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轉(zhuǎn)向電動(dòng)車(chē)和替代燃料 一本涉及全球產(chǎn)業(yè)鏈新布局的商業(yè)策略書(shū)。一本讀懂碳中和經(jīng)濟(jì)、關(guān)乎人類(lèi)命運(yùn)的環(huán)境議題。一本寫(xiě)給政府、企業(yè)和個(gè)人的行動(dòng)指南。《氣候經(jīng)濟(jì)與人類(lèi)未來(lái)》，這是比爾·蓋茨（Bill Gates）給世界的解決方案。他花十年時(shí)間調(diào)研氣候變化的成因和影響，在物理學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)、工程學(xué)、政治學(xué)和經(jīng)濟(jì)學(xué)等領(lǐng)域的專(zhuān)家的幫助下，專(zhuān)注于探索減少溫室氣體排放的新技術(shù)，避免人類(lèi)在未來(lái)遭受氣候?yàn)?zāi)難。 在本書(shū)中，比爾·蓋茨以溫室氣體凈零排放為目標(biāo)，從電力、制造業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通等碳排放主要領(lǐng)域，分析了我們當(dāng)下面臨的挑戰(zhàn)，可使用的技術(shù)以及所需的突破。他為政府、企業(yè)和個(gè)人提供了一套具體的行動(dòng)方案。本文摘選自《氣候經(jīng)濟(jì)與人類(lèi)未來(lái)》第七章《交通運(yùn)輸》。此章節(jié)中，比爾·蓋茨提出實(shí)現(xiàn)零碳的2個(gè)方案和4種方法。本文經(jīng)中信出版集團(tuán)授權(quán)刊發(fā)。讓我們從快速問(wèn)答開(kāi)始——只有兩個(gè)問(wèn)題。
2. 在美國(guó)，下列哪一項(xiàng)最便宜？汽油包含著驚人的能量，把130根雷管捆在一起，才能趕上1加侖汽油所含的能量。當(dāng)然，雷管是立刻釋放所有能量，而汽油是緩慢燃燒——這也正是我們給汽車(chē)加汽油而不是加雷管的原因。在美國(guó)，汽油非常便宜，盡管你在加油站加油時(shí)可能并不這樣認(rèn)為。在日常生活中，除了柴油和噴氣燃料等類(lèi)似產(chǎn)品，沒(méi)有任何東西能夠以如此低的價(jià)格提供如此高的能量。在閱讀本章剩余的部分時(shí)，記住如下兩個(gè)與汽油相關(guān)的事實(shí)：汽油能量巨大和汽油價(jià)格低廉。當(dāng)談到每花1 美元可以獲得多少能量時(shí)，這兩個(gè)事實(shí)會(huì)提醒我們：汽油是黃金標(biāo)準(zhǔn)。如果你在人行道上隨機(jī)攔下幾個(gè)陌生人，問(wèn)他們哪些活動(dòng)對(duì)氣候變化的影響最大，他們可能會(huì)說(shuō)燃煤發(fā)電、駕駛汽車(chē)和乘坐飛機(jī)。但要知道，交通運(yùn)輸部門(mén)的溫室氣體排放量?jī)H占全球總排放量的16%，排在生產(chǎn)和制造、電力以及種植和養(yǎng)殖部門(mén)之后。這種混淆是可以理解的：交通運(yùn)輸雖然并不是全球最大的排放源，但在美國(guó)的確排名第一。總之，若想實(shí)現(xiàn)凈零排放的目標(biāo)，就必須消除交通運(yùn)輸導(dǎo)致的所有溫室氣體排放。這里講的并不僅僅是美國(guó)，而是整個(gè)世界。顯然你也知道，汽車(chē)、船舶和飛機(jī)在燃燒燃料時(shí)會(huì)產(chǎn)生導(dǎo)致全球氣候變暖的二氧化碳。為了實(shí)現(xiàn)零排放的目標(biāo)，我們需要用其他能量密度相當(dāng)且價(jià)格同樣便宜的產(chǎn)品取代這些燃料。這有多難？相當(dāng)難。但也不是不可能做到的。我們?cè)跒榻煌ㄏ到y(tǒng)尋找“脫碳”方法時(shí)，每單位燃料所產(chǎn)生的能量和每花費(fèi)1 美元所產(chǎn)生的能量是兩個(gè)非常重要的孿生概念。在人類(lèi)歷史99.9%的時(shí)間里，出行根本不靠化石燃料。我們步行，騎動(dòng)物，乘坐帆船。到19世紀(jì)初，人類(lèi)發(fā)明了用煤炭驅(qū)動(dòng)機(jī)車(chē)和輪船的方法，自此之后就再也沒(méi)有回頭。在一個(gè)世紀(jì)的時(shí)間里，火車(chē)穿越大陸，輪船則橫跨大洋，把人和產(chǎn)品運(yùn)送到世界各地。19世紀(jì)末，以汽油為燃料的汽車(chē)進(jìn)入我們的生活，緊接著就是20世紀(jì)初興起的商業(yè)航空旅行。如今，它們都已經(jīng)成為全球經(jīng)濟(jì)的重要組成部分。從化石燃料首次進(jìn)入交通運(yùn)輸領(lǐng)域到現(xiàn)在，雖然只有短短200年，但我們已經(jīng)對(duì)它們產(chǎn)生了根本上的依賴(lài)。如果沒(méi)有同樣廉價(jià)且可為長(zhǎng)途旅行提供動(dòng)力的替代品，那么我們永遠(yuǎn)都不會(huì)放棄化石燃料。冒著被抱怨嘮叨的風(fēng)險(xiǎn)，我在這里講一下我對(duì)交通運(yùn)輸領(lǐng)域的看法——這個(gè)看法跟我對(duì)電力、制造及農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的看法是一樣的：對(duì)于越來(lái)越多的人員流動(dòng)和貨物流通，我們應(yīng)該感到高興。往返于農(nóng)村與城市之間是一種個(gè)人自由，更不用說(shuō)貧困國(guó)家的農(nóng)民為了謀生把收獲的農(nóng)作物拿到市場(chǎng)上交易了。國(guó)際航班把整個(gè)世界聯(lián)系到一起，而這在一個(gè)世紀(jì)前還是難以想象的；與不同國(guó)家的人交流有助于我們理解共同的目標(biāo)。那么在不導(dǎo)致氣候進(jìn)一步惡化的條件下，我們?cè)鯓硬拍芾^續(xù)享受現(xiàn)代旅行和交通的種種便利呢？我們是否擁有我們所需的全部技術(shù)，還是需要一些創(chuàng)新呢？全世界行駛在路上的汽車(chē)約有10億輛。僅2018年一年就新增了大約2400萬(wàn)輛，而這還是扣除了報(bào)廢車(chē)輛之后的數(shù)字。因?yàn)槿紵蜁?huì)不可避免地排放溫室氣體，所以我們需要一種替代品：要么是由空氣中的碳而不是化石燃料中的碳制成的燃料，要么是另外一種形式的能源。我們先從第二個(gè)選項(xiàng)說(shuō)起。今天，許多汽車(chē)品牌提供純電動(dòng)汽車(chē)：奧迪、寶馬、雪佛蘭、雪鐵龍、菲亞特、福特、本田、現(xiàn)代、捷豹、起亞、梅賽德斯– 奔馳、日產(chǎn)、標(biāo)致、保時(shí)捷、雷諾、斯瑪特、特斯拉、大眾，以及其他不計(jì)其數(shù)的汽車(chē)制造商，其中也包括中國(guó)和印度的汽車(chē)公司。我自己也有一輛電動(dòng)車(chē)，而且很喜歡它。盡管過(guò)去電動(dòng)車(chē)比燃油車(chē)貴很多，而且現(xiàn)在仍有一些偏貴的電動(dòng)車(chē)車(chē)型，但它們?cè)趦r(jià)格上的差距近年來(lái)已經(jīng)大幅縮小。在很大程度上，這是因?yàn)殡姵爻杀敬蠓档汀?010年以來(lái)下降了87%，以及政府為推動(dòng)零排放汽車(chē)發(fā)展而出臺(tái)多項(xiàng)稅收減免政策和由此發(fā)起的承諾等。 ▲雪佛蘭推出的燃油車(chē)“邁銳寶”和電動(dòng)汽車(chē)“博爾特EV”
但即便到2030年，電動(dòng)車(chē)跟燃油車(chē)相比還是會(huì)有一些弊端。首先，汽油價(jià)格變化很大，而只有在油價(jià)高于一定水美元時(shí)，電動(dòng)車(chē)車(chē)主才會(huì)省錢(qián)。其次，電動(dòng)車(chē)充滿(mǎn)電通常需要一個(gè)小時(shí)甚至更長(zhǎng)時(shí)間，而給燃油車(chē)加滿(mǎn)油所需時(shí)間不會(huì)超過(guò)5分鐘。再次，就避免碳排放而言，只有當(dāng)我們使用來(lái)自“零碳”能源的電力時(shí)，開(kāi)電動(dòng)車(chē)才有意義。如果電力仍來(lái)自燃煤電廠，那么用它給電動(dòng)車(chē)充電，無(wú)非就是用一種化石燃料替換另一種化石燃料而已。最后，要讓所有的燃油車(chē)不再上路也是需要時(shí)間的。平均而言，一輛車(chē)從裝配線(xiàn)正式下線(xiàn)到最終走進(jìn)汽車(chē)報(bào)廢廠需要至少13年的時(shí)間。這樣一個(gè)漫長(zhǎng)的生命周期意味著，如果想在2050年以前讓美國(guó)所有的乘用車(chē)都以電力驅(qū)動(dòng)，那么在接下來(lái)的15年里， 電動(dòng)車(chē)銷(xiāo)量占比需要接近汽車(chē)總銷(xiāo)量的100%。今天，這個(gè)數(shù)字還不到2%。正如前文提到的，第一種實(shí)現(xiàn)零排放的方法是轉(zhuǎn)向由大氣中的碳制成的替代性液體燃料。燃燒這些燃料時(shí)，不會(huì)給空氣增加額外的碳——只是把先前制造燃料時(shí)所用的碳?xì)w還了而已。看到“替代燃料”這個(gè)詞時(shí)，你可能會(huì)想到乙醇——由玉米、甘蔗或甜菜制成的生物燃料。問(wèn)題在于：由玉米制造的乙醇并不是“零碳”的，而依照制造工藝的不同，它甚至都不是低碳的。農(nóng)作物的種植需要化肥。把植物轉(zhuǎn)變成燃料的煉制過(guò)程也會(huì)產(chǎn)生溫室氣體排放。然而，替代燃料并不是一項(xiàng)注定失敗的事業(yè)。我們現(xiàn)在已經(jīng)開(kāi)發(fā)了先進(jìn)的第二代生物燃料，這類(lèi)燃料不會(huì)面臨常規(guī)生物燃料所面臨的問(wèn)題，因?yàn)樗鼈兯玫脑牧喜⒉皇羌Z食作物——除非你特別喜歡柳枝稷色拉。另外，它們還可以用農(nóng)作物殘留物（比如玉米稈）、造紙的副產(chǎn)品，乃至廚余垃圾和庭院垃圾生產(chǎn)。因?yàn)樵牧喜皇羌Z食作物，所以它們不需要施肥或者只需要施用很少的化肥。另外，它們不是種在農(nóng)田里的，因而也就不會(huì)擠占用以生產(chǎn)糧食或動(dòng)物飼料的土地。令人遺憾的是，在先進(jìn)生物燃料領(lǐng)域，現(xiàn)在依然存在研發(fā)資金不足的情況，而且這些燃料無(wú)法得到大規(guī)模配置，因而也就無(wú)法幫助我們實(shí)現(xiàn)交通系統(tǒng)“脫碳”的目的。▲使用先進(jìn)生物燃料替代汽油的綠色溢價(jià)
注：綠色溢價(jià)的意思是使用零排放的燃料（或技術(shù)）的成本會(huì)比使用現(xiàn)在的化石能源（或技術(shù)）的成本高出的部分。生物燃料從植物中獲取能量，但這并不是制造替代燃料的唯一方法。我們還可以利用“零碳”電力將水中的氫和二氧化碳中的碳結(jié)合，進(jìn)而合成碳?xì)淙剂?。因?yàn)樵谶@個(gè)過(guò)程中會(huì)用到電力，所以這些燃料有時(shí)也被稱(chēng)作“電燃料”。電燃料有許多優(yōu)勢(shì)：它們是可直接使用燃料，而且由于制造原料是從空氣中捕獲的二氧化碳，所以燃燒時(shí)不會(huì)增加總排放量。不過(guò)，電燃料也有一個(gè)弊端：價(jià)格高昂。你需要用氫來(lái)制造電燃料，而正如第四章所講的，以“零碳”方式制造氫的成本非常高。你還需要使用清潔電力來(lái)制造電燃料（否則就沒(méi)有意義了），而從目前的情況看，我們的電網(wǎng)中還沒(méi)有足夠便宜的清潔電力可供經(jīng)濟(jì)合算地生產(chǎn)燃料。這些都會(huì)拉升電燃料的綠色溢價(jià)。這對(duì)普通家庭來(lái)說(shuō)意味著什么？一個(gè)美國(guó)家庭通常每年在汽油上的支出約為 2000美元。所以，如果價(jià)格上漲10倍，那么就會(huì)多付2000美元的溢價(jià)；如果價(jià)格上漲2倍，那么美國(guó)公路上行駛的每輛常規(guī)乘用車(chē)都要多付4000美元。是不是大多數(shù)人都愿意接受這類(lèi)價(jià)格上漲，目前還不清楚。但你要知道，美國(guó)上一次提高聯(lián)邦汽油稅是在1993年，在那之后的20多年里一直沒(méi)有變化。我不認(rèn)為美國(guó)人會(huì)樂(lè)意為汽油多付費(fèi)。目前有4種方法可以減少交通運(yùn)輸領(lǐng)域的溫室氣體排放。一是減少交通活動(dòng)，比如少開(kāi)車(chē)、減少飛行次數(shù)和減少海運(yùn)。我們應(yīng)該鼓勵(lì)更多的出行替代模式，比如步行、騎行和拼車(chē)。有些城市正通過(guò)“智慧城市計(jì)劃”推動(dòng)低碳出行，這種做法很棒。▲中國(guó)深圳的純電動(dòng)公交車(chē)隊(duì)
二是在汽車(chē)生產(chǎn)過(guò)程中少用碳密集型材料——盡管這不會(huì)影響本章中講的基于燃料的排放。正如第五章中提到的，由鋼和塑料等材料制成的汽車(chē)在生產(chǎn)過(guò)程中不可避免地排放溫室氣體的。因而，這類(lèi)材料在汽車(chē)中使用得越少，碳足跡就越少。三是更高效地使用燃料。這個(gè)議題得到了立法者和媒體的廣泛關(guān)注，至少在乘用車(chē)和卡車(chē)上是如此。大多數(shù)世界主要經(jīng)濟(jì)體都制定了有關(guān)這類(lèi)車(chē)的燃油效率標(biāo)準(zhǔn)。在推動(dòng)汽車(chē)公司加大工程研發(fā)投入和制造高能效發(fā)動(dòng)機(jī)方面，這些標(biāo)準(zhǔn)發(fā)揮了重要作用。但只有這些標(biāo)準(zhǔn)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。比如，在國(guó)際海運(yùn)和航空領(lǐng)域，我們也有一些關(guān)于排放的建議標(biāo)準(zhǔn)，但它們幾乎沒(méi)有強(qiáng)制執(zhí)行效力。試想哪個(gè)國(guó)家的管轄權(quán)可以覆蓋大西洋上一艘集裝箱船的碳排放量呢？另外，雖然生產(chǎn)和使用更高效的交通工具是朝著正確方向邁出的重要一步，但僅靠這些仍無(wú)法實(shí)現(xiàn)零排放的目標(biāo)。因?yàn)楸M管你燒的汽油少了，但總歸是在燒汽油。這就引出了第四個(gè)減少此類(lèi)排放的方法，而這也是最有效的一個(gè)方法：轉(zhuǎn)向電動(dòng)車(chē)和替代燃料。正如本章中所論述的，這兩個(gè)選項(xiàng)目前都存在一定程度的綠色溢價(jià)。讓我們來(lái)看看哪些方法可以降低綠色溢價(jià)。乘用車(chē)的綠色溢價(jià)正一路走低，最終必然降為0。我們需要一些具有創(chuàng)新意義的政府政策。比如，出臺(tái)激勵(lì)人們購(gòu)買(mǎi)電動(dòng)車(chē)的政策，還要?jiǎng)?chuàng)建充電站網(wǎng)絡(luò)、提升電動(dòng)車(chē)的實(shí)用性等。國(guó)家層面的承諾有助于增加電動(dòng)車(chē)的供應(yīng)并降2029年起只購(gòu)置電動(dòng)公交車(chē)，到2035年則全面禁止燃油小汽車(chē)的銷(xiāo)售。接下來(lái)要做的就是讓我們希望擁有的那些電動(dòng)車(chē)跑起來(lái)，而這需要大量的清潔電力。我在第四章中講述大力部署可再生能源、致力于實(shí)現(xiàn)電力生產(chǎn)及存儲(chǔ)技術(shù)突破的重要性，原因之一就在于此。我們還應(yīng)該探索核動(dòng)力集裝箱船。盡管這方面存在非?，F(xiàn)實(shí)的風(fēng)險(xiǎn)（如果船沉了，必須確保核燃料不會(huì)泄漏），但很多技術(shù)挑戰(zhàn)都已經(jīng)被突破，畢竟核動(dòng)力潛艇和核動(dòng)力航空母艦服役已久。最后，我們需要付出巨大的努力，探索各種制造先進(jìn)生物燃料和廉價(jià)電燃料的方法。行業(yè)公司和研究人員已經(jīng)在嘗試不同的開(kāi)發(fā)路徑，比如利用電力或太陽(yáng)能制氫，或利用微生物制氫，因?yàn)橛行┪⑸锉旧砭湍墚a(chǎn)生氫。我們探索得越多，實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破的機(jī)會(huì)就越大。對(duì)于如此復(fù)雜的問(wèn)題，很難用簡(jiǎn)單的一句話(huà)概括，但在交通運(yùn)輸領(lǐng)域，“零碳”的未來(lái)基本是這樣的：利用電力驅(qū)動(dòng)我們能驅(qū)動(dòng)的所有交通工具，并以廉價(jià)替代燃料為其他交通工具提供動(dòng)力。
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