中国质量万里行
整理/本刊记者 宿希强
混合动力汽车：最现实，可大面积推广
比较现实的，在全球角度看可以大面积推广的，首先是混合动力，它节能20%-40%，关键是它在制动、怠速时，发动机能量消耗低，适合堵车严重的城市。排放各方面都比较好，缺点就是贵一些。
混合动力汽车的原理是，通过换用不同的辅助动力转换成适应汽、柴油到各种替代燃料的动力转化装置，形成油—电、气—电、甲醇—电、二甲醚—电、乙醇—电等各种不同动力的转换，达到节能和提高排放水平的效果。
混合动力汽车是全球各汽车企业在汽车节能减排主攻方向之一，今年上海汽车展会上几乎所有参展整车企业都有研发成果，预计近10年混合动力车在轿车和客车产业化普及方面将得到很大发展。
当前国内外混合动力汽车主要是内燃机—电动机形式，排放可达国Ⅲ和国Ⅳ标准，是目前国内外技术逐渐成熟、逐步降低成本的节能和新能源主要发展方向之一；目前主要在轿车和大客车上发展混合动力汽车，在产业化过程中逐步降低成本、提高车辆可靠性。
国产自主研发的部分混合动力车我认为有代表性的有：1.奇瑞A3柴—电混合动力车；2.比亚迪双模F3DM混合动力车；3.一汽奔腾B50Plug-in混合动力车；4.一汽解放牌混合动力城市客车。
纯电动汽车：关键是充电电池
用普通工业、民用电源充电的纯电动汽车是一种理想的动力汽车。
纯电动汽车最关键的是充电电池。国内外多年研究开发都主要在解决电池的寿命、重量、体积、价格、充电时间、充电装置、续航里程、电池报废处理等问题上下功夫。电动汽车已列入国家重点鼓励发展的主要目标，有可能成为节能减排、低价运行的城市汽车发展的主导方向之一。
近年来，国内比亚迪公司在电池综合性能开发上有重大的突破，解决了电动轿车价格和普通汽车相近、电池寿命、快速充电、续航里程等一系列重大问题。
比亚迪在轿车整车上也解决了最高车速、加速时间、爬坡度、制动距离等整车性能和普通汽车相近的指标，这样的成果将走在国际前沿的领先地位，为产业化开创新局面。
上图是比亚迪自主研发并产业化的e6铁电池纯电动车，百公里耗能19度电，续驶里程300公里以上，是目前世界续驶里程较长的纯电动轿车之一。
LPG、CNG汽车：替代性力量
LPG、CNG汽车已具成熟的技术，在资源和加气站方便的条件下逐步推广也是汽车燃料多元化方向之一，可以提高排放技术和经济运行水平，由于常态液化石油气和压缩天燃气都是气体，在具有压力，液态条件下的储、运、加气等商业运行中都需要较大的投资，而天然气资源也是有限的，它只是替代汽车燃料多元化的一个分支。
甲醇燃料汽车：最符合国情
2007年7月，北京出版了一本“跨越油气时代：甲醇经济”的译书，原来由美国著名有机化学家、诺贝尔化学奖得主乔治·奥拉于2006年出版的专著。
石油既是主要能源，又是核心化工原料，随着石油资源减少，能源和化工两个领域面临危机，“甲醇经济”概念是作为应对油气时代后解决能源、化工问题的新的可行途径。
在我国能源资源现实条件下，煤制甲醇比较现实，特别用高硫煤制甲醇，还可净化出纯度较高的工业用硫；焦炉气、煤层气、天然气和小化肥联产都可制取甲醇，价格便宜。
近10多年山西、陕西、四川、河南、山东、浙江、贵州、黑龙江、宁夏、江苏等省的企业、研究机构、大学都在进行M15、M30、M40、M50、M85和M100甲醇车的开发、试验和试运行；山西省现有1400多辆全甲醇M100出租车、大客车、中客车在商业运行；山西省在省范围内推广普及M15甲醇汽车的运行。
太原理工大、东方发动机研究所和佳新公司、净土公司、潍坊柴油机厂、江西发动机厂等企业合作，开发了469、468、R6B、698等全甲醇电喷发动机，压缩比进行调整，汽油和甲醇的耗量达到1：1.3—1.5的替代比、排放可达国Ⅳ、国Ⅲ，动力性优于汽油机。
奇瑞、华普等汽车公司已开发了灵活燃料汽车，替代比可达1：1.6，排放可达国Ⅲ、国Ⅳ。一汽和山西靖烨公司合资生产6102全甲醇发动机并开发替代柴油的16吨自卸车，第一批2辆已在山西进行拉煤试车中，两辆拉煤王甲醇自卸车已各运转了1.5万公里，运转状态很好；2010年4月，一汽靖烨发动机合资公司新开发的6110全甲醇发动机，已在一汽30吨卡车上匹配装车，现在山西晋中试运行测试中。
在技术上已解决了甲醇汽车的冷启动、热气阻、溶胀、腐蚀、非常规排放甲醛超标、渗烧甲醇汽油的分层等问题，也规范了输配、加注等商业营运中的问题。
在山东兖矿已投产的30万吨/年系统中，用高硫煤制甲醇过程中可回收99.7%硫并在系统中把产生的CO2的42.3%回收制醋酸和尿素（并拟逐步提高CO2回收率）。这是全球煤化工技术目前的最高水平。
甲醇饮用可致死和致盲，但在国内外几十年的化工、燃料行业按规程操作的大量连续运行中，未发现对人和环境的影响。
用高硫煤在一定的生产规模条件下，煤制甲醇的经济性在石油40美元/桶时仍有很强的竞争性。
德国、美国在上次石油危机时都曾开发过甲醇汽车，由于石油价格缓解未能大量产业化。
二甲醚燃料汽车：起步阶段
甲醇脱水即二甲醚，是柴油机的理想替代燃料。清洁排放，可达国Ⅳ标准。
国内二甲醚汽车开发和二甲醚大量生产都还处于起步阶段，其生产成本和汽车使用的经济性都比甲醇高。但常温常压下二甲醚呈气态，输、配、加注都需要专供系统，所以在产业化前还需对汽车专用柴油机供油系、高压共轨系等进行匹配。
煤制油：有待试点
煤制油是指由煤直接液化法和间接液化法合成汽、柴油，二战期间德国曾用直接法生产过油品，达到423万吨/年，南非、美国用间接液化法建示范性工厂。我国神华集团在内蒙用自主研发技术建100万吨/年的示范工厂，已于2004年开工，2009年试运转后拟再改进提高。
煤制油缺点是单耗高，3〜4.5吨煤/吨油；水耗也较高，12吨水/吨油以上；生产场占地面积较多；投资较高。
煤制油在我国刚处于起始摸索阶段，有待示范工程试点总结后再决定今后的产业化方向。
乙醇汽车：不会有大发展
乙醇由甘蔗、玉米及含纤维素农作物发酵制成，是理想的可再生的清洁能源，以纯乙醇、乙醇汽油（E10—E22）和混合燃料（乙醇60%+甲醇30%+汽油7%）等三种配比供汽车燃料。其主要性能、排放和汽油相比稍优或接近。
巴西全国全部使用发展乙醇汽油已有近20年历史，是世界惟一不供应纯汽油的国家；美国推广E10—E80乙醇汽油多年，全美有500万辆灵活燃料汽车（FFV），耗乙醇超过2000万吨/年，2007年用20%的玉米生产乙醇，替代汽油量占全年总耗量的3%；目前国内外正大力开发利用木材、木屑、木薯、甘蔗渣、甜高粱等生产的乙醇，英国、荷兰、德国、南非、泰国、奥地利在积极推广乙醇汽油替代工作。
中国已有9个省推广乙醇汽油（E10），年用乙醇量约130万吨，成本为6000元/吨左右。国家为乙醇生产厂补助1500〜2300元/吨，平均每吨乙醇耗粮为3.8吨。
中国是13亿人口的大国，用粮食生产的乙醇，以及乙醇原料和粮食作物争地在中国都是不可取的。所以乙醇作为汽车燃料在中国不会有大发展的条件。
生物柴油和生物质能：产业化前的准备阶段
生物柴油是从油料作物或废弃油脂中通过酯交换过程产生的可替代汽车燃油的油品；生物质能是由农作物废料、秸秆、稻谷壳、花生皮等，混合部分废橡胶、废轮胎、废电缆皮等有机物在添加剂和一定温度及压力作用下产生的液态和气态可燃物质，是利用部分可再生能源材料代替汽柴油。
目前国内对生物柴油和生物质能产品都在研究阶段，经过了实验室和中试阶段，已有3000吨/年中试装置在运转，在已经取得一定成果基础上正进行产业化前的准备阶段。
燃料电池：有望成为本世纪中后期的主导方向
氢气和空气中的氧在常温下通过高分子质子膜（或电解质）的催化作用生成电、热和水的电池，理论上热力学效率可达93%，是目前人类效率最高的清洁能源装置，具有广阔的发展前景。
全球各主要工业化国家都非常重视各类燃料电池的研发和提高，目前要解决的最主要的问题是：①氢的经济来源、运输、储存；②质子交换膜如何经济地大量产业化，目前只有美国杜邦公司一家能生产价格高昂的氟碳聚合物（Nafion）;③开发出质子膜两侧的含铂催化剂的低价代品；④解决好燃料电池使用中的安全运行问题。
国内外都在积极全力研发燃料电池，在解决好规模化产业经济运行中的一些问题后，有可能成为本世纪中后期汽车新能源的主导方向。
氢能：较长时间内会处于研发阶段
19世纪末，20世纪初欧洲一些科学家曾提出过“氢经济”的课题，氢气能应用于飞艇，也曾引起汽车界的兴趣，由于1937年兴登堡号飞艇大火以及随后石油、天然气价格大幅下降，氢燃料的研发才逐渐收缩。近期，氢作为交通工具的能源，又引起工程界的重视。
氢作为燃料是一种清洁的地球上取之不尽的能源，但其获取、运输、储存及动力装置等方面存在大量安全、经济性问题，有待在实践中逐步解决，在今后较长时间内应该是积极研发，并逐步为氢气产业化做好充分准备。