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是時候和內燃機說再見了

是時候和內燃機說再見了

「以人類的創造力......竟仍未找到一種取代馬匹拉動車輛的機械方式。」1893年12月,法國報紙《小日報》(Le Petit Journal)發出如此哀嘆。次年7月舉辦的巴黎至魯昂的「無馬馬車」比賽對此哀嘆做出了回應。102輛車報名,動力方式包括蒸汽、汽油、電力、壓縮空氣和液壓裝置。最終只有21輛車獲得參加這一126公里比賽的資格,吸引了大量民眾前來觀看。內燃機大獲全勝。在接下來的一個世紀里,它又為工業發展提供動力,改變了整個世界。

大限將至

但屬於內燃機的日子不多了。電池技術的快速進步對電動汽車更有利。在1894年的巴黎,沒有一部電動汽車最終駛出起跑線,部分原因是當時的電動汽車需要每30公里左右就設置一個電池更換站。如今的電動汽車由鋰離子電池供電,續航能力倍增。雪佛蘭博爾特的續航里程為383公里;特斯拉車迷最近駕駛的一輛Model S在一次充電後行駛了超過1000公里。瑞銀(UBS)估計,到明年,一輛電動汽車的「總擁有成本」將與燃油汽車持平——雖然電動車的製造商仍然會虧錢。瑞銀樂觀地預測,到2025年,電動汽車將佔全球汽車銷量的14%,遠高於今天的1%。其他機構的預測要謹慎些,但也在加緊調高預測結果,原因是電池的成本降低、性能提升——每千瓦時的成本已經從2010年的1000美元降至今天的130至200美元。對燃油車的監管也在收緊。禁售燃油汽車的國家不斷增多,英國也於上月加入這一行列,聲明到2050年,所有新車必須實現零排放。

從燃油和活塞向電池和電動機的轉變可能用不著這麼長時間。內燃機的第一輪臨終哀鳴已回蕩在世界各地,而內燃機消亡帶來的大部分結果也將為世人所樂見。

要估計未來的前景,可以想想內燃機如何塑造了現代生活。富裕國家以汽車為出發點進行了重建,投入巨資修建道路網路,發明了郊區以及大型購物中心和汽車餐廳。約85%的美國上班族開車上下班。在二戰後的美國和其他地方,汽車製造業也一度是經濟發展和中產階級擴張的動力。如今全世界的汽車保有量約為10億輛,幾乎全部靠化石燃料驅動。雖然美國的汽車和卡車發動機多數處於停止狀態,它們卻可以產生十倍於美國發電站發電量的能量。內燃機是歷史上最強大的發動機。

但電動化讓汽車業陷入了動蕩。最好的汽車品牌建立在工程技術傳承的基礎上,特別是在德國。與現有車輛相比,電動汽車要簡單得多,零部件也更少,更像是裝在輪子上的電腦。這意味著電動車不需要那麼多人來組裝,需要專業供應商提供的輔助系統也更少。在不生產電動汽車的汽車工廠里,工人擔心他們可能飯碗不保。發生故障的情況少了,維修和零部件市場也會隨之萎縮。工廠陳舊,員工隊伍臃腫,這樣的歷史包袱讓如今的汽車製造商不堪重負,而後來者將可輕裝上陣。高端品牌也許仍能依靠外形設計和操控性能保有一席之地,但面向大眾市場的低利潤汽車製造商未來只能主要在成本方面展開競爭。

當然,這是在人們想要擁有車輛的假設下做出的判斷。電力推進系統,加上共享汽車和無人駕駛技術,可能會讓「交通即服務」的模式——即車輛按需提供出行服務——取代大部分自有車輛。最極端的估計是,汽車行業規模可能縮減高達90%。大量共享的無人駕駛電動汽車將會讓城市把停車場(在某些地方佔總面積24%之多)改成新的住房。人們可以住得更遠,並在通勤的路上睡覺,城市郊區化的趨勢將發生逆轉。

即使安全的無人駕駛汽車無法大行其道,電力動力也將帶來巨大的環境和健康效益。通過中央發電站給汽車電池充電要比單個發動機燃燒燃料更有效率。根據美國國家資源保護委員會(National Resources Defence Council)的統計,現有電動汽車比燃油汽車降低了54%的碳排放。隨著電動汽車變得更高效、電網發電更加環保,這一數字還會上升。局部空氣污染也會下降。世界衛生組織表示,室外空氣污染每年造成370萬人死亡,是最大的環境衛生風險。一項研究發現,汽車排放每年造成5.3萬名美國人死亡,而在交通事故中死亡的人數為3.4萬人。

汽車與獨裁

然後還有石油問題。美國大約三分之二的石油都被汽車所消耗,剩下相當大的一部分則使用提煉原油所產生的全部副產品來生產汽油和柴油。石油行業對需求何時見頂意見不一,荷蘭皇家殼牌公司表示可能只要十年多一點的時間。而遠在需求見頂之前,石油價格就會受到影響。由於沒有人願意到最後在地下囤著無用的石油,因此新投資將會不足,特別是在北極這樣高成本的新地區。相反,沙烏地阿拉伯這樣的石油生產國儲量豐富、開採成本低,將會有壓力在還用得上之時儘快開採:中東地區仍然會很重要,但遠不及以往。儘管天然氣仍然會有市場,可以為所有電動汽車提供電力,但油價波動將使依靠碳氫化合物收入填充國庫的國家備受壓力。需求量下降時,調整過程將令人擔憂,特別是長期圍繞著石油資源控制權進行權力鬥爭的國家。在安哥拉和奈及利亞這樣的國家,石油經常是種詛咒,石油產業的影響力降低可能會帶來巨大好處。

同時,鋰資源的爭奪戰已然打響。碳酸鋰的價格從2011年的每噸4000美元上漲到了1.4萬多美元。對電動機里鈷和稀土元素的需求也在飛漲。鋰不僅用於電動汽車的電池,電力公司還希望巨型電池能在用電低谷時儲存電力,在用電高峰時釋放。所有這一切會讓鋰資源豐富的智利成為下一個沙烏地嗎?也不盡然,因為電動汽車不直接消耗掉鋰:汽車的舊鋰電子電池可以在電網中再利用,然後再加以回收。

內燃機歷史輝煌,未來幾十年來仍然可以主導航運和航空業。但是在陸地上,電動馬達將很快以更便宜、更清潔的方式帶來自由和便利。隨著電動汽車逐步取代燃油汽車,富裕國家電力消耗下降的趨勢將會扭轉,政策制定者需要確保有足夠的發電能力來滿足需求,儘管目前許多國家的監管系統還不完善。他們可能需要促成有關公共充電站的新規則和標準,規範如何回收利用「城市礦山」中的電池、含稀土的電機和其他部件,還將不得不應對隨傳統工廠就業崗位消失而來的社會動蕩。

二十一世紀的無人駕駛電動汽車可能會以深刻而意想不到的方式造福世界,就像二十世紀的內燃機汽車一樣。不過前路崎嶇,要系好安全帶。

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