5月30日，德國漢諾威科技展上展示的太陽能電動汽車

    如果車企解決不了轉換效率、生産成本和設計等方面的問題，乙太陽能作為主要驅動能源的新能源汽車實現量産，可能真的要等到幾十年之後。

文/徐長卿

編輯/樂艷娜

　　近日，荷蘭電動汽車初創公司Lightyear發布了太陽能電動汽車Lightyear 0。這款在車頂、後備箱以及引擎蓋上擁有總共5平方米太陽能電池板的車，售價高達26.3萬美元（約合176萬元人民幣）。與以往太陽能汽車多為概念車不同，該公司宣布將于今年11月陸續向客戶交付該車型，共計946輛。

　　據該公司介紹，太陽能電池板可以使Lightyear 0每天在不充電的情況下行駛約70公里。如果以每天約35公里的平均通勤距離計算，它在多雲天氣條件下最多可行駛兩個月才需充電，在陽光充足的國家一次續航時間甚至可達7個月。

　　當新能源風潮席卷全球，攜帶著太陽能“光環”的汽車是否真的迎來了量産時代？

石油危機後的選擇

　　1973年第一次石油危機爆發，全球油價迅速上漲，各國被迫尋找替代能源，開發節能技術，于是，在電動汽車走進造車廠商視線的同時，基于太陽能發電的太陽能汽車也引發廠商們的興趣。太陽能汽車的原理是將太陽能電池（板）安裝在汽車上，太陽能電池（板）採集陽光，並産生電流，通過電流驅動電動機，最終驅動車輛行駛。

　　1978年，世界上第一輛太陽能汽車在英國研制成功，時速達13公里。之後，墨西哥研發出一款在車頂架設太陽能板的三輪新能源車，雖然時速達到40公里，但每天所獲得的電能只夠行駛40分鐘，不能長途行駛。

　　1982年，澳大利亞人漢斯·托爾斯特魯普和拉裏·帕金斯用玻璃纖維和鋁制造了一輛名為“安靜成功者”的太陽能汽車。車頂部裝有能吸收太陽能的裝置，給兩個電池充電，電池再給發動機提供電力。兩位發明人駕駛這輛車橫穿了澳大利亞。這之後，從1987年起，澳大利亞每兩年舉行一次太陽能汽車大賽，參賽團隊駕駛太陽能汽車從澳大利亞北部的達爾文市出發，行駛3000多公里抵達終點阿德萊德市，過程中只能使用太陽能動力。

　　同樣是在20世紀80年代，中國首次研制的“太陽號”太陽能汽車在武漢試驗成功，太陽能汽車車身由玻璃纖維、鈉和鋁制成，車頂共安裝了2808塊單晶矽片，組成10平方米的硅板，有3個車輪，車身自重159千克，時速20公里。

　　研發太陽能汽車，其中一個原因就是基于對能源價格的考量。石油危機的爆發進一步催生了人們擺脫汽車對石油過度依賴的訴求。太陽能動力汽車可以免去車輛的油耗花費，大幅降低充電時間成本及費用，減少對電網電能的消耗和對固定充電樁的依賴。另一個原因則是低碳要求。據一些業內人士估計，相比燃油車，每輛太陽能汽車的二氧化碳排放量可減少43%～54%。正常情況下，燃油發動機的能源利用率約為25%，太陽能汽車理論上的能源利用率卻能達到95%。

聽起來很美

　　“10年、20年後，太陽能汽車就能實現商用。”中國科學院院士、中國科學院化學研究所研究員李永舫今年1月在《科創中國·院士開講》節目中説，太陽能是取之不盡、用之不竭的清潔能源，“汽車上可以鋪上太陽能電池板，平常在外面就可以充電。初期可作為新能源汽車的一個補充，比如原來沒有太陽能電池能開100公里、200公里，用了太陽能可能開300公里。”

　　曬曬太陽就能跑，聽起來很美，但理論與現實之間的鴻溝，跨越並不容易。

　　早在2010年，豐田普銳斯就有了可選裝的太陽能電池板，而2017款普銳斯Prime的太陽能電池板，可以在停車狀態下給混動係統電池組供電，在理想狀態下每天能提供3.54公里的續航；2019年，韓國現代汽車推出的2020款Sonata Hybrid，也配備了車頂太陽能充電係統，這款車在良好光照條件下能産生200瓦時的電力，日續航能力可增加4.83～6.44公里。

　　特斯拉首席執行官馬斯克一直對利用太陽能保有熱情，在他的建議下其堂弟創立了太陽城公司（SolarCity），該公司在2013年成為美國最大的太陽能電池板住宅安裝商。馬斯克曾嘗試過將太陽能電池板整合到特斯拉Model 3車型中，但由于使用效率低下，最終放棄了這一嘗試，並稱“利用太陽能最低效的領域就是汽車”。

　　利用率低是太陽能運用于汽車時始終未解決的問題。太陽能板的轉換率取決于制作材料和工藝。目前最廣泛應用的太陽能電池板是硅太陽能電池，單晶矽太陽能電池在實驗室裏最高的轉換效率為23%左右，而規模生産的單晶矽太陽能電池實際效率為15%左右；多晶硅太陽能電池的實驗室最高轉換效率為18%左右，工業規模生産的轉換效率為12%左右。如果每輛車的太陽能電池板覆蓋面積為5平方米，以年平均日照時間5小時且天氣良好的情況計算，大約每天能獲得6.4度電。目前電動車的百公里耗電量為15度左右，也就是説，滿足條件的太陽能汽車每天平均可以行駛42.7公里左右。

　　不過，並沒有太多地方滿足年平均日照5小時且日照狀況達到良好的條件。在中國，符合條件的也僅有西藏、青海等省份。

　　英國拉夫伯勒大學名譽教授、汽車工業學會會長吉姆·薩克曾公開表示：“太陽能電池板一直沒能成為汽車的重要配置，是因為它們只能利用有限的表面積進行充電。”有業內人士也表示，如果車企解決不了轉換效率、生産成本和設計等方面的問題，乙太陽能作為主要驅動能源的新能源汽車實現量産，可能真的要等到幾十年之後。

保留一點想像

　　最近Lightyear 0以“全球首款量産太陽能汽車”的名頭頻頻登上熱搜，有業內人士稱這是一個怪現象，或有資本在背後炒作。許多人認為，純太陽能汽車目前還是個偽概念，Lightyear 0也不過是加裝了太陽能電池板的電動汽車而已。

　　不過，隨著油價逼近歷史新高，太陽能汽車與傳統燃油汽車相比仍有競爭力，在這一領域內的努力也捷報頻傳。最近，比利時魯汶大學的學生團隊駕駛著BluePoint Atlas太陽能汽車，12小時內成功行駛了1051公里，超過了荷蘭團隊自2020年以來保持的924公里的最遠行駛紀錄。12小時行駛突破1000公里，這是太陽能電池技術的再次突破。

　　而美國國家可再生能源實驗室研究出了迄今為止世界上最高效的太陽能電池，最高能量轉換效率達到了47.1%，稱得上世界上最高效的太陽能電池之一。

　　短時間看，太陽能汽車很難成為交通運輸中的主力參與者，但隨著電池技術等先進技術持續得到改進，未來留給我們的想像空間依舊巨大。

來源：2022年7月13日出版的《環球》雜志 第14期

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