正是因為美國加強了對汽車汙染的控制和管理,美國的環境狀況才有了很大的改善。加州洛杉磯就是壹個典型的例子。這裏曾經是美國汙染最嚴重的地方。現在它的汽車保有量是北京的八倍,但天空依然蔚藍,空氣清新。
法國地鐵
法國巴黎在控制汽車汙染方面可以說是壹個驚喜。那裏的人們喜歡乘坐電動公交車(主要是地鐵和區域快車),這是巴黎最常見的公共交通方式。巴黎普通公交車的二氧化碳(CO2)排放量是轎車的1/3,電力牽引公交車接近轎車的1/20。那麽壹輛車每客運公裏產生的溫室效應比公交車多多少倍呢?我們需要計算。壹輛公交車平均由0.87輛電動車和0.13輛普通公交車組成,所以壹輛公交車排放的二氧化碳為0.87×(1/20)+0.13×(1/3)= 0.08683,取倒數後得到。看來法國的公共交通確實為其環境的改善做出了巨大的貢獻。
除了二氧化碳排放量的減少,法國公交車在其他方面也比小汽車有優勢。公交車每客公裏壹氧化碳排放量僅占汽油車的1/25,每客公裏顆粒物排放量僅占汽油車的1/4。然而,這些優勢主要是由於電力牽引。
對於世界各大中城市來說,汽車交通需要面對的另壹個尷尬問題是擁堵。在荷蘭阿姆斯特丹,每天有6.7萬輛汽車擠進狹窄的市中心,幾乎讓整個交通系統陷入癱瘓。壹位市政官員說:“多年來,整個城市被迫適應汽車;現在,汽車必須掉頭來適應這個城市。”正是因為荷蘭的交通堵塞,政府采取了壹系列措施,讓荷蘭人人都騎自行車。
隨著汽車技術的不斷發展,現代汽車的款式也在不斷創新。各類新車在車型、結構、材料等方面都有所突破——車型的流線越來越流暢,不僅看起來優雅豪華,還減少了空氣阻力,提高了速度;車廂空間越來越大,汽車座椅越來越舒適安全;汽車的材料開始選擇重量輕、強度高的品種,可以減輕自重,提高載重。總之,汽車技術越來越成熟。
除了汽車舒適、方便、快捷的發展,環保技術也在快速發展,環保汽車將成為21世紀汽車發展的主流。面對日益嚴峻的環保形勢,世界汽車工業認為,要使汽車工業產銷兩旺,在保持可持續發展的同時,還必須高度重視推廣汽車環保技術,開發環保型汽車。其主要方向是減少尾氣排放,降低油耗。
戰略措施主要有三點:①推廣混合動力系統,即采用燃料發動機和電力相結合的方式,發展“準綠色發動機”;(2)發展車用電池供電系統,包括燃料電池和蓄電池,開發無廢氣排放的“綠色”發動機,其中以氫氣為燃料的電池取得突破性進展;③使用替代燃料,如天然氣、酒精、甲醇、氫氣,達到“準綠色”環保汽車標準。
環保型汽車
因此,北美、歐洲和日本的汽車工業對汽車環保技術的投資從80年代的年均5.5%增長到90年代前5年的8.5%,1996以後年均增長達到12%以上。韓國、巴西、墨西哥等國家加大了環保技術的投入。目前,這三個國家都成功開發了環保汽車。其中,韓國的燃料電池公交車將進入小批量生產階段,墨西哥與美國共同開發了電動汽車。
除了大力發展“準綠色”和“綠色”發動機外,世界汽車制造商為了加快開發環保型汽車,正在擴大與電子工業的合作,希望通過普及計算機,使汽車發動機的“綠色效應”達到理想水平。1998年9月,世界五大汽車制造公司,即日本豐田汽車公司、美國通用汽車公司、美國福特汽車公司、戴姆勒克萊斯勒汽車公司和法國雷諾汽車公司,做出了共同實現汽車計算機標準化的決定,以使計算機在環保汽車的發展中發揮更大的作用。
近年來,“綠色汽車”成為熱點,也是未來汽車發展的趨勢。“綠色汽車”不是指顏色為綠色的汽車,而是指環保汽車。這款車有三個突出的特點:
(1)環保領先世界的德國規定,汽車制造商必須建立二手車回收中心。寶馬生產的可回收零件質量占總質量的80%,他們把目標定為95%!幾乎整輛車都可以重復使用。總的來說,美國是世界上汽車回收利用最好的國家,每輛車有75%可以重復利用。
(2)低汙染現在汽車尾氣已經成為城市的主要汙染源之壹,所以消除汽車尾氣的汙染非常重要。美國殼牌石油公司研制出壹種新型汽油,這種汽油中含有壹種叫做含氧化合物的化學物質,使汽油能夠充分燃燒,有害氣體的排放大大減少。法國羅納普朗克公司發明了壹種“催化性能顯著”的添加劑,可以消除汽車發動機排放的90%的顆粒物和可見煙霧,並成功在國外公共汽車上進行測試。
(3)降低能耗就是提高燃料的利用效率,所以排出的廢氣中的有害物質也會相應減少,從而減少汙染。從這個角度來說,低能耗和低汙染並存。日本對此心知肚明。1999年,日本推出汽車節能裝置,可節油25%,減少廢氣量80%。此外,“綠色汽車”還有減少噪音的功能。
汽車的發明才100多年,但汽車就像壹個永不滿足的吸嘴,會把地球上蘊藏的石油吸起來。世界每天消耗7000萬噸石油,駕駛超過6億輛汽車。節約能源和保護環境已經成為全球關註的熱點話題。汽車使用替代燃料不僅是為了解決環境汙染問題,也是為了解決日益貧乏的石油資源問題。據預測,世界石油儲量只能維持45年。
開發環保型汽車已成為全世界科學家的重要研究課題。早在1976年,美國就頒布了《電動汽車研究、開發和示範法》,為電動汽車的發展和產業化奠定了基礎。電池問題壹直是電動汽車的難題。所以在1991,美國成立了先進電池基金會,分兩個階段進行研究。
日本不甘落後。近年來,日本在汽車制造經營戰略的調整中,有意放慢了新產品的開發。他們精簡產品類別,拉長產品周期,用省下來的資金開發綠色汽車,也取得了不少成果。
(1)電動汽車和混合動力汽車綠色汽車最理想的能源是電能。它徹底解決了內燃機汽車的尾氣汙染問題,是最有希望替代汽油和柴油的汽車能源。以電池動力為動力的汽車稱為電動汽車,也稱為“零汙染汽車”或“超低汙染汽車”。電動汽車具有無汙染、噪音低、操作簡單等優點,是除內燃機汽車外發展最快的交通工具之壹。
當我們翻開歷史,會發現電動車並不是壹個新名詞,它甚至比內燃機車出現的還要早壹點。
英國在發展電動汽車方面走在前列。1873年,英國制造了世界上第壹輛電動汽車。1892年,美國在芝加哥展出了他們的電動汽車。
法國緊隨其後。1881年,法國電氣工程師古斯塔夫·特魯夫對車輛產生了好奇。他首次將迷妳城市電動車的DC電機和鉛酸電池用於私人車輛,並於8月1881至6月1在巴黎展出了第壹輛電動車——電動三輪車。這輛54.43kg的三輪車由1臺電機和6個plante二次電池驅動。車輛、乘客、電池、電機合計158.76kg,車速達到12km。引起了轟動,人們把這種變革稱為“不流血的革命”。
然而,美國人加強了電動汽車的魅力。1898年,美國人Ranni和Genazzi駕駛的電動汽車在法國舉行的登山比賽中,將其他蒸汽車和柴油車甩在身後,壹舉奪冠,從而吸引了人們對電動汽車的關註。
20世紀初,隨著蒸汽汽車的沒落,電動汽車開始大顯身手。這時,倫敦和巴黎出現了電動出租車。從1912到1920,電動車的發展達到了高潮。在此期間,美國只有20家電動汽車制造廠,年產量超過5000輛,全國有近34000輛電動汽車。
而電動汽車的電池技術還不能滿足人們的要求,充電時間太長,行駛距離太短,成本也高。所以內燃機車可以蓬勃發展,而電動車逐漸消失。近年來,隨著環境的壓力越來越大,電動汽車逐漸顯示出其優勢,重新登上歷史舞臺並逐漸繁榮起來。尤其是在壹些制造業發達的國家,電動車已經成為汽車家族中的“後起之秀”。德國報紙說,未來10年汽車工業的競爭將是低汙染和新能源汽車的性能競爭。現實確實如此。單就電動汽車而言,汽車工業發達的國家已經在互相追趕。
美國走在了前面,90年代初開始研發混合動力汽車。1998開始全面推廣混合動力城市客車,並已開始產業化。通用汽車公司生產了壹款混合動力汽車,最快速度可達120km/h,尤其是電動機前輪驅動汽車。從起步加速到96公裏/小時僅需7秒..日本緊隨其後,豐田生產的混合動力車現在供不應求。它的油耗很低,只有3.6升/公裏,是名副其實的綠色環保車。該公司推出了壹款商用混合燃料汽車,使用1升機油可以行駛28公裏,這是壹個令人鼓舞的數字。
據《科普》2000年9月刊報道,新壹代無汙染內燃機即將誕生,就像人們推崇電動車,認為它是實現“零排放”的最佳選擇壹樣。據說新壹代內燃機不僅效率非常高,而且非常幹凈,以至於這種發動機排出的廢氣甚至比司機在骯臟的日子裏呼吸的空氣還要幹凈。如果這種無汙染的汽車成為未來汽車的發展趨勢,那將是環保之福,汽車制造商之福,消費者之福。
(2)太陽能汽車太陽給世界送去光明和溫暖,太陽能也成為地球上的重要能源。太陽能是真正的清潔能源,在利用過程中幾乎沒有汙染。而且太陽能是取之不盡用之不竭的,不像石油,再過四五十年就可能耗盡。將太陽能轉化為電能儲存在電池中,然後將電池安裝在汽車上,電池釋放的動能驅動汽車四處行駛,這就是壹種新型的太陽能汽車。
早期的太陽能汽車是墨西哥制造的。這種車看起來像三輪摩托車。在太陽的照射下,太陽能電池向汽車提供電能,使汽車啟動。這輛車的速度可以達到每小時40公裏。但這種車每天只能開40分鐘,應用意義不大,但對太陽能汽車的探索有所貢獻。
目前,日本、德國、美國、法國、印度等國都開發了太陽能汽車,並進行了交流和比賽。
21世紀,科技發展突飛猛進。幾年前太陽能車還是概念車,現在已經有了壹些實用價值。這是壹輛完全綠色的汽車。但是太陽能汽車要真正取代內燃機車還有很長的路要走。
(3)氫汽車氫作為動力燃料已廣泛應用於各種空間飛行器。因為氫氣不含碳元素,燃燒時不會產生二氧化碳,比甲烷(天然氣的主要成分CH4)更清潔。此外,它還是最豐富的化學元素之壹,以至於科學家將21世紀稱為“氫時代”。氫燃料電池有可能成為汽車的最佳動力源之壹。
目前,氫能汽車的發展已經積累了壹些成功的經驗。加拿大溫哥華的巴拉德電力公司已經成功開發出無汙染的綠色汽車。這種汽車裝有氫燃料箱。氫氣燃燒後,化學能轉化為電能,作為汽車的動力。因為這種車噪音低,不排放有害尾氣,所以對環境沒有危害。
雖然各國在開發氫燃料汽車方面取得了壹些進展,但專家估計,要使其真正商業化還需要幾十年左右的時間。
(4)酒精車在巴西,酒精車曾經是最受歡迎的。為了減少石油進口,巴西從1974開始實施酒精代油計劃。1986年,巴西用甘蔗生產了1500億升酒精並用作汽車燃料,約占全國汽車燃料的50%。
(5)甲醇汽車近日,日本甲醇汽車公司生產的首批甲醇汽車在東京投入運營。福特、通用、克萊斯勒等美國汽車公司也在開發生產甲醇汽車。
壹輛可以用甲醇、乙醇和汽油驅動的自行車在英國展出。(6)天然氣汽車目前,全球天然氣汽車超過500萬輛,約占汽車保有量的1%。與傳統汽油車相比,LPG汽車的運營成本僅為汽油車的65%。天然氣的價格比汽油低1/3,所以天然氣汽車的成本可以節省20%。更重要的是,天然氣汽車可以大大減少二氧化碳的排放和有害氣體對環境的汙染。與汽油車相比,壹氧化碳、碳氫化合物和氮氧化物分別減少90%、80%和87%。
(7)“飲用水”汽車人們設想將核能這種當代最先進的能源作為汽車的動力源。核聚變的主要原料是氫、氘等。如果將從海水中提取氘的裝置與核反應堆裝置壹起使用,汽車就能擁有取之不盡的能源。這輛“飲用水”車其實就是壹輛核能車。
(8)“噬菌體”汽車氣態氫是壹種無汙染、高熱值的燃料。人們已經成功研制出通過光合作用培養的細菌來產生氫氣,這輛車時速可以達到200公裏。
(9)“矮子”車美國還開發出壹種電動“矮子”車,比現有汽車效率高3倍,在歐洲很受歡迎。這種車具有高速、低汙染、易操作、小型化等諸多優點。這種新型綠色汽車已經開始進入實用階段。
(10)碳纖維汽車日本東京電力公司最近推出了壹款以碳纖維為車身的汽車。這款車最高時速可達176公裏,被專家稱為“綠色汽車的典範”。根據德國寶馬的計算,目前僅歐洲每年就有2000萬輛汽車淘汰,其中寶馬每年將報廢25萬輛汽車。因此,如何有效地回收材料成為了壹個研究課題。