人类社会经历了四个能源发展时期,即柴薪时期、煤炭时期、石油时期和新能源时期。汽车产业史上的重大变革往往是伴随着能源和动力系统的演变而发展,并以此为标志和动因。
因此,从某种意义上说,能源的发展推动着世界汽车产业一系列重大变革。
柴薪时期的车辆
在历史漫长的柴薪时期,人类社会发展极其缓慢,生产力水平相当低下。能量之源主要是人力、火力、畜力、重力、风力和水力。由于这些能量受自然界控制,人类无法预料和掌握,只能被动地利用这些由大自然提供的有限制的能量。这一时期所谓的车辆文明只能是马车、牛车、驴车、风力车、人力车、人力或畜力结合的车辆以及简陋的道路建设。
煤炭时期的汽车
到了18世纪,煤炭成为主要能源。以煤炭为动力、蒸汽机为标志的第一次工业革命使中世纪古典优雅的田园喧闹嘈杂起来。随着工业化和城市化萌芽的产生,人类发展进入了一个崭新的时代。社会文明和科学发展为当时发展机动车创造了基本的条件。
蒸汽汽车问世。1769年,法国人N.J.居诺制成了世界上第一辆三轮蒸汽汽车;到1803年,蒸汽汽车时速达到14.2公里;1831年,美国人哥德史沃奇·勒将蒸汽汽车投入运输(时速20公里);1834年伦敦街头出现了蒸汽公共汽车,但它比现在筑路用的压道机还重,速度又慢,甚至还引起各种事故。
人类发明蒸汽汽车经历了长达65年,其技术才取得重大进步。但是蒸汽汽车体积巨大、自身消耗过多,时速和载重量均不能突破极限,不能实现产业化,技术路线也行不通。
古老的电动汽车问世。1882年,托马斯·爱迪生在纽约建立了世界上第一个燃煤电厂,煤炭发电便与电动汽车发展相关。1825年,法国人阿拉戈应用法拉第理论,发明了感应电动机;1859年,法国人普兰特发明了二次铅酸电池;1882年,法国人特鲁夫用马车改装成世界上第一辆铅酸蓄电池电动汽车(总重168千克,时速14.5公里)。由于蓄电池汽车具有启动快、加速快、减速快而且简便、振动噪声小等特点,一度受到欢迎。但随后进入实际使用中,这种“安静的交通工具”在持续里程、载重量、价格诸方面凸显严重问题和局限性。
从1825年至今,电动汽车经历了一个多世纪的发展,一直是个不解之谜,蓄电池始终是电动汽车最大的症结。人类为此寻找可行的技术路径而不断探索研究,其间经历了多次失败和挫折。
石油时期的汽车
1627年,美国在伊利湖的印第安人居住区发现大油田;1859年,美国在宾夕法尼亚州建起世界第一口油井,标志着近代石油工业的兴起。1886年,德国人卡尔·本茨发明了世界上第一辆燃用汽油的内燃机三轮汽车(时速18公里)。内燃机汽车使用石油能源,体积小、功率大,基本上可以克服蒸汽汽车笨重、动力不足问题,以及电动车持续里程问题。
世界汽车产业发展和石油工业发展是血脉相通的。1860年,全球石油产量为7万吨,到1925年达到了1.46亿吨;1905年,全球汽车产量仅6.3万辆,到1925年达到了243万辆。
1896年,美国人亨利·福特制造的T型车完善了汽车结构,高速行驶时可保持足够稳定;1913年,福特发明汽车制造流水线(每10秒生产1辆汽车),从此造车实现产业化、规模化,成本降低可达到全社会普及程度。到1930年,全球石油产量接近2亿吨,全球内燃机汽车产量达415万辆。极具产业化特征的汽车业和石油业的结合,推动了汽车和石油文明时代的到来。
各种汽车的博弈
在20世纪初,蒸汽汽车、电动汽车和内燃机汽车进入一个竞争博弈格局。1903年,纽约《汽车时代》杂志统计,在美国有4200辆汽车,其中,蒸汽汽车占40%,电动车占38%,内燃机汽车占22%;各大城市交通中,有用作出租、运货、旅游和家用的,成为当时多元化汽车竞争的奇特景象。
到1912年,美国注册的电动车达3.4万辆,数量超过内燃机汽车。而到了1925年,由于内燃机汽车的技术、价格优势以及石油业急速发展,其产业化占明显优势,蒸汽汽车和古老的电动汽车终于全局退出市场。世界逐步进入内燃机汽车的时代。即使在当今经济反复低迷的年代,汽车产业的复苏也好于其他产业。
汽车(能源消耗占石油总销量70%以上)被公认为“改变世界的机器”,石油作为当代汽车能源的重要来源,自然成为经济发展的“血液”,两者皆为社会发展不可分离的姐妹产业。
国内外专家认为,这种趋势可能会延续到22世纪。
新能源时期的汽车
新世纪以来,石油资源进入全球大博弈年代,种种迹象表明,新一轮石油危机可能爆发。
在这种形势制约下,发展新能源和新能源汽车迫在眉睫。
新能源汽车新兴产业是一种相对性概念,总体上讲是通过持续创新(发现、发明、设计、工程、投产和商业化)新型汽车动力,替代传统汽车的石化能源,以实现汽车产业的可持续发展;新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源(或使用常规的车用燃料,但采用新型车载动力装置),综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术,形成具有新技术、新结构的汽车,例如纯电动汽车、替代燃料汽车、混合动力汽车、燃料电池汽车、氢能源汽车和其他新能源汽车。
汽车新能源(包括清洁煤燃料、合成燃料、天然能源、生物质能、核能、氢能等)如天体上一个巨大无边的“池塘”,繁花似锦,千姿百态;循环融合,用之不竭。从整体上讲,当代新能源的发展还处于初级阶段,共生在这个“池塘”里互相促进,融合成长,有利于汽车新能源向有机化、有序化、规模化和低碳化方向发展。新能源和新能源汽车同属国家确立的战略性新兴产业。
在21世纪,新能源产业的多元化和新能源汽车的多样化,是构成这两大产业的重大特征。
随着世界新能源科技日新月异,主宰汽车产业未来创新的能源技术来源尚在变化或不确定;作为世界第四次技术革命的突破口,新能源技术革命方兴未艾。
研发新能源车需要创造颠覆性新技术,其使用的新能源不仅必须是可再生资源,还必须能满足全世界长期使用。新能源汽车动力系统等关键技术也完全不同于传统汽车技术。因而这是世界汽车产业的一场科技和产业革命。
回顾和总结世界汽车发明历史的重要经验,揭示新技术研发规律,无疑将有助于我们获得研发新能源汽车的“规律”,进而指导实践。(作者单位:上汽技术情报中心)

