燃料电池与普通的蓄电池有所不同,蓄电池只是起到了蓄电的作用,本身并不产生电力。而燃料电池却像太阳能光伏电池一样,本身可以产生电力。太阳能电池将吸收的太阳能转化为电力,目前的发电效率维持在20%左右,也就是说,太阳能只能将约二成左右的太阳辐射能予以转化利用,能源利用效率比较低下。氢燃料电池的发电效率通常高达80%以上,完全颠覆了传统的发电方式。我们知道,人类社会目前广泛应用的发电方式是基于英国科学家法拉第在1831年创立的电磁感应理论,简而言之就是特定条件下使感应线圈转动而产生电力。比如利用煤炭、石油、天然气、铀等化石能源驱动蒸汽轮机或燃气轮机发电;或者利用水力、风力等可再生能源驱动水轮机或涡轮机发电。尽管具体的技术路线不一而足,发电的效果各有千秋,但本质上的原理都是一致的。氢燃料电池与上述的发电方式截然不同。传统的发电方式中间需要进行能量的多次转换,如热能或动能转变为机械能,机械能再转变为电能,多一次转换就会多一份能量损耗,并且这种损耗是不可避免的。因此,传统的发电方式其能源利用效率一般不超过60%。氢燃料电池是一种燃料与电力径直对接的产物,即通过氢燃料与氧的电化学反应直接发电,不存在中间环节,因此也就不存在额外的损耗,氢燃料电池的发电效率比传统的发电方式都要高,主要原因就在于此。另外,从热力学理论上看,燃料电池的能量转换效率要高于内燃机。因为内燃机热效率受到卡诺循环定律的限制,而燃料电池的效率则不受上述规律的约束。所以,只有配备了氢燃料电池的汽车才是一种真正意义上的新动力车型。其优势不仅体现在高能效上,更体现在高洁净性上。理论上讲,氢燃料电池车的排放物是可供人直接饮用的水,比自来水还纯净。其对环境的影响甚微,几乎可以忽略不计。在燃料电池的研发与制造方面,加拿大的巴拉德公司处于全球领先的地位,德国戴姆勒·奔驰公司的氢动力车配备了巴拉德公司的多款燃料电池,目前在市场上已越来越具有竞争力。
那么,不久的将来,上述的几种替代车型究竟哪一种会力拔头筹、脱颖而出呢?这自然又是个仁者见仁、智者见智的话题。答案并非像单项选择题那样简单,因为新能源汽车技术的适用性因市场而异,目前还没有一个适用于全球的单一解决方案,不同国家的现实国情通常会带来迥异的选择结果。
我们以巴西为例,这个南美国家目前是全球最大的乙醇替代燃料车使用国,乙醇燃料的消费占巴西全国汽车能源消费的30%以上。这对于巴西降低石油依赖,改善本国大气质量起到了显着的成效,一时间引得其他各国趋之若鹜、纷纷仿效。事实上,巴西的成功经验并不具备多少复制性,尤其是对于中国、印度这样的人口大国而言,情况更是如此。
巴西地广人稀、植被繁茂,其所处的热带雨林气候使得生物资源的自然生长条件得天独厚。这为巴西利用玉米、甘蔗等农作物资源制造乙醇燃料打下了坚实的物质基础,巴西的汽车乙醇工业能得以可持续发展的根本原因正在于此。反观中国、印度等国,其自然禀赋和人均资源条件均不及巴西,十几亿人口的吃饭问题始终是头等大事。人与汽车“争食”的矛盾如果出现,将很有可能引发严重的社会问题。对中国、印度而言,解决人的口粮问题远比汽车的口粮重要。巴西的成功模式并不见得就能简单复制到中国、印度等国,遭遇水土不服也是常有的情况。从这种意义上说,巴西的肉或许就是中国和印度的毒药。再比如,对于电力资源尤其是水电资源比较丰富的国家,发展电动车或气动车就显得比较适宜。同时也可以达到减少石油依赖,改善大气环境的效果。退一步讲,即使在电力资源相对短缺的国家,为了减少石油耗费,仍然可以选择电动车作为解决方案。相比石油资源的稀缺和来源单一,电力的优势不言而喻。