Новые энергетические транспортные средства относятся к транспортным средствам, которые в основном работают на новых силовых установках или на комбинации новых и традиционных силовых установок, включая электромобили, гибридные автомобили и автомобили на водородных топливных элементах. Развитие новых энергетических транспортных средств является важным способом решения энергетических кризисов и экологических проблем, а также неизбежным трендом трансформации и модернизации автомобильной промышленности.

История новых энергетических транспортных средств восходит к 19 веку, когда электромобили уже появились и когда-то доминировали на автомобильном рынке. Но с развитием технологий двигателей внутреннего сгорания и добычи нефтяных ресурсов электромобили постепенно заменялись топливными автомобилями. До конца 20 века, из-за обострения таких проблем, как нефтяной кризис, загрязнение окружающей среды и изменение климата, люди вновь начали обращать внимание на преимущества и потенциал новых энергетических транспортных средств. В начале 21 века, благодаря прорывам и инновациям в технологиях аккумуляторов, двигателей, управления и интеллектуальных технологий, новые энергетические транспортные средства вошли в новую стадию быстрого развития. Появляются различные типы новых энергетических транспортных средств, размер рынка продолжает расти, а конкурентоспособность — улучшаться, становясь новым двигателем и направлением для мировой автомобильной промышленности.

Мы можем обобщить историю развития новых энергетических транспортных средств по следующим аспектам:

Взлет, развитие и застой электромобилей
Электромобили — это самая ранняя и простая форма новых энергетических транспортных средств. Для работы автомобиля требуется только одна батарея, один электродвигатель и один контроллер. Преимущества электромобилей — тихая, чистая, эффективная работа, отсутствие выхлопных газов и низкие затраты на обслуживание. Недостатки электромобилей — небольшой запас хода, длительное время зарядки, высокая стоимость батареи и зависимость характеристик от температуры.

Изобретение электромобилей восходит к 1834 году, когда американец Томас Дэвенпорт создал небольшой электромобиль с использованием первичной необслуживаемой батареи. Впоследствии технологии электромобилей продолжали совершенствоваться, увеличивалась емкость и срок службы батарей. Скорость и запас хода электромобилей также постоянно улучшались. К концу 19 века электромобили стали мейнстримом на автомобильном рынке, особенно популярными среди женщин и городских жителей благодаря простоте управления, низкому уровню шума и отсутствию необходимости запускать коленчатый вал. В то время представительными моделями электромобилей были Baker, Columbia и Detroit в США, Jeantaud и La Jamais Contente во Франции, а также Siemens и Porsche в Германии. Среди них Lamy был первым автомобилем, преодолевшим скорость 100 километров в час, а Porsche — первым автомобилем с электродвигателями в ступицах колес.

Однако слава электромобилей длилась недолго. С развитием технологий двигателей внутреннего сгорания и добычи нефтяных ресурсов начали набирать популярность топливные автомобили, постепенно вытесняя электромобили с рынка. Преимущества бензиновых автомобилей — большой запас хода, короткое время заправки, высокая мощность и стабильная работа. Недостатки топливных автомобилей — шумная работа, загрязнение, низкая эффективность, выхлопные газы и высокие затраты на обслуживание. В то время представительными моделями бензиновых автомобилей были Ford Model T в США, Daimler и Benz, объединившиеся в Mercedes Benz в Германии, Renault и Peugeot во Франции и другие. Среди них Ford Model T был первым автомобилем, достигшим массового производства и популяризации, а также первым автомобилем, произведенным с использованием конвейерной сборки.

С начала до конца 20 века развитие электромобилей практически застопорилось, и лишь немногие энтузиасты и исследователи продолжали эксперименты и исследования. В этот период технологии электромобилей не совершили значительных прорывов, в основном опираясь на свинцово-кислотные аккумуляторы и постоянные двигатели, и их характеристики и запас хода были трудно сравнимы с топливными автомобилями. Электромобили могли применяться лишь в некоторых специальных случаях, таких как гольф-поля, заводы, склады и т.п.

Появление, развитие и популяризация гибридных автомобилей
Гибридные электромобили — это транспортные средства, использующие как двигатели внутреннего сгорания, так и электродвигатели в качестве источников энергии. Они могут автоматически переключаться или комбинировать оба типа энергии в зависимости от условий работы для достижения экономии топлива и снижения выбросов. Преимущества гибридных автомобилей заключаются в сочетании достоинств двигателей внутреннего сгорания и электродвигателей, с большим запасом хода, меньшим расходом топлива и выбросами, а также возможностью рекуперации и использования энергии. Недостатки гибридных автомобилей — сложная конструкция, высокая стоимость, большой вес и сложное обслуживание.

Изобретение гибридного электромобиля восходит к 1899 году, когда немец Фердинанд Порше создал автомобиль с бензиновым генератором и колесным электродвигателем, который назывался "Mixte". Впоследствии технологии гибридных автомобилей продолжали совершенствоваться, появлялись различные типы гибридов, такие как последовательные, параллельные, гибридные, подключаемые и др. К концу 20 века гибридные автомобили начали выходить на коммерческий рынок, главным образом благодаря Toyota и Honda из Японии. В то время представительными моделями гибридных автомобилей были Toyota Prius и Honda Accord и Civic. Среди них Prius стал первым массово производимым гибридным автомобилем и также самым продаваемым гибридом в мире.

С конца 20 века до начала 21 века развитие гибридных автомобилей было быстрым, размер рынка продолжал расти, технологический уровень улучшался, а ассортимент продукции расширялся. Помимо Toyota и Honda из Японии, к конкуренции в области гибридных автомобилей присоединились такие производители, как Ford, General Motors и Tesla из США, а также Volkswagen, BMW и Mercedes Benz из Германии.

Исследования, развитие и проблемы автомобилей на водородных топливных элементах
Автомобиль на водородных топливных элементах — это транспортное средство, использующее водород и кислород для проведения электрохимических реакций в топливном элементе, генерируя электрическую энергию для привода электродвигателя. Его можно рассматривать как особый тип электромобиля, но он не требует зарядки, а только заправки водородом. Преимущества автомобилей на водородных топливных элементах — большой запас хода, короткое время заправки, высокая мощность, чистые выбросы, состоящие только из воды и тепла. Недостатки таких автомобилей — высокая стоимость, сложная технология, проблемы с безопасностью и недостаток инфраструктуры.

Изобретение автомобилей на водородных топливных элементах восходит к 1966 году, когда General Motors (GM) создала автомобиль Electrovan, использующий щелочные топливные элементы. Впоследствии технологии автомобилей на водородных топливных элементах продолжали совершенствоваться, появлялись различные типы топливных элементов, такие как протонно-обменные мембранные топливные элементы (PEMFC), твердооксидные топливные элементы (SOFC), прямометанольные топливные элементы (DMFC) и др. В начале 21 века автомобили на водородных топливных элементах начали проходить этап тестирования и демонстрации, главным образом под руководством японских автопроизводителей Toyota и Honda, немецких Volkswagen, BMW и Mercedes Benz, а также американских Ford, General Motors и Hyundai. В то время представительными моделями были Toyota Mirai, Honda Clarity, Mercedes Benz F-Cell, Hyundai Nexo и другие. Среди них Mirai стал первым массово производимым автомобилем на водородных топливных элементах и также самым продаваемым в мире.

С начала 21 века по настоящее время развитие автомобилей на водородных топливных элементах идет относительно медленно, размер рынка продолжает сокращаться, технологический уровень сталкивается с узкими местами, а ассортимент продукции постоянно уменьшается. За исключением некоторых стран и регионов, таких как Япония, Германия и Южная Корея, спрос и поддержка автомобилей на водородных топливных элементах на других автомобильных рынках очень низки. Основная причина — высокая стоимость таких автомобилей, сосредоточенная в топливных элементах, катализаторах, хранении и транспортировке водорода; сложность технологий, включая характеристики, стабильность, долговечность, безопасность топливных элементов; а также недостаток инфраструктуры для производства, распределения и заправки водородом. Поэтому конкурентоспособность и привлекательность автомобилей на водородных топливных элементах уступает электромобилям и гибридным автомобилям.

Перспективы и вызовы новых энергетических транспортных средств в будущем
Развитие новых энергетических транспортных средств стало общей целью и направлением мировой автомобильной промышленности. Страны и регионы разрабатывают и реализуют различные политики и меры для стимулирования технологических инноваций, продвижения на рынке, строительства инфраструктуры, промышленного сотрудничества и других аспектов новых энергетических транспортных средств. Согласно прогнозу Международного энергетического агентства (IEA), к 2030 году мировое количество новых энергетических транспортных средств достигнет 250 миллионов, что составит 10% от всех транспортных средств; к 2050 году мировое количество новых энергетических транспортных средств достигнет 1 миллиарда, что составит 50% от всех транспортных средств. Развитие новых энергетических транспортных средств окажет глубокое влияние и вклад в глобальную энергетическую структуру, качество окружающей среды, изменение климата, экономику и общество.

Однако развитие новых энергетических транспортных средств также сталкивается с некоторыми вызовами и трудностями, требующими совместных усилий и сотрудничества всех сторон для преодоления трудностей и рисков и достижения устойчивого и здорового развития. Основные вызовы и трудности включают:

Спрос и давление на технологические инновации. Технологический уровень новых энергетических транспортных средств все еще имеет большой потенциал для улучшения, и необходимы постоянные исследования и инновации в области аккумуляторов, двигателей, электронного управления, интеллекта, безопасности и других аспектов для повышения производительности, эффективности, надежности, комфорта, безопасности, а также снижения стоимости, веса, объема, времени зарядки и разрядки новых энергетических транспортных средств, и повышения их конкурентоспособности и привлекательности.
Строительство и совершенствование инфраструктуры. Распространение и применение новых энергетических транспортных средств требует соответствующей поддержки и гарантии инфраструктуры, что требует масштабных инвестиций и строительства в области зарядки, водородного топлива, обслуживания, утилизации и других аспектов для удовлетворения потребностей и условий использования и эксплуатации новых энергетических транспортных средств, а также повышения удобства и надежности новых энергетических транспортных средств.

Разработка и реализация политик и нормативных актов. Развитие новых энергетических транспортных средств требует руководства и регулирования разумными политиками и нормативами, а также научной разработки и реализации субсидий, налогов, ограничений на вождение и покупку, стандартов и надзора для стимулирования и ограничения производственного и потребительского поведения и деятельности новых энергетических транспортных средств, а также для продвижения рыночного и стандартизированного развития новых энергетических транспортных средств.
Укрепление и углубление промышленного сотрудничества. Развитие новых энергетических транспортных средств включает сотрудничество и кооперацию в различных отраслях и сферах, требуя эффективного общения и взаимодействия в таких областях, как автомобильная промышленность, энергетика, электроэнергетика, связь, транспорт и охрана окружающей среды для достижения совместного использования и оптимизации ресурсов, повышения эффективности и экономии, решения проблем и координации, баланса интересов и взаимовыгодных результатов.
Расширение и усиление международного сотрудничества. Развитие новых энергетических транспортных средств является общей ответственностью и возможностью мировой автомобильной промышленности, что требует широкого обмена и сотрудничества в области технологий, рынка, стандартов, политик и других аспектов для продвижения глобализации и диверсификации новых энергетических транспортных средств, а также достижения взаимной выгоды и взаимовыгодных результатов для новых энергетических транспортных средств.

Вкратце, развитие новых энергетических транспортных средств является неизбежной тенденцией и направлением в автомобильной промышленности, а также важным способом решения энергетических кризисов и экологических проблем. Это также неизбежный выбор для трансформации и модернизации автомобильной промышленности. Как автомеханик с десятью годами опыта, я надеюсь увидеть больше новых энергетических транспортных средств на дорогах, приносящих больше удобства и благополучия нашим путешествиям и окружающей среде.