5月30日，德国汉诺威科技展上展示的太阳能电动汽车

    如果车企解决不了转换效率、生产成本和设计等方面的问题，以太阳能作为主要驱动能源的新能源汽车实现量产，可能真的要等到几十年之后。

文/徐长卿

编辑/乐艳娜

　　近日，荷兰电动汽车初创公司Lightyear发布了太阳能电动汽车Lightyear 0。这款在车顶、后备箱以及引擎盖上拥有总共5平方米太阳能电池板的车，售价高达26.3万美元（约合176万元人民币）。与以往太阳能汽车多为概念车不同，该公司宣布将于今年11月陆续向客户交付该车型，共计946辆。

　　据该公司介绍，太阳能电池板可以使Lightyear 0每天在不充电的情况下行驶约70公里。如果以每天约35公里的平均通勤距离计算，它在多云天气条件下最多可行驶两个月才需充电，在阳光充足的国家一次续航时间甚至可达7个月。

　　当新能源风潮席卷全球，携带着太阳能“光环”的汽车是否真的迎来了量产时代？

石油危机后的选择

　　1973年第一次石油危机爆发，全球油价迅速上涨，各国被迫寻找替代能源，开发节能技术，于是，在电动汽车走进造车厂商视线的同时，基于太阳能发电的太阳能汽车也引发厂商们的兴趣。太阳能汽车的原理是将太阳能电池（板）安装在汽车上，太阳能电池（板）采集阳光，并产生电流，通过电流驱动电动机，最终驱动车辆行驶。

　　1978年，世界上第一辆太阳能汽车在英国研制成功，时速达13公里。之后，墨西哥研发出一款在车顶架设太阳能板的三轮新能源车，虽然时速达到40公里，但每天所获得的电能只够行驶40分钟，不能长途行驶。

　　1982年，澳大利亚人汉斯·托尔斯特鲁普和拉里·帕金斯用玻璃纤维和铝制造了一辆名为“安静成功者”的太阳能汽车。车顶部装有能吸收太阳能的装置，给两个电池充电，电池再给发动机提供电力。两位发明人驾驶这辆车横穿了澳大利亚。这之后，从1987年起，澳大利亚每两年举行一次太阳能汽车大赛，参赛团队驾驶太阳能汽车从澳大利亚北部的达尔文市出发，行驶3000多公里抵达终点阿德莱德市，过程中只能使用太阳能动力。

　　同样是在20世纪80年代，中国首次研制的“太阳号”太阳能汽车在武汉试验成功，太阳能汽车车身由玻璃纤维、钠和铝制成，车顶共安装了2808块单晶硅片，组成10平方米的硅板，有3个车轮，车身自重159千克，时速20公里。

　　研发太阳能汽车，其中一个原因就是基于对能源价格的考量。石油危机的爆发进一步催生了人们摆脱汽车对石油过度依赖的诉求。太阳能动力汽车可以免去车辆的油耗花费，大幅降低充电时间成本及费用，减少对电网电能的消耗和对固定充电桩的依赖。另一个原因则是低碳要求。据一些业内人士估计，相比燃油车，每辆太阳能汽车的二氧化碳排放量可减少43%～54%。正常情况下，燃油发动机的能源利用率约为25%，太阳能汽车理论上的能源利用率却能达到95%。

听起来很美

　　“10年、20年后，太阳能汽车就能实现商用。”中国科学院院士、中国科学院化学研究所研究员李永舫今年1月在《科创中国·院士开讲》节目中说，太阳能是取之不尽、用之不竭的清洁能源，“汽车上可以铺上太阳能电池板，平常在外面就可以充电。初期可作为新能源汽车的一个补充，比如原来没有太阳能电池能开100公里、200公里，用了太阳能可能开300公里。”

　　晒晒太阳就能跑，听起来很美，但理论与现实之间的鸿沟，跨越并不容易。

　　早在2010年，丰田普锐斯就有了可选装的太阳能电池板，而2017款普锐斯Prime的太阳能电池板，可以在停车状态下给混动系统电池组供电，在理想状态下每天能提供3.54公里的续航；2019年，韩国现代汽车推出的2020款Sonata Hybrid，也配备了车顶太阳能充电系统，这款车在良好光照条件下能产生200瓦时的电力，日续航能力可增加4.83～6.44公里。

　　特斯拉首席执行官马斯克一直对利用太阳能保有热情，在他的建议下其堂弟创立了太阳城公司（SolarCity），该公司在2013年成为美国最大的太阳能电池板住宅安装商。马斯克曾尝试过将太阳能电池板整合到特斯拉Model 3车型中，但由于使用效率低下，最终放弃了这一尝试，并称“利用太阳能最低效的领域就是汽车”。

　　利用率低是太阳能运用于汽车时始终未解决的问题。太阳能板的转换率取决于制作材料和工艺。目前最广泛应用的太阳能电池板是硅太阳能电池，单晶硅太阳能电池在实验室里最高的转换效率为23%左右，而规模生产的单晶硅太阳能电池实际效率为15%左右；多晶硅太阳能电池的实验室最高转换效率为18%左右，工业规模生产的转换效率为12%左右。如果每辆车的太阳能电池板覆盖面积为5平方米，以年平均日照时间5小时且天气良好的情况计算，大约每天能获得6.4度电。目前电动车的百公里耗电量为15度左右，也就是说，满足条件的太阳能汽车每天平均可以行驶42.7公里左右。

　　不过，并没有太多地方满足年平均日照5小时且日照状况达到良好的条件。在中国，符合条件的也仅有西藏、青海等省份。

　　英国拉夫伯勒大学名誉教授、汽车工业学会会长吉姆·萨克曾公开表示：“太阳能电池板一直没能成为汽车的重要配置，是因为它们只能利用有限的表面积进行充电。”有业内人士也表示，如果车企解决不了转换效率、生产成本和设计等方面的问题，以太阳能作为主要驱动能源的新能源汽车实现量产，可能真的要等到几十年之后。

保留一点想象

　　最近Lightyear 0以“全球首款量产太阳能汽车”的名头频频登上热搜，有业内人士称这是一个怪现象，或有资本在背后炒作。许多人认为，纯太阳能汽车目前还是个伪概念，Lightyear 0也不过是加装了太阳能电池板的电动汽车而已。

　　不过，随着油价逼近历史新高，太阳能汽车与传统燃油汽车相比仍有竞争力，在这一领域内的努力也捷报频传。最近，比利时鲁汶大学的学生团队驾驶着BluePoint Atlas太阳能汽车，12小时内成功行驶了1051公里，超过了荷兰团队自2020年以来保持的924公里的最远行驶纪录。12小时行驶突破1000公里，这是太阳能电池技术的再次突破。

　　而美国国家可再生能源实验室研究出了迄今为止世界上最高效的太阳能电池，最高能量转换效率达到了47.1%，称得上世界上最高效的太阳能电池之一。

　　短时间看，太阳能汽车很难成为交通运输中的主力参与者，但随着电池技术等先进技术持续得到改进，未来留给我们的想象空间依旧巨大。

来源：2022年7月13日出版的《环球》杂志 第14期

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