太阳能汽车如何才能由梦想照进现实

2012-09-06 行业资讯汽车市场网梅朔

　　1955年，第一台配备太阳能板的电动汽车萌发于通用电器一名工程师“太阳移动”的构想。不久，美国、日本、以色列、澳大利亚和英国相继出现了太阳能车型，但是性能还不稳定。近几年，世界各地聚集了数十个幻想家和发明家的团队正致力于太阳能汽车的研究，渴望设计出能够用于正常出行并投入商业化量产的太阳能汽车。

　　然而，对于普通民众来说，太阳能汽车仍然是个谜团。人们普遍认为，造价昂贵的光伏电池板成本高，太阳能汽车这种“猎奇之物”注定是有钱人的专属。此外，太阳能蓄电容量有限，行驶里程短，输出不稳定，只能在晴天使用，一旦遇到阴雨天气、楼宇遮挡、雾霾等就毫无用武之地。

　　没有什么是技术解决不了的难题。如今，太阳能汽车正在开启人类新时代——汽车将不再是环境污染的祸首，无需担心大量温室气体加速地球升温，人们的出行、生产效率将实现质的飞跃。理想变成现实，已经不再久远。

　　先看这组数据，2016年世界各地平均每天安装50万块太阳能电池板。仅在中国，每小时就会安装两台风力发电机。太阳能的具体应用正变得日益普遍。而太阳能汽车将在其主导的光伏发电、储能、电动车乃至新能源家庭应用的闭环中变得更为便利与寻常。

　　“在未来的公路上，没有加油站和充气站，全太阳能汽车将打开汽车新世界。在铺满太阳能电池板的全太阳能公路上，太阳能汽车可以通过无线磁感应充电，长途旅行畅行无阻。”是新能源汽车巨头特斯拉对未来的构想。

　　目前太阳能的发展还只是起步阶段

　　太阳能汽车主要由一定数量的单体电池串联或并联组成的太阳能电池组、电动机构成的驱动系统以及整车控制器组成，其核心是太阳能电池组。太阳能电池在汽车上的应用早在1978年就开始研究，英国、荷兰、巴西等国均做了很多探索试验，尤其到近年来，包括福特、奥迪、丰田、特斯拉等世界各大汽车厂商也已经开始积极探索太阳能在汽车上的量产化应用。十年前就有很多国际汽车制造商在自己的传统汽车车顶上搭载太阳能板发电，由于当时太阳能板成本高，他们的面积比较小。最早的记录是2002年奔驰发布的W211的E240太阳能车内降温系统，车顶后部搭载的太阳能电池板可在车辆熄火后，继续为车内电子设备供电。

　　2015年，奥迪推出Audi E-tronquattro Concept纯电动版本的豪华运动SUV，配置太阳能车顶。而在新款普锐斯插电版混动车型中，一块最大输出功率达180W的太阳能电池板成为最大亮点，可直接将太阳能发电量用于驱动电机。2016年，一度被视为“纯电动车领跑者”的特斯拉正式收购美国太阳能公司SolarCity，探索太阳能与电动汽车的结合应用。在身兼特斯拉CEO和SolarCity董事会主席的埃隆.马斯克眼中，这笔交易将大大增强特斯拉对无碳能源市场的掌控力。与此同时，在新能源方面有足够技术储备的世界各大汽车厂商，也纷纷开始探索太阳能在汽车上的量产化应用。2016年10月，有网络消息显示，特斯拉即将销售的Model 3车型可能会采用太阳能车顶篷技术，而这种全新技术可能是特斯拉全新开发的内嵌太阳能电池的“特斯拉玻璃”，其功能就是收集太阳能产生电力，为车内的一些电子部件供电。

　　另外，2014年万向集团收购美国菲斯科(Fisker)电动跑车品牌后，重新命名为“Elux”，未来第一颗款纯电动跑车Elux Reveno将采用大面积车顶太阳能电池板，可以为整车提供足够的电力。最近，来自荷兰埃因霍芬理工大学的一个团队就设计出了一辆高效舒适的太阳能家用车——Stella Lux，该车能够搭载四名乘客，单次充电后续航甚至超过1000公里，而它也将参加于在澳大利亚举行的World Solar Challenge世界太阳能车挑战赛。还有科尼赛克开发的太阳能概念车Quant，标致公司开发的Shoo、奔驰的FormulaZero、莲花EcoElise、太阳能沃尔沃等。

　　我国也很早致力于太阳能汽车的研发，并取得了显著的成绩。目前太阳能技术已经进入国产轿车和大巴。中国企业已经掌握太阳能汽车的整车和核心零部件技术。如今在国内太阳能造车的领军企业是汉能集团，汉能太阳能汽车优化采用多项先进技术，使得整车风阻系数最低，行驶能耗最小，用户体验更佳，车身采用碳钎维材料打造。

　　2016年，汉能控股携其首款全太阳能动力跑车——Hanergy Solar R亮相广州国际车展，Hanergy Solar R的亮相吸引了包括汽车、能源等行业业内参观人士的关注。其实早在去年的7月2日，汉能全太阳能动力汽车发布会上，汉能就已经亮出其四款全太阳能动力车，除了Hanergy Solar R，还有Hanergy Solar A、Hanergy Solar L以及Hanergy Solar O三款车型。Hanergy Solar R是一款太阳能新能源跑车，前盖、车顶和侧面集成了柔性超薄的太阳能芯片，并和流线型车身完美地结成一体。黑白分割的整体色彩，让跑车更加动感。尾部和车顶一体的扰流设计，让太阳能芯片面积最大化的同时，大幅降低了风阻系数和高速行驶的稳定性。汽车仪表盘和中控均采用了大屏设计，特别是中控悬浮的触控大屏，使车辆内饰更显轻盈，同时也使人机交流更加合理。

　　从目前包括特斯拉和比亚迪在内的国内外车企都在研究太阳能汽车技术，预计太阳能汽车在全球有广阔的市场，太阳能汽车的发展将方兴未艾，其产业化进程将大大提速。

　　都是新能源，太阳能比纯电动更具优势么？

　　太阳能汽车是一种靠太阳能来驱动的汽车，具有以下优势：首先，太阳能是一种“取之不尽、用之不竭”的清洁能源；其次，太阳能汽车实现了零排放，是真正意义上的清洁能源汽车；最后，太阳能电没有发动机、底盘、驱动、变速箱等构件，大大减轻汽车重量，拓宽车内空间，大大改变汽车的固有形态。目前中国已经是全球第一大二氧化碳排放国，现有的汽油车和新能源汽车都会直接和间接地产生二氧化碳排放，给我国环保造成严重的压力，在我国大力发展太阳能汽车具有积极的意义：

　　资料显示，目前70%的大气污染来自于汽车尾气，随着汽车数量越来越多、使用范围越来越广，汽车污染日益成为全球性问题。整个汽车领域尤其是新能源汽车领域正处在一个变革期，汽车未来的发展必然要摆脱对环境的污染和能源的依赖。可以说，谁率先解决了汽车的能源污染问题，谁就引领了汽车未来的发展方向，而太阳能是目前唯一能够应用到汽车上的完全清洁能源。首先来看全太阳能动力汽车的环保价值。一辆全太阳能动力汽车一天可发8-10度电，全年可达到2400度。统计显示，每24度清洁电力的减排效果相当于多种一颗树。假如每年中国新增30万辆全太阳能动力汽车，就意味着每年至少多种3000万棵树。其次再看用户的经济价值。以北京市为例，私家车每天行驶里程约60公里，如果全太阳能动力汽车每年行驶2万公里，按照国网北京公司所属电动汽车公共充电设施执行峰谷分时电价，以及一般电动汽车每行驶10公里需要耗费1度电来计算，每年行驶2万公里需要的电费约为2389元—3608元。而燃油车行驶相同里程的耗油量为1752升，按照目前汽油价格，每辆车每年的加油费用在10000元以上，而全太阳能动力汽车则无此费用。

　　薄膜太阳能芯片的成本是阻挡全太阳能动力汽车产业化商业化的颈瓶因素，这一方面取决于技术革新，一方面取决于薄膜芯片的应用规模。从技术革新来看，砷化镓薄膜太阳能电池转化率已达到了全球最高的31.6%，但是理论上薄膜发电的转化率可以提升到50%以上，从技术角度讲依然有很大的提高空间。另外，在技术上一些厂家一直持续投入巨资加大太阳能电池研究，并取得巨大的成就。根据估算，到全太阳能动力汽车量产阶段，薄膜太阳能电池组件的成本将降低90%以上，完全可以达到市场可接受的范围。成本控制除了发电技术革新之外，也离不开制造工艺的发展，成熟可靠的规模化生产模式必然会大幅度降低成本，这一点在生产制造领域已经形成了共识。

　　目前中国的新能源汽车种类主要是电动汽车和插电式混合动力汽车，由于火力发电是中国主要的电力来源，从能源互联网生态系统的角度考虑，当前的中国新能源汽车解决方案是不够环保的。在日本，以丰田为首的车企将燃料电池作为终极电动汽车能源，这与日本的能源结构有很大的关系。其实氢燃料在储存运输过程中需要低温高压等多项严格的技术措施，另外氢气由于分子量很小，在存储过程中，很容易产生泄露，这个问题在之前的清华大学的燃料电池汽车项目中就发生过。因此综合来看，太阳能汽车是最符合中国国情的新能源汽车解决方案。

　　当前我国汽车工业在太阳能汽车的研究与制造领域与发达国家差距不大，甚至在太阳能电池等方面有着自身的优势。这对于希望在新能源汽车领域“弯道超车”的自主品牌车企来说，更应在具前瞻性的太阳能汽车领域上多下一点功夫，这不仅考验的是车企对于未来趋势的判断，更是对于自身长远发展的考虑。所以，结合国情加强太阳能汽车的研发，有利于自主品牌的“弯道超车”，有利于增强我国汽车工业的研发实力和国际竞争力。

　　中国该如何发展适应本国国情的太阳能汽车？

　　太阳能汽车作为一种新能源汽车，其发展和应用代表了未来汽车工业发展的潮流，对于促进我国新能源经济的发展、抢占全球新能源汽车关键技术制高点、实现高潮战略和汽车强国目标、促进国家节能减排和环境保护具有非常重要的战略意义，应引起国家相关部门的高度重视，采取综合政策和措施促进其健康有序发展。

　　首先，从国家层面将太阳能汽车纳入新能源汽车产业管理。国家应高度重视并加大政策支持力度，将太阳能汽车纳入新能源汽车产业管理。通过制定特殊政策、成立专项政策支持基金、加大财政税收补贴力度、建立行业联盟等政策与措施，加大对于太阳能汽车的支持力度。

　　其次，制定太阳能汽车发展规划。国家应当与重视新能源汽车发展一样，明确把太阳能汽车归入新能源汽车的范畴，并作为新能源汽车的一种重要子项目，制定太阳能汽车发展规划，明确太阳能汽车发展目标，纳入国家重点研发计划《“新能源汽车”试点专项年度项目申报指南》。

　　太阳能汽车生产企业要加大技术研究和储备力度，特别是太阳能电池技术和车身轻量化技术。通过技术创新，解决太阳能电池转化利用率低、续航里程短、时速低、成本价格高等一系列制约太阳能汽车发展的颈瓶因素，为其商业化打下坚实的基础。此外，还应加大车身轻量化等技术研究。相关研究表明，应用车身轻量化技术是实现太阳能汽车商业化的重要技术路径。根据理论计算，汽车重量减轻一半，续驶里程将延长一倍。在目前现有的铝车身、镁合金和碳钎维等汽车轻量化材料方案中，碳钎维是未来的主流技术路径。因此，相关企业应加大碳钎维轻量化材料等技术研究，早日实现太阳能汽车的商业化。

　　这是个一直在颠覆与创新的时代，在不久的将来，太阳能汽车也将“飞入寻常百姓家”。“在城市中自由穿梭”，看似是太阳能汽车的幻想，正在照进现实

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