刘纾骅
由于汽车尾气造成空气污染严重威胁人们的健康,中国的特大城市均采用车牌摇号制来控制燃油车增长。很多消费者嫌新能源车续航里程短、充电桩太少,但等新车到手,又不禁高呼“真香”,成为新能源车的忠实粉丝。
然而,“零排放”的纯电动力车及混合动力车等新能源汽车,真的那么“环保”吗?
早在带冷凝器的蒸汽机原型于1769年问世的同年,法国人屈尼奥(Cugnot)就设计出了世界第一台蒸汽驱动三轮汽车。在它的启发下,蒸汽家用汽车、蒸汽公共汽车、蒸汽机车纷至沓来,大有把当时的主要交通工具—马车从路上挤走之势。
不过,作为城市交通工具的蒸汽汽车笨重、肮脏又热浪冲天,跟提倡效率、秩序和清洁的现代城市格格不入。相对于蒸汽机这种燃烧室暴露在外的外燃机,许多发明家都在致力于开发更清洁的引擎。1859年,比利时工程师勒努瓦尔(Lenoir)发明了一台煤气内燃机,相对简便清洁,在市场上很受欢迎。
1865年,在马车主的强烈呼吁下,英国通过了被后人称作“红旗法案”的“机动车法案”。该法案对当时的机动车进行了诸如“不低于三人驾驶”“车前50米需要有人手持红旗引导才能上路”“车辆时速不得超过4英里”等限制。虽然该法案在1886年被废除,英国却因此在汽车大国竞赛里落后了几个身位。
德国工程师奥托(Nikolaus August Otto)参考法国工程师德罗沙的四冲程理论,提出了自己的四冲程内燃机理论,并于1876年制造了世界上第一台往复活塞式四冲程汽油机。为了纪念奥托,人们把四冲程内燃机的循环称作“奥托循环”。
此时,第一辆电动车已经问世42年了。
早在1834年,美国人达文波特(Thomas Davenport)就制造了一辆用干电池驱动直流电机的电动三轮车。经过50年的探索,第一辆由可充电的铅酸蓄电池驱动的可量产电动车,于1884年被英国人托马斯·帕克制造。铅酸蓄电池至今仍是内燃车电瓶及电动车常规的动力来源。
1886年1月29日,大名鼎鼎的本茨(Karl Benz)取得了三轮内燃汽车的专利,这一天也被世界公认为(内燃)汽车诞生日。
早期的内燃汽车,在速度上比电动车有一定优势,但在控制噪音、没有刺鼻汽油味等方面,又败给了后者。
1899年,比利时人卡米尔·热那茨驾驶着电动车创造了当时世界机动车最高时速纪录(105.88公里),代表着19世纪末到20世纪初电动车发展黄金时期的到来。
世界上第一台蒸汽驱动三轮汽车
世界上第一台三轮内燃汽车—梅赛德斯-奔驰(模型)
此时,研制电动车的公司如雨后春笋般在欧美出现,包括托马斯·爱迪生,费迪南德·保时捷(Ferdinand Porsche)在内的许多发明家和工程师,轰轰烈烈地投入了研发电动车的事业。费迪南德·保时捷首先在电动汽车上安装内燃机,成为了第一辆混合动力汽车的发明人。
费迪南德·保时捷首先在电动汽车上安装内燃机,成为了第一辆混合动力汽车的发明人。
至此,如今新能源车大战的三个火枪手:内燃车、混动车、电动车已悉数亮相,等待时间的磨砺。
据统计,1900年左右美国市场上的蒸汽车、电动车和汽油内燃车的保有比率约为2∶2∶1。虽然电动车相对昂贵,但作为清洁和身份的象征,在高端市场上极受欢迎,甚至时任美国总统威廉·塔夫脱也购买了电动汽车作为座驾。
1910年,沃尔特·贝克(Walter Becker)设计的电动车,创造了以19公里/小时行驶323公里的续航纪录,同时充电桩等便利设施纷纷进入了公众视野,令人耳目一新。
不过,内燃车的优势此时显露出来。1912年,电动启动机在凯迪拉克上首次启用,使内燃车可以不必以麻烦且危险的摇柄式启动;汽车大亨亨利·福特发明的T型汽车流水线,使内燃车的生产成本大幅降低;以得克萨斯州油田为代表的世界油田大面积开采,更加降低了内燃车的使用成本。
此时,电动车却面临制造成本和使用便利性的瓶颈,市场份额不断被内燃车挤压,只有小部分城市依然使用由铅酸电池供电的电瓶车和由电线供电的电力公共汽车。蒸汽汽车逐渐退出了历史舞台,汽油内燃车一枝独秀的时代来临。
20世紀20年代以来,内燃车一直是汽车行业的绝对霸主。
然而,大量石油能源的采用、工业化的飞速发展,使空气污染的恶果逐渐显现。如1952年12月,5天内导致4000多人死亡、两个月内又增加8000人死亡的伦敦烟雾事件;又如1955年9月的2天之内,造成65岁以上老人死亡达400余人的洛杉矶光化学烟雾事件。
为了控制污染,英国于1956年颁布了世界第一部空气污染防治法案《清洁空气法案》,强制关闭伦敦市区的电厂等重工业企业,并在城市中采取设置无烟区、普遍改造传统灶和集中供暖等措施,控制污染。