混合动力:能源和污染的解决方案

时间:2022-08-27 06:15:51

混合动力:能源和污染的解决方案

混合动力在历史上无数次地帮助了人类,现在它成为挽救被污染地球和寻找能源替代的一个重要方案。

科学家法拉第刚发明发电机的时候,多次在公开场合做实验,一群妄人曾经大加嘲笑“这玩意儿有什么用呢?”

法拉第从小就是个拙于口才的穷小子,当时却猛然爆发出德摩斯蒂尼一般的辩才,回应道:“婴儿有什么用呢?”

如果法拉第能够看到今天人类陷入能源濒临枯竭的局面,他可以得意地向那些妄人吼一句:“它能拯救世界!”

替代石油的能源努力

这不是痴人说梦,即使最苛刻的欧5排放标准,也只能把排入空气中的有害物质降低80%,那还得是柴油车。尽管欧洲各国政府认为剩下的毒素已经可以忽略不计,但只要有石油燃烧,排放温室气体还是无法避免的。更何况生活在绿色欧洲的人,只占世界人口的1/4,剩下的大多数,还生活在不够安全的尾气排放中。

当发展中国家的驾驶者把超标车开上环路和立交桥时,天空慢慢变了颜色。汽车尾气污染环境,已经成了全世界的共同认知。

墨西哥城是世界上最庞大、污染最严重的城市之一,这个人口超过千万的古老城市由于缺乏规划,几十年来经常陷入严重的交通堵塞之中。空转的汽油发动机排出的可不仅仅是二氧化碳,竭之后的能源有所筹划,希望用核能、太阳能、风能。地热和潮汐等力量发龟来取代石油。不幸的是,除了核能之外:其他能源未表现出可靠的品质。

美国动画片《辛普森一家》里,核电站员工霍默在饭前祈祷时,曾非常尖刻地说:“感谢上帝把核能这样最安全清洁的能源赐予我们,要知道用太阳能基本是痴大说梦”。尽管核能成为法国等大国的最重要能源,核能仍然有不可忽视的问题:翟默的头发掉光了。在现实中,没人愿意住在核电站旁边。电也可以为工厂提供动力,成为居民生活的能量,但纯粹的电动汽车确有其致命缺点:要么跑不快。要么太贵而无法推广。当然,也有例外,那就是电动自行车在许多中小城市销路还不错。但是,我们真的要回归两轮时代,把轿车送到科技馆去当文物吗?这样的想法,想想就算了。

能够在关键时刻出场担当拯救的,就只剩下混合动力,这样―个古老而年轻的方案了。混合动力的尝试一直没停

如果抛开汽车,单论混合动力,可以追溯到遥远的神话时代。古希腊神话里有一种智慧生物喀戎,就是希腊人心目中完美的混合动力――上半身是人,下半身是马。中国神话也在强化这个道理,单纯依靠一种动力会有多么严重的后果:英雄的夸父单纯依靠自己的体能去追太阳,把自己活活累死了。

一种被人们广泛采用、而且对人们帮助巨大的混合动力,是生物能和风能的搭配。典型代表就是帆桨并用的船,这种动力驱动船只从雅典海军的时代一直用到被轮船取代。在明清两代,船户们操纵着吃水很浅、满载货物的沙船。成为大运河漕米北运的最重要力量,有风的时候撑起帆蓬。无风或者水浅时则用桨橹。

在中国人仍然痴迷于内河近海的帆桨并用船时,英国人则已经开始了蒸汽机和帆并用的混合动力船。这样的船只随着蒸汽机的逐渐成熟而成为历史,纯粹用煤和石油的蒸汽机船和内燃机船代了这些混合动力的船只。2007年。由于油价超过120美元,一些轮船船主在自己的轮船上重新安装了风帆以节省燃料。

混合动力汽车诞生于19世纪末,1899年,斐迪南・保时捷生产了第一辆混合动力汽车。民国时期,汤仲明发明的仲明木炭代油炉汽车。汤仲明(1897~1980年)。字俊哲,河南省孟县汤庄人。1930年试制成功木炭代燃汽车,以解决燃油紧缺问题。1935年,长途客运汽车上改装代燃炉成功。后这类木炭代燃炉在天津、江西、广东等省市得到推广。

这是一种简单的解决方式,用汽油发电,再用纯粹电动机推动汽车前进。这在当时是一个很不讨巧的设计:车子开起来软塌塌的没有力气,油到电,电到动,中间的能量损失很大。

这种最早期的混合动力,是内燃机和电动机的简单组合,因为没法完成切换。变成一种无法发挥两种装备优势的组合。

不过同时有电动机和内燃机的存在却是一个非常伟大的思路。19世纪,全世界发现的油田还很少,中东的沙龙巴斯式油业大富商还都在沙漠中蓄养骆驼和山羊,许多国家都无法获得足够的汽油。20世纪30年代,世界各地的发明家们都在从事一种用落后技术取代先进技术的努力:发明木炭汽车。吃过铜锅涮肉的人应该能够理解木炭这种燃料的效率,但是当时人们却把发明木炭汽车当作头等大事来抓。西方―些国家的解决方法是,用汽油启动汽车,然后用木炭推动它前进。在被封锁禁运而无法获得石油的国家,这种混合动力是个不错的主意。

在1931年的河南,曾经留学法国酌就海铁路局工程师汤仲明发明了中国版的木炭汽车。该车甚至比国外的类似技术更为彻底,直接用木炭启动汽车,原理就是闷烧木炭产生气体。用气体推动四个轮子。在试鸳时。整个郑州都轰动了,大家觉得中国的能源问题有了解决方案,一如早几年老百姓看着电信资费高涨而盛赞小灵通一般。

汤仲明把木炭车开到了西安,一路上没怎么大修。当时西安的统治者杨虎城将军亲切接见了他。鼓励他继续搞发明创造,于是他开木炭车又去了南京。在那里,国民政府实业部部长陈公博赞赏了汤先生的发明,大家研究后发现,一个木炭炉的价格还不如一只华油器贵于是画出图纸在全国推广。这种木炭汽车直到1950年代仍然在被使用,因为当时到西方制裁,新中国建国初期汽油紧张,也用木炭和煤气替代。那时的北京街头,公共汽车都背着一个大煤气包,据说李四光就是看到这些大包深以为耻,才终于为祖国找到了石油。

一个工业国的能源替代决策

如果翻看上世纪60年代的那些书,经常可以看到这样一句话,“大庆……把贫油国的还有燃烧不充分产生的一氧化碳和多种有害物质。”

即使最极端的环保主义者也不能忘记这样一个事实:今天我们在享受着极端繁荣的文明,地球上的城市急速发展。拥有这样的生活,石油在里面扮演了重要的角色。当然,繁荣背后的苦恼是,石油也意味着污染。但是,就是这样集毁誉于一身的东西也越来越少了。

早在上世纪70年代,人们就开始对石油桔保的燃料:液化石油气。许多城市的出租车都在后备箱里装了一个液化气罐,汽车可以用油和用气,这种半路出家的改装让一些车辆不够适应,有的时候司机拉一个乘客上桥之前会突然说一句“咱们要稍等一下,我得先切换成油因为之前他用气开上这个坡,车就熄了火。

除了加气本身很麻烦,后备箱加了大罐子。既占地方,也不安全。此外,液化气本身仍然是一种会造成污染的能源。如果有一种完美的解决方案,能够节约汽油、减少排放,又能够安全而且动力十足,那就非常完美了。

混合动力为人类赢得时间

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