雜談汽油車、油電車、電動車與環保

雜談汽油車、油電車、電動車與環保

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科技高速發展的同時,帶來了破壞環境與氣候,還有影響人類身體健康等負效應。人類謂之凡事皆有兩面性。汽車工業的發展也是如此。

隨著汽車工業在技術上的飛速發展和環境危機的日益深化,從前曾不可想像的純電動,零排碳汽車已逐漸打入市場。份額尚小,但已向走入普通大眾的生活邁出了如當年油電混合動力汽車「出道」時的第一步。至於各種油電混合車,近幾年已在各城市的街道上隨處可見。

 

燃油動力 安逸不足百年

 

世界上第一台汽車——奔馳(賓士),於1885年在德國由卡爾•本茨(Karl Benz)造成,華語車名「奔馳(賓士)」即其姓氏Benz之音譯。此史上第一款車誕生後,即以三個車輪、單缸四衝程汽油機、電打火和化油器奠定了此後所有汽車的設計基礎,其後100多年的時間裡,汽車都以汽油或柴油作為燃料產生動力而行駛。

 

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圖:世界上第一台汽車,奔馳(賓士),由「汽車之父」卡爾•本茨(Karl Benz)於1885年在德國造成。(圖片來源:梅賽德斯-奔馳公司)

 

在油料燃燒的過程中,化學能轉化為熱能再轉化為機械能以作功。汽車工業的發展雖大力帶動了經濟,但隨之能源也高度消耗。不可避免地,地球上的能源在汽車誕生不到百年後已開始匱乏,同時,溫室效應不斷增大,海平面上升,海面水溫也持續升高,四季氣候反應出異常。氣像學家的研究顯示,溫室效應的加劇導致了颶風等「自然」災害愈加頻繁的發生,如,2012年10月的颶風「桑迪」,僅在美國就造成131人死亡,在遭襲七國共造成253人喪生。人類一邊坐在汽車裡享受著科技帶來的安逸,一邊承受著其帶來的災難。

 

對於燃油動力模式,科學家們仍在致力於尋找和研發可替代的環保燃料,如酒精汽油和生物柴油等。同時全球的汽車製造商也正在設計新機種,設法提高動力系統的油效,提高競爭力的同時兼顧生態環境。

 

油電混合 發展與生存的妥協

 

人類無論如何已回不到沒有汽車和污染的時代,而全球各城市的億萬汽車尾氣污染又是不得不考慮的問題。油電混合車,即將汽油或柴油與電混合使用來產生動力的汽車,或者說是以電力取代部分燃油來減少尾氣污染的汽車。1997年,豐田公司(Toyota)在日本發布柯斯達(COASTER)Hybrid EV (Electric Vehicle)油電車,同年發布世界第一款批量生產的混合動力車普銳斯(Prius),「革命性地」降低了油耗和尾氣排放,美國最早於2000年8月開始上市第一代普銳斯。既豐田之後,世界各大製造商也陸續推出各自的油電混合車型。

 

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圖:世界第一款批量生產的油電混合車普銳斯(Prius),由日本豐田公司(Toyota)於1997年推出。(圖片來源:豐田公司)

 

油電混合車的動力系統一種是並聯,結構較簡單,是以燃油發動機驅動汽車行駛,藉助電動馬達再啟時產生的強大動力。汽車起步和加速時,發動機的耗油量較高,這時通過電動馬達輔助驅動來減少油耗。另一種是串聯和並聯方式,結構復雜,啟動和低速時只靠電動馬達驅動行駛,在升速時,由發動機和電動馬達通過動力分擔裝置來共同配合提供動力。還有一種是串聯,發動機只作為動力源,汽車依靠電動馬達驅動行駛,但仍需燃油發動機。

 

從對電力的依賴程度來看,油電混合車又可分為輕度混合動力(Mild Hybrid)、中混合動力、全混合動力(Full Hybrid)和插電式混合動力(Plug In Hybrid)。其中,全混合動力的代表車款豐田-普銳斯表現出眾,電機50KW,能降低油耗40%。這也是對環境的大貢獻,或者應該說是小破壞。

 

全電動 人類未來的選擇?

 

電動車無汽油或柴油的燃燒,以蓄電池為動力來源,通過電動馬達將電能轉化為機械能,驅動汽車行進。與汽油車和混合動力車的尾氣污染相比,百分百電動車以零排碳被視為純綠色汽車,行駛時無害於公路周圍的空氣。此外,與傳統汽車不同,純電動車在剎車停住時,電動馬達停止運轉,不消耗能量。

 

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圖:至2013年1月,日本品牌尼桑-凌風(Nissan Leaf)是世界銷量最高的純電動車。(圖片來源:凌風官網)

 

純電動車是不是完全沒有污染的代步工具?製造商所說的純電動車的綠色環保,是在不考慮電池本身的污染性,並且不計在電池製造過程中產生的大量二氧化碳的前提下。純電動車上安裝的電池一般為鎳氫電池(Ni-MH)或鋰離子電池(Li-ion),廢舊後雖可以回收處理,重新利用,但醫學上已確認,鎳和鎳化合物一旦進入人體,具有強致癌性,因而回收和處理過程須格外小心。

 

以上也許可以說是電動車的兩面性。與此前的汽車種類相比,全電動車還存在較短的續航裡程、較重的車體和較高的電池成本等問題。