我国抗战时期的生物燃料汽车
在隆重纪念抗日战争胜利70周年的时候，我们不能忘记70多年前开发生物燃料汽车和生物燃料支撑后方运输的史实和参与其事的业界先辈。重提这场国难，回顾这段艰苦卓绝的历史，缅怀先辈精忠报国的精神，是为汲取历史教训，激发自强精神，团结一心，实现民族的伟大复兴。
20世纪初叶，中国使用的汽车燃料几乎完全依赖进口，1926年，仅用于从国外购买液体燃料的外汇就达1亿多元，这在当时是一笔很大的外汇开支。一些知识分子意识到，长期花费巨额外汇购买燃料，不惟财力难以承受，而且燃料的来源受制于外族，一遇事端，即有断油之虞，故有立足本国资源开发代用燃料汽车和代用燃料的迫切必要。一些从国外学成归来的工程技术人员在抗战爆发之前就开始了研制适用代用燃料的汽车和代用燃料的努力。抗战爆发后，汽车燃料成为关系国家存亡的重要战略物资，1939年初向美国订购的16万5 835 t物资中，汽油和润滑油约占2/3。1942年3月仰光失陷后，中国完全丧失出海通道，滇西随后也被日军占领。当时中国是一个贫油国，而石油是支撑战争的血液，须臾不可或缺，有鉴于此，日军企图切断中国的陆海通道，使外来物资和石油无法运入，以此迫使困守西南、西北的国民政府投降。年需约10万t汽油几乎全靠国外输入，汽油等军需物资一度只能通过驼峰航线空运来华，代价极高。即使从玉门运汽油到重庆，往返一次也要耗油2 t，运来5车汽油，只能卸下1车。因此，宝贵的汽、柴油只能保障军用，无力顾及民用运输。据说，当时4.5 L汽油能换300 kg大米。国民政府在组织力量抢运汽油的同时，设立液体燃料管理委员会，负责对汽油等燃料的购储和管制。
在“一滴汽油一滴血”的危局中，开发代用燃料汽车和代用燃料可谓解民族的燃眉之急。如果没有先辈们不屈不挠的努力，真不敢想象，中华民族一旦失去了基本的公路运输能力，中国人民的抗日战争和后方民众的生活将会是一种什么局面。
当时，开发代用燃料汽车和代用燃料的行动主要在2个领域里进行：研制以木炭为燃料的煤气发生炉汽车(简称“木炭车”、“煤气车”)和用酒精、植物油作汽车燃料。
木炭汽车
汽车强国利民的作用在一战中凸显出来，各国感受到了自主的汽车业在立国中的重要作用，但一些国家因缺乏石油资源而受制于外族，法国、德国、比利时、瑞典、日本等国都曾研制木炭汽车以解贫油之忧。由于木炭汽车燃料的原料取自树木，可以再生，所以是一种使用生物质燃料的汽车。1927年，张登义从法国归来，受聘于上海快利车行，用从法国购回的下吸式煤气炉装配成中国第一辆木炭汽车，将公共汽车改装为木炭车投入运行。但这些汽车多有缺陷，未能推广。
曾致力于铁路内燃机车技术发明的留法学生汤仲明不甘中国因贫油而受制于外族，遂于1928年在开封行车厂厂长任上开始业余研制以木炭为燃料的煤气发生炉。从泥制炉开始，后改进为铁制炉，先后解决了铁炉体易烧红、煤气滤清等技术难题，历时3年，1931年3月获得成功，其燃料费用仅为汽油的1/10。9月报实业部立案，获发明专利权5年。同年12月，汤仲明将煤气发生炉的使用效果和图样公诸于世，供各界无偿使用，以推动研究与推广。随后，汤仲明不辞劳苦，到西安、太原、上海、杭州、武汉、南京、南宁、柳州、广州等地推广煤气发生炉和木炭汽车。在上海兴办“仲明机器股份有限公司”制造煤气发生炉和木炭汽车。抗日战争爆发后，他转辗江西、桂林等地兴办实业，继续制造煤气发生炉和以煤气发生炉为动力的设备，为保障后方的运输和后方人民的生活做出了杰出贡献。中央财务委员会鉴于他为汽车开辟了新能源，有利国家，曾于1933年发给奖金1 000元。汤仲明于1935年9月23日对上海《立报》发表谈话称：“我研究木炭车的目的不是想发财，实在是想摆脱石油商的垄断，使中国的交通工具，不至因燃料断绝而停顿，变成一堆废铁。”其拳拳忧国之心溢于言表。
1937年4月，京滇(南京—昆明)公路周展览会举行，全国公路交通委员会为考察煤气车长途运行效能，试制一辆木炭车赴昆明。此行总里程3 900 km，最高车速60 km/h，通过10%的坡道尚有余力，一路上未发生故障，证明中国制造的木炭汽车可在西南山区长途行驶。1941年前后，各地纷纷研制木炭汽车，发展公路运输，各种形式的煤气发生炉不下15种，经专门成立的中央煤气推广委员会等机构的大力推广，西南、西北使用的煤气车一度占全部行驶车辆的35%。
抗战爆发后，日军切断了长江航道，物资不能水运入川，幸而天无绝人之路，中国西南生物资源分布广泛，藏量丰富，在农村随处可获取烧制木炭的木材，民国政府即在西南修筑公路，用生物燃料汽车维持着后方的民用运输。当时陪都重庆除部分军政车辆外，其余均烧木炭生成煤气驱动，也有烧煤的煤气汽车。驰骋在滇缅线上的“国滇”商用车一度有900辆，其中酒精车500辆、木炭车400辆。滇缅公路沿线每隔20～30 km设一木炭供应站，向往来车辆供应木炭。农民伐木烧炭，从山林中人背马驮辗转搬运到公路边的供应站，其艰辛可以想见。
木炭汽车每行驶20 km左右，就得掏出炉灰，装入木炭，每km耗炭0.5 kg左右，时速一般约15 km。图2为当时的木炭汽车加炭的情景，图中可见煤气发生炉上装有一个疑似手摇鼓风机的装置，估计用于输氧促燃之用。由图可见，木炭汽车使用起来相当劳苦，不仅要随车携带木炭，还要爬上车顶加炭，但我们的前辈就是这样不辞辛劳，用生物燃料汽车和就地取材的生物燃料顽强地支撑了后方的运输，支持了前方的抗战。
以煤做原料生成煤气驱动的汽车也加入了后方的运输。1939年，中国煤气制造公司派张维镛到云南制造白煤(无烟煤)气化代替汽油，通过外加煤气发生炉及复式滤清器，让经过滤的清洁燃气输入发动机做燃料，还可以煤气与汽油相互替代使用。试验取得了成功。煤气发生炉在昆明中央机器厂(昆明机床厂的前身)生产，是抗战期间云南境内行驶的汽车中装用最多的煤气发生装置。
不了解二战结束前汽车燃料供给状况的人或许会认为开发煤气车是汽车技术的倒退，却不知开发煤气汽车的确是当时许多贫油国为摆脱“因油受制”困境而做出的选择。二战期间，使用木炭煤气的民用汽车也在欧洲大行其道。中国初期的汽车专业书籍也作为一个车种来论述木炭汽车的原理和结构。让我们心怀敬意，记住这些木炭车开发者的名字以及许多无名参与者吧：汤仲明、张登义、柳敏、向德、李葆和、余人翰、马翼周、沈宜甲、高国恕、李文轩……他们的名字应长留于中国汽车业青史。
其他生物燃料汽车
1937年，中国汽车公司建成上海分厂，用进口散件组装柴油机货车。当时，柴油靠国外进口，价格极高，聘来的技术顾问经考察后提议改用植物油作燃料，遂制成一辆柴油-植物油双燃料汽车，命名“中国号”。1937年4月1日，总工程师张世纲亲自驾驶“中国号”从上海出发，历近1月，抵达昆明参加京滇公路周览会。据记载，“中国号”沿途分别采用花生油、菜籽油、茶油、桐油、棉籽油、烟籽油为燃料，平地每L油可行5.2 km，山路每L油也可行至2.8 km，且途中从未发生过一起故障。
中国汽车公司曾用各种植物油做汽车燃料试验，如上海的棉籽油、南京的花生油、安徽和云南的菜籽油、江西的芝麻油、湖南的山茶籽油、湖北的豆油、贵州的罂粟籽油和四川的桐油。经比较发现，桐油的动力性最好，且原料价格低廉，原料在西南分布面广，但当时还没有生物燃料的制备技术，只能直接使用植物油。桐油黏度大，不易汽化，却易氧化，表面易结皮，喷油器及管路易堵塞，燃烧后积炭严重，导致行驶稍久，发动机即不能正常运行。
张世纲和汪福清研究了桐油的性能，比较了桐油和柴油的含热值，设计了适应桐油的预燃室，让桐油在预燃室内与空气充分混合，在气缸内得以充分燃烧，以减少积炭。提高了桐油的喷射压力，增强其流动性，改善其雾化状态，并针对桐油燃烧迟缓的缺陷，提前喷射，以充分燃烧。此外，加大输油管管径，改进油路的密封性，使空气不与桐油接触，避免桐油氧化，使油管不致阻塞。冷车启动改用酒精，克服了桐油冷车启动困难的缺陷。经试验证实，张世纲等的改进均获得成功。1941年9月，张世纲在重庆作行车演示，后经当时的财政部、贸易委员会、经济部(1938年1月，实业部改组扩大为经济部)中央工业试验所派专家作长途试验，证实效果良好。运输统制局据此订购了大批桐油发动机。10月初，张世纲乘桐油汽车从重庆经贵阳到达昆明，油箱、油管内未结皮，每L桐油，可行驶4.5 km平路，爬坡性也较好。10月14日下午，他将桐油车置于太和酒店，邀昆明交通、工业各界人士近百人参观并座谈。张世纲介绍，这一发明，不仅可用于汽车，一切使用柴油的发动机，均可改为用桐油。以后，中央机器厂生产了不少桐油汽车，奔驰在西南地区的公路上。
1941年，张德庆(后为中科院学部委员)撰写《桐油汽车》一书，阐述汽车用桐油燃烧后产生故障的原因及排除的方法。1942年，西南联大教授开展了内燃机用酒精燃料的研究。当时，还进行过从植物中提取人造汽油和柴油的研究。经济部中央工业试验所在抗战期间利用糖渣制成酒精，还将纯度提高到99%，供汽车使用。川滇东路运输管理局开办了酒精厂，为军方的酒精运输车制备燃料。在化石油料来源断绝的时期，使用酒精的汽车约占行驶汽车的60%。
开发汽车代用燃料的各种努力维持了前方的抗战和后方人民生活的基本物流需要，1937年到1945年8年间，仅国民政府中央直属公路运输单位的运输周转总量折合10.83亿tkm，1945年的周转量是1937年的15倍，1938年前主要是疏散人员，1938年后则主要运送军需物资。前辈们在民族危亡时期表现出的大义大勇，堪为我汽车业后辈报国的楷模，应载入中华民族反抗侵略战争的史册，永志不忘！