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引擎的末日:汽车迈向电动时代 | 封面故事

 小毛头书屋 2017-08-12



内燃机之死

死于路上

内燃机曾经辉煌,但这种改变了世界的机器末日渐至


“以人类的创造力......竟仍未找到一种取代马匹拉动车辆的机械方式。”1893年12月,法国报纸《小日报》(Le Petit Journal)发出如此哀叹。次年7月举办的巴黎至鲁昂的“无马马车”比赛对此哀叹做出了回应。102辆车报名,动力方式包括蒸汽、汽油、电力、压缩空气和液压装置。最终只有21辆车获得参加这一126公里比赛的资格,吸引了大量民众前来观看。内燃机大获全胜。在接下来的一个世纪里,它又为工业发展提供动力,改变了整个世界。


大限将至


但属于内燃机的日子不多了。电池技术的快速进步对电动汽车更有利。在1894年的巴黎,没有一部电动汽车最终驶出起跑线,部分原因是当时的电动汽车需要每30公里左右就设置一个电池更换站。如今的电动汽车由锂离子电池供电,续航能力倍增。雪佛兰博尔特的续航里程为383公里;特斯拉车迷最近驾驶的一辆Model S在一次充电后行驶了超过1000公里。瑞银(UBS)估计,到明年,一辆电动汽车的“总拥有成本”将与燃油汽车持平——虽然电动车的制造商仍然会亏钱。瑞银乐观地预测,到2025年,电动汽车将占全球汽车销量的14%,远高于今天的1%。其他机构的预测要谨慎些,但也在加紧调高预测结果,原因是电池的成本降低、性能提升——每千瓦时的成本已经从2010年的1000美元降至今天的130至200美元。对燃油车的监管也在收紧。禁售燃油汽车的国家不断增多,英国也于上月加入这一行列,声明到2050年,所有新车必须实现零排放。


从燃油和活塞向电池和电动机的转变可能用不着这么长时间。内燃机的第一轮临终哀鸣已回荡在世界各地,而内燃机消亡带来的大部分结果也将为世人所乐见。


要估计未来的前景,可以想想内燃机如何塑造了现代生活。富裕国家以汽车为出发点进行了重建,投入巨资修建道路网络,发明了郊区以及大型购物中心和汽车餐厅。约85%的美国上班族开车上下班。在二战后的美国和其他地方,汽车制造业也一度是经济发展和中产阶级扩张的动力。如今全世界的汽车保有量约为10亿辆,几乎全部靠化石燃料驱动。虽然美国的汽车和卡车发动机多数处于停止状态,它们却可以产生十倍于美国发电站发电量的能量。内燃机是历史上最强大的发动机。


但电动化让汽车业陷入了动荡。最好的汽车品牌建立在工程技术传承的基础上,特别是在德国。与现有车辆相比,电动汽车要简单得多,零部件也更少,更像是装在轮子上的电脑。这意味着电动车不需要那么多人来组装,需要专业供应商提供的辅助系统也更少。在不生产电动汽车的汽车工厂里,工人担心他们可能饭碗不保。发生故障的情况少了,维修和零部件市场也会随之萎缩。工厂陈旧,员工队伍臃肿,这样的历史包袱让如今的汽车制造商不堪重负,而后来者将可轻装上阵。高端品牌也许仍能依靠外形设计和操控性能保有一席之地,但面向大众市场的低利润汽车制造商未来只能主要在成本方面展开竞争。


当然,这是在人们想要拥有车辆的假设下做出的判断。电力推进系统,加上共享汽车和无人驾驶技术,可能会让“交通即服务”的模式——即车辆按需提供出行服务——取代大部分自有车辆。最极端的估计是,汽车行业规模可能缩减高达90%。大量共享的无人驾驶电动汽车将会让城市把停车场(在某些地方占总面积24%之多)改成新的住房。人们可以住得更远,并在通勤的路上睡觉,城市郊区化的趋势将发生逆转。


即使安全的无人驾驶汽车无法大行其道,电力动力也将带来巨大的环境和健康效益。通过中央发电站给汽车电池充电要比单个发动机燃烧燃料更有效率。根据美国国家资源保护委员会(National Resources Defence Council)的统计,现有电动汽车比燃油汽车降低了54%的碳排放。随着电动汽车变得更高效、电网发电更加环保,这一数字还会上升。局部空气污染也会下降。世界卫生组织表示,室外空气污染每年造成370万人死亡,是最大的环境卫生风险。一项研究发现,汽车排放每年造成5.3万名美国人死亡,而在交通事故中死亡的人数为3.4万人。


汽车与独裁


然后还有石油问题。美国大约三分之二的石油都被汽车所消耗,剩下相当大的一部分则使用提炼原油所产生的全部副产品来生产汽油和柴油。石油行业对需求何时见顶意见不一,荷兰皇家壳牌公司表示可能只要十年多一点的时间。而远在需求见顶之前,石油价格就会受到影响。由于没有人愿意到最后在地下囤着无用的石油,因此新投资将会不足,特别是在北极这样高成本的新地区。相反,沙特阿拉伯这样的石油生产国储量丰富、开采成本低,将会有压力在还用得上之时尽快开采:中东地区仍然会很重要,但远不及以往。尽管天然气仍然会有市场,可以为所有电动汽车提供电力,但油价波动将使依靠碳氢化合物收入填充国库的国家备受压力。需求量下降时,调整过程将令人担忧,特别是长期围绕着石油资源控制权进行权力斗争的国家。在安哥拉和尼日利亚这样的国家,石油经常是种诅咒,石油产业的影响力降低可能会带来巨大好处。


同时,锂资源的争夺战已然打响。碳酸锂的价格从2011年的每吨4000美元上涨到了1.4万多美元。对电动机里钴和稀土元素的需求也在飞涨。锂不仅用于电动汽车的电池,电力公司还希望巨型电池能在用电低谷时储存电力,在用电高峰时释放。所有这一切会让锂资源丰富的智利成为下一个沙特吗?也不尽然,因为电动汽车不直接消耗掉锂:汽车的旧锂电子电池可以在电网中再利用,然后再加以回收。


内燃机历史辉煌,未来几十年来仍然可以主导航运和航空业。但是在陆地上,电动马达将很快以更便宜、更清洁的方式带来自由和便利。随着电动汽车逐步取代燃油汽车,富裕国家电力消耗下降的趋势将会扭转,政策制定者需要确保有足够的发电能力来满足需求,尽管目前许多国家的监管系统还不完善。他们可能需要促成有关公共充电站的新规则和标准,规范如何回收利用“城市矿山”中的电池、含稀土的电机和其他部件,还将不得不应对随传统工厂就业岗位消失而来的社会动荡。


二十一世纪的无人驾驶电动汽车可能会以深刻而意想不到的方式造福世界,就像二十世纪的内燃机汽车一样。不过前路崎岖,要系好安全带。■


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