎(chǔ)實(shí)施、商業(yè)模式等方面,將形成主要的產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)和創(chuàng)業(yè)帶動(dòng)力量,對(duì)傳統(tǒng)汽車的發(fā)展是一種促進(jìn),尤其是其節(jié)能環(huán)保效果極為明顯的技術(shù)路徑。從國(guó)際看,發(fā)展新能源汽車產(chǎn)業(yè)被列為引領(lǐng)未來(lái)汽車電子技術(shù)、材料技術(shù)和提升產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力的重要著力點(diǎn)。新能源汽車是指采用非常規(guī)的車用燃料作為動(dòng)力來(lái)源(或使用常規(guī)的車用燃料,但采用新型車載動(dòng)力裝置),綜合車輛的動(dòng)力控制和驅(qū)動(dòng)方面先進(jìn)技術(shù),形成具有新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)的汽車,例如純電動(dòng)汽車,混合動(dòng)力汽車,燃料電池汽車和氫燃料汽車等氫能源汽車,燃?xì)馄嚒⑸镔|(zhì)燃料和甲醇燃料汽車等替代燃料汽車,超級(jí)電容汽車,太陽(yáng)能汽車和其它新能源動(dòng)力汽車。
汽車新能源(包括清潔煤燃料、合成燃料、天然能源、生物質(zhì)能、核能、氫能等)如同自然界廣袤的“原野”,“繁花”似錦,循環(huán)融合,取之不盡,用之不竭。從整體上講,當(dāng)代新能源的發(fā)展尚處于初級(jí)階段,它們共生在這個(gè)“原野”里互相促進(jìn),融和成長(zhǎng),有利于汽車新能源向有機(jī)化、有序化、規(guī)模化和低碳化方向發(fā)展。新能源汽車只有采用由這些綠色能源產(chǎn)生的水電、風(fēng)電、光伏發(fā)電、核電、氫能電池等清潔燃料或新動(dòng)力,來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)汽油燃料,才稱得上是真正的綠色節(jié)能汽車。
新能源和新能源汽車同屬國(guó)家確立的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。在21世紀(jì),新能源產(chǎn)業(yè)的多元化和新能源汽車的多樣化,是構(gòu)成這兩大產(chǎn)業(yè)都重大特征。
隨著世界新能源科技日新月異,主宰汽車產(chǎn)業(yè)未來(lái)創(chuàng)新的能源技術(shù)來(lái)源尚在變化或不確定;作為世界第四次技術(shù)革命的突破口,新能源技術(shù)革命方興未艾。研發(fā)新能源車需要?jiǎng)?chuàng)造顛覆性新技術(shù),其使用的新能源不僅必須是可再生資源,還必須能滿足全世界長(zhǎng)期使用。新能源汽車動(dòng)力系統(tǒng)等關(guān)鍵技術(shù)也完全不同于傳統(tǒng)汽車技術(shù)。因而這是世界汽車產(chǎn)業(yè)的一場(chǎng)科技和產(chǎn)業(yè)革命。回顧和總結(jié)世界汽車發(fā)明歷史的重要經(jīng)驗(yàn),揭示新技術(shù)研發(fā)規(guī)律,無(wú)疑將有助于我們獲得研發(fā)新能源汽車的“規(guī)律”,進(jìn)而指導(dǎo)實(shí)踐。