在19世纪初,随着合成气体的诞生,人类迎来了一种新型燃料。这种燃料,包括煤制气、木制气和水煤气等多种形式,是通过在缺氧环境下加热生物质或其他含碳材料制成的。
木燃气汽车,作为这一时期的产物,曾在二战期间因汽油短缺而广泛使用。本文将回顾木燃气汽车的历史,探讨其技术特点、使用情况以及最终的衰落。
合成气体的诞生标志着能源史上的一个新纪元。这种气体,包括煤制气、木制气和水煤气等多种形式,是通过在缺氧环境下加热生物质或其他含碳材料制成的。
这些材料包括木材和煤炭,它们在加热过程中转化为气态产品,产生的气体中含有氢气、一氧化碳和甲烷等可燃气体,这些气体均可燃烧,释放热量和光亮。
最早的煤制气来源于煤炭和泥炭,主要用于照明和烹饪。1807年,伦敦首次使用煤制气作为街道照明,随后煤制气照明在大多数工业化城市普及,直到19世纪末被电力照明取代。合成气体继续在高炉和工厂中使用,直到20世纪20年代。
1920年,法国工程师乔治·伊姆伯特建造了一种移动式木燃气发生器,这种发生器以木屑为原料,产生的气体干净、干燥,可以直接输入汽车的内燃机,几乎不需要对发动机本身进行修改。到了1930年代末,欧洲已有约9000辆汽车装备了伊姆伯特发生器。
这一数字在二战期间因汽油供应短缺而呈指数级增长。仅在德国,战争结束时就有大约50万辆煤燃气汽车在运行,这些车辆包括私家车、卡车、公共汽车、拖拉机、摩托车,甚至船只、火车和坦克都装备了木气化装置。建立了约3000个木气站,司机可以在那里补充木柴。
1942年,瑞典有大约73000辆木燃气汽车,法国有65000辆,丹麦有10000辆,奥地利和挪威各有9000辆,瑞士有近8000辆。1944年,芬兰有43000辆“木车”,其中30000辆是公共汽车和卡车,7000辆私家车,4000辆拖拉机和600艘船只。
木车也出现在美国、亚洲,特别是在澳大利亚,有72000辆汽车使用木燃气。总的来说,二战期间使用了超过一百万辆木燃气汽车。
木燃气的组成大约为50%的氮气,27%的一氧化碳,14%的氢气,3%的甲烷和4%的二氧化碳,以及微量的氧气。氮气和二氧化碳占气体总成分的一半以上,它们对内燃机来说是惰性的。
一氧化碳是一种燃烧缓慢的气体。这意味着木燃气的能量密度非常低。木燃气的能量值约为每公斤5.7兆焦耳,而汽油为44兆焦耳/公斤,天然气为56兆焦耳/公斤。
尽管如此,高效的气化过程可以将大约75%的燃料转化为可燃气体。即便如此,木燃气汽车的能耗仍比汽油车高出约50%。换句话说,燃烧1000公斤木燃气的汽车的行驶里程与燃烧365升汽油的汽车相同,这令人印象深刻,因为汽油的生产成本明显更高。
此外,使用木燃气的汽车的尾气排放远低于汽油车。木燃气的燃烧不产生颗粒物,二氧化碳排放也非常低,这对环境是有益的。
木燃气汽车最明显的缺点是所需的燃料箱尺寸。燃气发生器占用大量空间,空重就可达几百公斤。由于木燃气燃烧缓慢且能量值低,汽车从燃烧木燃气中获得的动力有限,这限制了其速度和加速度。发生器还需要长达10分钟的时间才能达到工作温度,因此您不能立即启动汽车并驾驶离开。
战后,随着汽油的再次可用,这项技术变得过时。
木燃气汽车作为历史上的一个特殊时期的产物,虽然最终因技术的更新换代而退出了历史舞台,但它在特定历史时期所发挥的作用不容忽视。它们不仅在资源短缺的时期为人们提供了一种可行的交通解决方案,而且其对环境的低影响也为今天的我们提供了宝贵的启示。