新能源实用概述

一、能源概述：中国已经成为世界第二大能源消费国，并且将在3—5年内超越美国成为世界最大能源消费国。而作为世界上最大的二氧化碳排放国，尽管中国的人均排放水平仍只有美国的1/4、日本的1/2，中国将面临越来越大的国际压力。但是近100多年的工业社会是建立在化石能源基础之上。目前世界能源消费的40%、交通能源的90%还依赖石油。国际能源机构（IEA）的统计数据表明，2003年全球57%的石油消耗在交通领域，预计到2020年，交通用油将占全球石油总消耗量的62%以上。目前全球石化能源面临供应短缺。世界能源统计公告表明：2009年底全球石油已探明储量为13331亿桶，按2009年开采量计算，可开采45.7年，以同样的方式计算，现有天然气储量能开采62.6年，而煤炭储量可以开采119年 。大力发展新能源产业，将是中国解决能源环境问题、履行对国际社会承诺的重要突破之一；目前比较常见的新能源有太阳能、氢能、地热能、风能、海洋能、生物质能和核聚变能等，包括前段时间我国已尝试开采的可燃冰也是属于新能源范畴。但是在这么多新能源中，有多少是可以运用到汽车上，哪些是比较成熟的能源，在此我们拿出具有代表性的部分作如下分析：
    
1、太阳能：人类利用太阳能已有3000多年的历史。将太阳能作为一种能源和动力加以利用，只有300多年的历史。真正将太阳能作为“近期急需的补充能源”，“未来能源结构的基础”，则是近年的事。近代太阳能利用历史可以从1615年法国工程师所罗门·德·考克斯在世界上发明第一台太阳能驱动的发动机算起。前国内比较成熟太阳能产品有两项：太阳能光伏发电系统和太阳能热水系统。光伏发电系统由电池发电单元和电能储存单元构成，在前期投资安装后理论上只要太能能电池板不被损坏，他们可以常年提供免费的能量。虽然其初装成本较高，但在长期光照的地区，通过其输出的能量就会得到相当的回报。并且太阳能电池板不会产生任何污染，而且在生产过程中产生的污染也小。在边远地区，如太空，需要电力而当地没有电网，这些地域安装太阳能电池板是非常实用的。然而，太阳能电池靠天气运转，使用不稳定；同时其发电效率较低，比较适合低用量的电器。在汽车领域，太阳能电动汽车运用屈指可数。理想状态下，汽车车身可以集成大约3.5—7.5平方米的薄膜太阳能电池组件，每天阳光照射5到6个小时，日均发电量8—10度左右，平均每天可以驱动汽车行驶80公里左右，每年行驶2万公里以上，也仅能满足城市常规交通代步需要。因此太阳能电动汽车还有很长的一段路要走，在发电效率和能量储存上还有很大的技术难度。

氢能：氢能是氢的化学能，氢在地球上主要以化合态的形式出现，是宇宙中分布最广泛的物质，它构成了宇宙质量的75%。由于氢气必须从水、化石燃料等含氢物质中制得，因此是二次能源。同时氢是最清洁的可再生能源，燃烧后仅产生水和极少的氮氢化物。氢气燃烧不仅热值高，而且火焰传播速度快，点火能量低（容易点着），所以氢能汽车比汽油汽车总的燃料利用效率可高20%。以氢气代替汽油作汽车发动机的燃料，已经过日本、美国、德国等许多汽车公司的试验，技术是可行的，目前主要是廉价氢的来源问题。氢燃料电池技术，一直被认为是利用氢能，解决未来人类能源危机的终极方案。燃料电池是利用氢和氧（成气体）直接经过电化学反应而产生电能的装置。换言之，也是水电解槽产生氢和氧的逆反应。上海一直是中国氢燃料电池研发和应用的重要基地，包括上汽、上海神力、同济大学等企业、高校，也一直在从事研发氢燃料电池和氢能车辆。2016年，同济大学联合上汽荣威、无锡茂业教育科技有限公司对新一代氢燃料电池汽车进行了教学化改造，为氢燃料电池技术人才储备迈出坚实一步。汽车领域中，氢能源有两种使用方式，以氢气代替汽油作汽车发动机的燃料和氢燃料电池技术。德国奔驰汽车公司已陆续推出各种燃氢汽车，其中有面包车、公共汽车、邮政车和小轿车。氢燃料电池则是目前发达国家大力发展的方向，丰田汽车公司已经将燃料电池的成本大幅降低, 整车价格控制在6.9万美元(40万人民币), 可提供100KW动力输出, 续航能力达到700公里.08年奥运会期间我国自主研制的20辆氢燃料电池轿车投入运营，为首批获得国家上路许可证的燃料电池汽车，同济大学参与研制。因此，氢能作为一种清洁的可再生能源，在汽车领域中有着广阔的前景，但制氢和储氢的技术方法还有待进一步攻克。

3、核聚变能：核是指由质量小的原子，主要是指氘，在一定条件下（如超高温和高压），只有在极高的温度和压力下才能让核外电子摆脱原子核的束缚，让两个原子核能够互相吸引而碰撞到一起，发生原子核互相聚合作用，生成新的质量更重的原子核（如氦），中子虽然质量比较大，但是由于中子不带电，因此也能够在这个碰撞过程中逃离原子核的束缚而释放出来，大量电子和中子的释放所表现出来的就是巨大的能量释放。核能因为其特有的特性，并不适合小型汽车化，但是其在发电领域的作用是不可替代的，核聚变又称人造太阳，其产生的温度高达1500℃，如此的高温制造的电量可想而知。目前已知的小型化核能是洛克希德马丁公司宣称的，最小可装载于卡车上，但也仅停留在理论阶段。



二、展望未来：综合以上能源，大部分为二次能源转换电能，以电能供应汽车动力驱动，增补了新的能源供应渠道，达到了节能减排的效果，同时也履行了对国际社会的承诺！新能源在交通领域的开发与应用任重而道远，新能源途径拓展、新能源续航储能、新能源应用安全都是技术壁垒，需要更进一步的探索和推进！