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第七章:交通運輸|解讀《氣候經濟與人類未來》(比爾·蓋茨)

第七章:交通運輸|解讀《氣候經濟與人類未來》(比爾·蓋茨)

一說到交通工具,我們現在很容易就感受到電動汽車時代的到來,利用電力驅動交通工具。我們現在看來,電力驅動的交通工具,似乎是新生事物,其實,電動車的曆史比我們現在常見的内燃機汽車要更早一些。特别是19世紀初,剛開始是不能充電初級電池驅動的車輛,甚至當時的火車也有電驅動的,今天路面上行駛的有軌電車仍然是1840年英國的專利。第一輛電池電動車于1881年出現,是采用鉛酸電池為動力的三輪車。

第七章:交通運輸|解讀《氣候經濟與人類未來》(比爾·蓋茨)

那麼之後,随着人們對石油的開發,還有内燃機技術的提高,電動車在1920年代逐漸失去了優勢,其發展從此停滞,人們幾乎忘記了曆史上還有電動車的存在。那麼現在,電動車重新複蘇,肯定也是有其原因的。其最重要的原因,也必須是廉價,能替代目前的燃料。

在開始我們的話題之前,正好也可以利用比爾的兩個問題來測試一下大家的認識。

第七章:交通運輸|解讀《氣候經濟與人類未來》(比爾·蓋茨)

正确的答案是A和C,也就是說,都是汽油。這就是汽油的優勢,價廉,能量密度高,130根雷管,才能抵上1加侖汽油的能量。

我們之前就說過,美國的汽油是非常便宜的。剛才我們那個問題也說明了,汽油比牛奶和橙汁便宜。那麼,現在為了實作零排放的目标,我們需要用其他能量密度相當,且價格同樣便宜的産品,才能給來取代汽油。

從整個人類曆史來看,在99.9%的時間裡,我們出行不需要化石燃料,要麼步行,要麼動物,乘坐帆船。第一次工業革命之後,人類開始利用機器來擴充我們的能力,開始是用煤炭驅動的機車和輪船,火車穿越大陸,輪船橫跨大洋。19世紀末,汽車進入我們的生活,緊接着航空旅行開始,一直到目前為止,已成為全球經濟的重要組成部分。

交通運輸使用化石燃料的曆史,隻有短短200年左右,但卻讓我們對它們産生了根本的依賴。

目前,以海運方式運送的貨物占全球貿易總量的90%,在碳排放方面則占全球總排放量的近3%。

最早的時候,交通運輸的很多排放來自富裕國家,而現在,與交通運輸相關的碳排增長,主要來自開發中國家。即使在目前新冠疫情下,這種增長,對于開發中國家來說,依然是增加幅度非常快。

第七章:交通運輸|解讀《氣候經濟與人類未來》(比爾·蓋茨)
第七章:交通運輸|解讀《氣候經濟與人類未來》(比爾·蓋茨)

從這張圖我們可以看出,美國、中國、歐盟是在下降的,但其他發展中經濟體幾乎都在增加。因為随着人們生活水準的提高,這是必然趨勢。

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那麼,我們如何實作讓這些交通工具都實作淨零排放呢?我們再看看這張圖。在與交通相關的排放中,乘用車排放量占比接近50%。

乘用車燃料的替代品,很幸運,的确可以采用另外一種形式的能源,雖然談不上完美,那就是電動汽車。随着生産廠家的增多,電池成本也大幅度下降,從2010年到現在已經下降了87%。當然這其中的價格優勢,不排除有些是政府為推動該市場而出台的多項稅收減免措施。

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接着,比爾為我們比較了雪佛蘭公司生産的兩款車型,發現電動車每英裡的行駛成本,比油車多10美分。這當然是美國的情況,因為美國油價最便宜嘛。在歐洲一些地方,油價比較高,是以電動車的綠色溢價已經降到了。

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是以,讓更多電動車上路,目前看來是可行的。如果感覺使用上不友善的問題,看來也就是油價便宜,并不是最大的問題,人們可能更不喜歡的還是電動車的充電時間的耗費。當然,最重要的,必須是來自于“零碳”能源的電力,電動車才有意義。否則,那就是用一種化石燃料,替換另一種化石燃料而已。

我們之前也說過替代燃料的問題,其中曆史上使用過的就是生物質燃料,燃燒這些燃料不會給大氣增加額外的碳,因為這是可再生的能源,是先前制造燃料時所用的碳,它其實又歸還給大氣,本身是平衡的。

問題是,這第一代生物燃料,比如

由玉米制造的乙醇,并不是“零碳”的,甚至都不能算是低碳的。

農作物種植需要化肥,植物轉化成燃料的過程,也需要産生溫室氣體。更糟糕的是,生物質作物的種植,可能會搶占本來應該種植糧食的土地,汽車與人争奪土地,争奪糧食資源。

是以,這樣的替代燃料看來是沒有什麼太大價值,能否改用非糧食作物呢?第二代生物燃料就是這樣考慮的。主要采用農作物的殘留物、還有造紙的副産品,廚餘的垃圾和庭院的垃圾,用這些東西來生産。這樣就減少了對糧食作物的競争,不會擠占其他用途的土地。

但是,我并不是特别看好生物燃料,因為生産周期實在是太長了。我還是覺得人工合成碳氫燃料是目前更好的方案,利用“零碳”電力将水中的氫與二氧化碳中的碳結合起來,合成碳氫燃料。但這種方法目前在成本上還不算是特别合算。

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剛才說的是這個乘用車,但是對于大型運輸車,長途公共汽車來說,電力驅動不是一個好辦法。電池本身也很重,能量密度本身又有限,功率也不夠,要獲得同樣的能量,電池的重量是汽油的36倍。裝了那麼重的電池,還怎麼運貨呢?是以是很難替代的。

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當然,在城市内的垃圾運輸車、市内公共汽車,電力驅動那是一個非常好的辦法。是以大家現在應該看到,越來越多的市内公共汽車都采用純電汽車,還有計程車、小型運輸車輛,也采用了純電的,就是這個道理。中國目前在公交系統改造中,應該走在世界的前列。

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是以比爾蓋茨也認為:

随着中國電動公共汽車銷量的不斷增加,我認為在未來10年内,中國國内公共汽車的綠色溢價将降為0,而這也意味着世界上大多數城市都能夠實作公共汽車的電氣化。

是以這裡的結論就是:

就短程行駛來看,電動車是一個非常不錯的選擇,但對重型長途卡車來說,使用電力并不是切實可行的方案。

同樣是因為電池重量的問題,電力驅動無法用于飛機等航空裝置,也無法用于主要是用于運貨的輪船,至少在長距離上是非常不劃算的。

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那麼,随着技術的進步,這樣的問題是否會解決呢?目前還沒有找到。對于一些解決方案,比爾是這樣描述的:

盡管電池的性能越來越好,但這一差距依然難以逾越。幸運的話,電池的能量密度可能會較現在提高2倍,但即便如此,那也隻是汽油或航空燃油能量密度的1/12。對我們來說,最好的辦法是用電燃料和先進生物燃料替代航空燃油,但這涉及極高的綠色溢價。

結論是,目前這些方案,對于飛機和輪船,都不具有經濟上的可行性。比爾給出好幾個表格,有它們綠色溢價的比較。

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那麼在交通運輸領域,要減少溫室氣體排放,比爾推薦了4種方法。

一是減少交通活動。比如少開車、減少飛行次數和減少海運。我們應該鼓勵更多的出行替代模式,比如步行、騎行和拼車。有些城市正通過“智慧城市計劃”推動低碳出行,這種做法很棒。

二是在汽車生産過程中少用碳密集型材料,就是減少碳足迹。——盡管這不會影響本章中講的基于燃料的排放。正如第五章中提到的,由鋼和塑膠等材料制成的汽車在生産過程中不可避免地排放溫室氣體的。因而,這類材料在汽車中使用得越少,碳足迹就越少。

三是更高效地使用燃料。這個議題得到了立法者和媒體的廣泛關注,至少在乘用車和卡車上是如此。大多數世界主要經濟體都制定了有關這類車的燃油效率标準。在推動汽車公司加大工程研發投入和制造高能效發動機方面,這些标準發揮了重要作用。

四是轉向電動車和替代燃料。

就是我們剛才讨論的。需要大力降低綠色溢價,這有什麼好辦法嗎?是以,比爾就在這之後,探讨了:如何降低綠色溢價?他認為:

乘用車的綠色溢價正一路走低,最終必然降為0。

從我們使用者的角度來看,不久之後,全面禁止燃油小汽車的銷售,是有非常大的可能的。甚至,在其他方面的壓力增大的時候,政府會強制執行,淘汰燃油車,特别是乘用車。對于現在還準備考慮購買燃油車的朋友來說,你們購買之後可以倒計時了,什麼時候不能上路,要看我們碳中和的壓力。但綜合各方面的因素來看,燃油乘用車是最有可能被提前強制執行淘汰的。

第七章:交通運輸|解讀《氣候經濟與人類未來》(比爾·蓋茨)

那麼,要讓電動車跑起來,大量的清潔電力就靠可再生能源的部署、電力生産以及存儲技術方面的突破了。

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那麼長距離的跨海運輸,看來未來隻能指望核動力集裝箱船了。這方面的技術應該是有,就是如何更好采用的問題,核動力航母早就有了,用于輪船應該不是難事兒。

大家可能會注意到,雖然本章我們隻是在談交通運輸的問題,其實是涉及到許多方面的複雜問題,總結起來就是:

利用電力驅動我們能驅動的所有交通工具,并以廉價替代燃料為其他交通工具提供動力。

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