從二十世紀(jì)八十年代起，人類社會(huì)已經(jīng)超過了“生態(tài)足跡”和地球每年生態(tài)承載力的均衡點(diǎn)，人類的資源消耗速度開始超過地球的可再生能力，人類排放二氧化碳的速度開始超過生態(tài)系統(tǒng)的吸收能力“生態(tài)超載”。

根據(jù)經(jīng)濟(jì)學(xué)家和科學(xué)家的普遍估計(jì)，到本世紀(jì)中葉，也即2050年左右，石油資源將會(huì)開采殆盡，其價(jià)格升到很高，不適于大眾化普及應(yīng)用的時(shí)候，如果新的能源體系尚未建立，能源危機(jī)將席卷全球，尤以歐美極大依賴于石油資源的發(fā)達(dá)國(guó)家受害為重。最嚴(yán)重的狀態(tài)，莫過于工業(yè)大幅度萎縮，或甚至因?yàn)閾屨际Ｓ嗟氖唾Y源而引發(fā)戰(zhàn)爭(zhēng)。

作為世界上最大的發(fā)展中國(guó)家，中國(guó)是一個(gè)能源生產(chǎn)和消費(fèi)大國(guó)。能源生產(chǎn)量已經(jīng)居世界第一位；基本能源消費(fèi)占世界總消費(fèi)量的l／10，也高居居世界第一位。中國(guó)又是一個(gè)以煤炭為主要能源的國(guó)家，發(fā)展經(jīng)濟(jì)與環(huán)境污染的矛盾比較突出。近年來能源安全問題也日益成為國(guó)家生活乃至全社會(huì)關(guān)注的焦點(diǎn)，日益成為中國(guó)戰(zhàn)略安全的隱患和制約經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的瓶頸。上個(gè)世紀(jì)90年代以來，中國(guó)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)高速發(fā)展帶動(dòng)了能源消費(fèi)量的急劇上升。自1993年起，中國(guó)由能源凈出口國(guó)變成凈進(jìn)口國(guó)，能源總消費(fèi)已大于總供給，能源需求的對(duì)外依存度迅速增大。煤炭、電力、石油和天然氣等能源在中國(guó)都存在缺口，其中，石油需求量的大增以及由其引起的結(jié)構(gòu)性矛盾日益成為中國(guó)能源安全所面臨的最大難題。

“十二五”期間，國(guó)家大力推進(jìn)節(jié)能減排，二氧化硫等空氣污染物排放明顯下降。但是這一成績(jī)遠(yuǎn)不足以令人樂觀。連日來霧霾重鎖的城市污染再次警醒我們：隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展的快速向前，工業(yè)化、城鎮(zhèn)化還將持續(xù)，能源消耗不斷增加，空氣污染防治依然面臨巨大挑戰(zhàn)。淘汰落后產(chǎn)能，提高能源使用效率，深化污染減排將成為環(huán)保行業(yè)的重點(diǎn)方向。

近年來，空氣能利用在全世界引起廣泛關(guān)注。如2012年印度TATA空氣能汽車的誕生和英國(guó)一家企業(yè)研發(fā)出“空氣合成汽油”技術(shù)等。而在中國(guó)，空氣能熱水器則在去年成功入圍國(guó)家節(jié)能產(chǎn)品惠民工工程，獲得國(guó)家節(jié)能補(bǔ)貼。這種被譽(yù)為“第四代熱水器”的空氣能產(chǎn)品從空氣中吸收大量的熱量來加熱水，并排出清潔的冷空氣，其節(jié)能效果是電熱水器的4倍，燃?xì)鉄崴鞯?倍，可以有效降低能源消耗，減少空氣污染。

面對(duì)如今嚴(yán)重的空氣污染，如果每個(gè)人能夠堅(jiān)持少開一天車、低碳出行，這點(diǎn)滴行動(dòng)就是最美的城市文明。如果政府部門能夠從根本上推動(dòng)城市發(fā)展模式轉(zhuǎn)變，加大空氣能產(chǎn)品的推廣力度，爭(zhēng)取從源頭上減少污染排放，我們的生活將會(huì)更加美好。

空氣能熱水器僅僅是空氣能量利用的開始，空氣能未來的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒏鼮閺V泛。而空氣能汽車則是最新出現(xiàn)的發(fā)展趨勢(shì)。

能夠扛起未來新能源綠色汽車這桿大旗的，到底是燃?xì)?、電?dòng)、還是混合動(dòng)力汽車?答案是通通不給力。那么如果我說有一種可以不消耗任何燃料或者電力就能行駛的汽車，你一定會(huì)笑是異想天開癡人說夢(mèng)。各大汽車巨頭在混合動(dòng)力和純電動(dòng)之間舉棋不定，其實(shí)早就有一些中小車廠另辟蹊徑地把眼光投向了更遠(yuǎn)的靠空氣驅(qū)動(dòng)汽車的方向，而可喜可賀的是他們已經(jīng)取得了一些實(shí)質(zhì)性進(jìn)展。如果在將來這種100%零污染的環(huán)保汽車能夠?qū)崿F(xiàn)商業(yè)化量產(chǎn)，無疑會(huì)引發(fā)一場(chǎng)汽車業(yè)地覆天翻的大地震。所以本期的話題就是，未來可能引起汽車產(chǎn)業(yè)界大動(dòng)蕩的地震源——空氣能汽車。

空氣能汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)原理類似于傳統(tǒng)的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)，不同的只是，壓縮空氣動(dòng)力汽車是靠氣體的壓縮和膨脹來推動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)活塞運(yùn)動(dòng)，從而為汽車提供前行動(dòng)力。我們都知道，要論哪種物質(zhì)是取之不盡用之不竭，那幾乎等同于癡人說夢(mèng)，可是對(duì)于我們地球來說，空氣可以說是最符合這一點(diǎn)的。就連我們古代的老祖先哲學(xué)家們都說萬事萬物皆來于氣，最終也會(huì)歸于氣。將壓縮空氣儲(chǔ)存的壓力轉(zhuǎn)換為汽車行駛的機(jī)械能這個(gè)創(chuàng)新，我想說，第一個(gè)產(chǎn)生這個(gè)想法并付諸于行動(dòng)的人，是個(gè)天才，真正的天才。

早在2001年，法國(guó)汽車工程師GuyNeger就發(fā)明出了靠類似深海潛水員用的高壓氣罐中的壓縮空氣供給能量的汽車，一罐壓縮空氣可以推動(dòng)這輛只有700千克重汽車行駛200公里，并可以由壓縮空氣站或者自行用氣泵充氣。Neger的這一革命性發(fā)明因其高昂的成本（平均每公里的行駛成本為1美元）而擱淺，之后法國(guó)國(guó)際機(jī)械研發(fā)公司（MDI）重拾這一設(shè)計(jì)并進(jìn)行了長(zhǎng)達(dá)十多年的研究。MDI為它設(shè)計(jì)開發(fā)的這款壓縮空氣動(dòng)力車型取了一個(gè)頗為可愛的名字，迷你貓MiniCAT。MiniCAT有4個(gè)總?cè)萘繛?0升的壓縮空氣缸可儲(chǔ)存90立方米的空氣，最高時(shí)速可達(dá)110公里，平均每加一次氣能行駛200公里或10小時(shí)。而引擎排除的“廢氣”還可以繼續(xù)循環(huán)，被用來車內(nèi)空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)氣。

這款MiniCAT乖巧可愛且用材十分的環(huán)保，它的整車車身由玻璃纖維制造，在保證堅(jiān)固的同時(shí)也減輕了重量，可謂是一舉兩得。壓縮空氣動(dòng)力汽車的充氣過程非常簡(jiǎn)單，只需把接通車上空氣壓縮機(jī)電源就可在4個(gè)小時(shí)內(nèi)完成充氣，同時(shí)也可以到MDI指定的加氣站里在短短3分鐘內(nèi)完成充氣，每次費(fèi)用只要1.5歐元。

空氣能汽車最大的區(qū)別就是不用壓縮氫氣或天然氣，而是用了普通的空氣當(dāng)做燃料，可以說得上是一部真正的零排放交通工具。利用原始能量支持系統(tǒng)運(yùn)行，這個(gè)原始能可以是太陽(yáng)能、風(fēng)能、磁能、勢(shì)能等等。

空氣動(dòng)力汽車運(yùn)行過程：高壓儲(chǔ)氣罐橫流恒壓配氣裝置高頻熱質(zhì)交換器電子能量跟蹤器高壓氣動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)可變壓發(fā)電機(jī)磁助力壓力回收泵。優(yōu)勢(shì)及特點(diǎn)空氣動(dòng)力物理機(jī)械做功、不需要燃油、不燃燒、無需水冷降溫、無需電路點(diǎn)火、零排放、動(dòng)力強(qiáng)勁、保養(yǎng)簡(jiǎn)便費(fèi)用低、故障率低。目前最高時(shí)速達(dá)到每小時(shí)160公里，加氣時(shí)間2分鐘，加一次氣續(xù)駛里程達(dá)到500公里以上，百公里行駛費(fèi)用極低，經(jīng)濟(jì)效益高。

優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)：完全使用壓縮空氣做為驅(qū)動(dòng)力，驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，空氣能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能再轉(zhuǎn)化為驅(qū)動(dòng)能，達(dá)到了安全穩(wěn)定、低能耗、綠色環(huán)保、無碳零排放的目標(biāo)。

能量轉(zhuǎn)換存儲(chǔ)的方式雖然有很多種，但都是慢速充盈，壓縮空氣可以快速將剩余能量存儲(chǔ)和提取，這就為空氣動(dòng)力的可行性創(chuàng)造了條件，能量的快速轉(zhuǎn)換同時(shí)也為節(jié)能運(yùn)行提供方案，在這個(gè)基礎(chǔ)上又利用氣體的熱膨脹原理產(chǎn)生剩余功。

空氣動(dòng)力技術(shù)就是根據(jù)熱力學(xué)“熵增原理”的綜合利用，把空氣多種特性整合，并研發(fā)出“壓縮空氣高溫膨脹液”快速有效提高空氣加熱膨脹系數(shù)。

根據(jù)實(shí)驗(yàn)得出:氣體膨脹參數(shù)，空氣加熱273度，膨脹體積1倍；壓縮空氣高溫膨脹液，空氣加熱150度，膨脹體積1244.69倍；繼續(xù)加熱430度，膨脹壓力15MPa；壓縮空氣高溫膨脹液有色無毒液體。

工作原理:利用原始能量壓縮空氣，推動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行，發(fā)出30~50kW電力，供給“螺旋渦流式空氣加熱”裝置，3秒內(nèi)將壓縮空氣加熱到430度，用高壓噴射技術(shù)注入壓縮空氣高溫膨脹液，氣體壓力迅速膨脹1244.69倍，此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸活塞壓力15MPa，這個(gè)壓力超過了原始動(dòng)力氣壓幾十倍，“螺旋渦流式空氣加熱”裝置消耗30kW功率，在這個(gè)過程中就是釋放物理能的自功耗30％，好比內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)化學(xué)能轉(zhuǎn)換必須消耗30％應(yīng)力功。

工作過程:壓縮空氣站―高壓儲(chǔ)氣站―高壓配給站―移動(dòng)受氣設(shè)備(高壓氣動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī))

高壓氣動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行過程:高壓儲(chǔ)氣罐―橫流恒壓配氣裝置―高頻熱質(zhì)交換器―注入壓縮空氣高溫膨脹液―電子能量跟蹤器―(高壓氣動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī))

壓縮空氣動(dòng)力汽車運(yùn)行過程:高壓儲(chǔ)氣罐―橫流恒壓配氣裝置―高頻熱質(zhì)交換器―注入壓縮空氣高溫膨脹液―電子能量跟蹤器―高壓氣動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)―高頻發(fā)電機(jī)―磁助力壓力回收泵。

高效空氣動(dòng)力系統(tǒng)，非?？茖W(xué)地利用了物質(zhì)在空間轉(zhuǎn)換能量時(shí)發(fā)生的“異穩(wěn)性”現(xiàn)象，有效的遵守能量守恒定律，挖掘能量的最大轉(zhuǎn)換利用值。

空氣動(dòng)力系統(tǒng)的成功是自主研發(fā)出了能量轉(zhuǎn)換98％的高效率空氣熱質(zhì)交換器，將壓縮空氣中78％的惰性氣體“氮?dú)?rdquo;加熱到p值，迅速膨脹體積獲得能量，這個(gè)能量是守恒的。

附件：空氣動(dòng)力工作原理

能量轉(zhuǎn)換存儲(chǔ)的方式雖然有很多種，但都是慢速充盈，尤其電池類的能量存儲(chǔ)方式，在一個(gè)時(shí)間內(nèi)存儲(chǔ)大電流根本做不到。但是壓縮空氣卻可以快速將剩余能量存儲(chǔ)和提取，這就為空氣動(dòng)力的可行性奠定了條件，能量的快速轉(zhuǎn)換同時(shí)也為節(jié)能運(yùn)行提供方式，在這個(gè)基礎(chǔ)上又利用氣體的熱膨脹原理產(chǎn)生剩余功。

空氣動(dòng)力技術(shù)就是根據(jù)熱力學(xué)熵增原理綜合利用，把空氣多種特性整合，并研發(fā)出"空氣膨脹催化劑"快速有效提高空氣加熱膨脹系數(shù)。

根據(jù)實(shí)驗(yàn)得出：

氣體膨脹參數(shù)

空氣加熱273度膨脹體積1倍

加入膨脹催化劑

空氣加熱150度膨脹體積1244.69倍

繼續(xù)加熱430度膨脹壓力15MPa

膨脹催化劑有色無毒液體

工作原理

利用原始能量壓縮空氣，推動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行，發(fā)出30-50KW電力，供給"螺旋渦流式空氣加熱"裝置，3秒內(nèi)將壓縮空氣加熱到430度，用高壓方噴射技術(shù)注入氣體膨脹催化劑，氣體壓力迅速膨脹1244.69倍，此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸活塞壓力15MPa，這個(gè)壓力超過了原始動(dòng)力氣壓幾十倍，"螺旋渦流式空氣加熱"裝置消耗30KW功率，在這個(gè)系統(tǒng)中就是釋放物理能的自功耗，好比化學(xué)能轉(zhuǎn)換必須消耗60%勢(shì)能。

一、利用原始能量支持系統(tǒng)運(yùn)行，這個(gè)原始能可以是太陽(yáng)能、風(fēng)能、水能、磁能、勢(shì)能等等。

二、工作過程：壓縮空氣站--高壓儲(chǔ)氣站--高壓配給站--移動(dòng)受氣設(shè)備（高壓氣動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)）

三、高壓氣動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行過程：高壓儲(chǔ)氣罐--橫流恒壓配氣裝置--高頻熱質(zhì)交換器--電子能量跟蹤器--（高壓氣動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)）

四、壓縮空氣動(dòng)力汽車運(yùn)行過程：高壓儲(chǔ)氣罐--橫流恒壓配氣裝置--高頻熱質(zhì)交換器--電子能量跟蹤器--高壓氣動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)--可變壓發(fā)電機(jī)--磁助力壓力回收泵。

五、高效空氣動(dòng)力系統(tǒng)，非?？茖W(xué)利用了物質(zhì)在空間轉(zhuǎn)換能量時(shí)發(fā)生的“異穩(wěn)性”現(xiàn)象，有效的遵守能量守恒定律，挖掘能量的最大轉(zhuǎn)換利用值。

六、氣體和液體的異穩(wěn)現(xiàn)象早在1897年就被法國(guó)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，將多種氣體在常溫下加壓達(dá)到一定壓力，加熱釋放后，有效做功體積大于原是加壓加熱功耗，但當(dāng)時(shí)得不到科學(xué)技術(shù)的支持，空氣中的氣體成分無法完全分析，氣體加熱系數(shù)不詳，無法正常利用，這一發(fā)現(xiàn)被人們遺忘了200年，今天終于實(shí)現(xiàn)了這一夢(mèng)想！液態(tài)水錘異穩(wěn)效應(yīng)，也被我國(guó)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，并成功制造出世界首臺(tái)無動(dòng)力水錘壓力泵，為新能源發(fā)展做出貢獻(xiàn)!

七、空氣動(dòng)力系統(tǒng)的成功是自主研發(fā)出了能量轉(zhuǎn)換98%的高效率空氣熱質(zhì)交換器，將壓縮空氣中78%的惰性氣體“氮?dú)?rdquo;加熱到p值變質(zhì)點(diǎn)，迅速膨脹體積實(shí)現(xiàn)超功的，這個(gè)超功一定是能量守恒的