【四輪解密】盤點過去現在新能源車款！有機會上位還是終究壯志未酬？！
Yahoo奇摩汽車機車
2022-06-14 12:50:30
當環保已成顯學、盡情燃燒辛烷的美好日子已不復存在，各車廠只能思考更加有效率的動力應用方式，又或者如各國政府近年的新思維邏輯—將碳排盡量減少而集中計算並管理系統排放量，也就是所謂的車輛電氣化趨勢；但要知道，在邁入全面電動車市場之前，除了常見的汽油引擎與柴油引擎外，市場仍有其他不同的技術用以追求動力極致、能源效率最大化或者終極環保嗎？
天然氣的過去與現在
虎迷們可曾有印象在路上除了加油站外、十幾二十年前台灣還有流行過加氣站嗎？作為政府補助推行的燃料形式，Liquefied Petroleum Gas, LPG液化石油氣具備了價格優勢、燃燒更加完全且排放氣體更加潔淨等特點，然而回顧在台灣推行的時空背景，除了LPG加氣站的建設過於緩慢、以及受限於當時民眾對於俗稱瓦斯的液態石油氣安全性存在疑慮外，另一個重點在於，2000年左右台灣的天然氣引擎幾乎都為後續改裝，不僅動力較同時期的汽油引擎低、能源效率與碳排數據也幾乎持平而並未有太過顯著的效益，再加上政府補助政策過於草率且後繼無力，最終讓所謂的「瓦斯引擎」逐漸消失在台灣道路。
消失於台灣市場不代表天然氣已退出汽車市場，相較於20年前台灣嘗試推動的LPG液化石油氣，目前主流採用的Compressed Natural Gas, CNG壓縮天然氣在氣體組成成分上比起LPG更為純淨，不僅在動能轉換上可真正意義的與汽油相提並論、享受天然氣在排放上的優勢，透過引擎結構達成的雙燃料設定更能兼顧一般通勤的便利性，而再考量到全球石化能源開採儲備量的狀況，天然氣也具備更長的使用條件並且再製可行性也更高。
回到開頭咱們所闡述的，由於各國政府目標逐漸轉移至「碳排集中管理」以達到更有效率的管控，即便燃氣引擎本身在排放結構與數據方面具有更加優異的表現，在車輛技術的研發方面仍舊不敵電動車或者銜接成本更低且更加通用的各式Hybrid動力，儘管台灣再導入車款選擇與步調方面與歐美仍有一段距離，但從這點切入倒也能了解燃氣引擎未來的趨勢所向。
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潔淨無比的氫動力
作為一個理論上完美的燃料，氫在參與動能轉換之後排出的水相比各式化合物對於環境的污染可以說是趨近於零影響，因此不論是各種動力機械，小至汽車大到火箭太空梭，都希望能將氫能源實用化藉以追求更潔淨且兼具高效率的動力實用，而在汽車工業又可分作兩個階段，初期的代表性車款如BMW Hydrogen 7與Mazda RX-8 Hydrogen RE，兩者皆以汽油/氫氣雙燃料形式運作，但由於加氫站的設置、液態氫製造以及低溫高壓存放條件等因素都較為嚴苛，在商轉方面本就具備相當高的難度，即便後續如Mazda持續有謠傳將會對轉子引擎改以氫能源再次出發的各種謠言，目前最接近實作的版本也僅僅是作為Hybrid車款增程用的輔助動力。
邁入下一階段的氫動力則以更加實際的F-Cell氫燃料電池取代，最知名的當屬Toyota Mirai莫屬，除了在2020年正式發表二代車型外，本身在日本市場已是正式量產車的規格以及其後正式上路所創下的測試紀錄，更證明Toyota集團在氫燃料電池動力方面具備相當深厚的研發技術與知識，今年年初甚至還宣布將與Yamaha攜手開發5.0升V8規格的純氫引擎，再考量到相關技術未來並非僅限於汽機車產業適用下，或許最有可能取代燃油引擎的新能源就會是它。
然而還是要回到氫動力第一階段時所遇到的困境，儘管生產原料僅需純水即可且後續參與動能轉換反應後也依舊只會排出水，但前期生產過程中所需投入的製造成本仍無法有效壓低，即便目前已開發出光電化學、光催化等太陽能製氫製程，其低價高商轉的理想模式仍在持續研發精進中，再者氫本身的儲存與運輸方式都還有待進一步完善，或許還要再等待數年才有更高的普及可行性，而屆時是否已由純電車款統一世界？咱們認為機率並不算低。
從燃油效率著手
對於動力機械愛好者來說，不論是電動車、燃氣或者各種能源變更，關鍵的辛烷不見了就等同對「環保」投降，因此像Mazda Skyactiv藍天創馳技術那樣想方設法提升燃油效率才是正面迎敵的作法，而除了Rotary Engine轉子引擎那樣改變引擎本體以追求動力提升的方式外，另一種名為Junkers強克斯引擎的結構也是實際存在的。
利用Opposed-piston對衝式活塞設計，比起傳統多缸引擎共用曲軸的作法，強克斯引擎則是共用燃燒室而曲軸向外，除了能更有效應用燃料在熱循環過程中產生的動能，更簡單的燃燒室構造也能降低汽缸頭的設計與製造成本，但⋯⋯。
簡單了燃燒室卻負責了曲軸箱，傳統引擎結構之所以採用共用曲軸的原因是在於動力傳輸的高效、減少因過多機件轉換造成的動力損失與延長使用壽命，過去對衝式引擎的實際應用皆為火車、輪船或者飛機之類的大型載具，藉由更多的汽缸數組成複雜而輸出強悍的動力系統，但要縮少缸數且結構簡化至一般家用車款可搭載，在輸出與引擎體積/重量兩方面勢必要有所取捨，即便美國已有一間公司宣稱發展出可行的架構，但對於材質的需求以及實際商轉的可行性依舊是有待商榷，更別提後需的效率優化、以及是否能取代現行燃油引擎。
燃氣鍋爐？
同樣是轉換燃料，傳統引擎型式不論是汽油引擎的奧托循環（Otto Cycle，其類型包含俗稱Miller Cycle米勒循環與Atkinson Cycle阿金森循環）、汪克爾循環（Wankel Cycle，Mazda所擁有的Rotary Engine轉子引擎技術為其一分支）與柴油引擎的迪塞爾循環（Diesel Cycle）等都屬於內燃機型式，也就是燃料本身為工作介質、參與燃燒反應過程中也參與做功執行動能轉換，而早期蒸汽火車、郵輪等類型的鍋爐式動力，由於燃料在熱循環反應過程中並不直接參與動能轉換故稱外燃機形式，在1816年由一位倫敦的牧師Robert Stirling所發明的一款外燃機形式便稱作Stirling Engine斯特靈引擎。
Stirling Engine並不限於使用特定燃料，常見如燃油、燃氣等化學能，太陽能或者核能等常見發電形式都可作為動力來源，但由於引擎結構本身在功率轉換上效益仍低於現行內燃機引擎，又或者是所需的體積、結構材質都不適用於一般民用交通設備，即便在台灣曾有學術界發表可載人的斯特靈引擎試作車，距離正式商轉也相當於從萊特兄弟發明飛機與商用客機正式飛航一般遙遠，要能夠取代目前的燃油引擎可以說比上述任何一款動力技術都還要困難重重。
敗或不敗原因都相同
變更燃料如天然氣、氫氣，又或者是改變動力結構本身以追求更高效率，儘管過去數十年來有許多車廠、發明家或者鑽研新能源的企業想尋求替代方案，但最終逐漸一統天下的還是電動車，畢竟最開頭咱們就已經說明—不論替代燃料或者結構效率有多高，分散的碳排在管理和計算的便利性方面永遠比不過從源頭發電廠開始控管，即便是最可能實行的F-Cell氫燃料電池，從環境系統來看也視為「生產氫能源過程中所產生的碳」而降低每一台車行駛狀況帶來的變數，因此要說各種新能源新架構是否能拯救辛烷成癮的虎迷們而成為最後救星？咱們必須悲觀的說：「還是放棄掙扎比較快。」
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