电动汽车的崛起：能源的未来 P3
电动汽车的崛起：能源的未来 P3
您的汽车——它对您生活的世界的影响将远远超出您的预期。
如果你读过能源未来系列的最后一篇油腻的部分，你会打赌这第三部分将涵盖太阳能作为世界新的主导能源形式的崛起。 好吧，你只是有点错误：我们将在 第四部分. 相反，我们选择首先涵盖生物燃料和电动汽车，因为世界上大多数运输车队（即汽车、卡车、轮船、飞机、巨型卡车等）都使用天然气，这就是原油在世界范围内拥有的全部原因。喉。 从方程中去除气体，整个世界都会改变。
当然，远离天然气（很快甚至是内燃机）说起来容易做起来难。 但如果你读到令人沮丧的结尾 第二部分，你会记得大多数世界政府在这件事上没有太多选择。 简而言之，在 2025 年至 2035 年期间，继续依靠日益波动和稀缺的能源（原油）来运行经济将在经济和政治上变得不可持续。 幸运的是，这个巨大的转变可能比我们想象的要容易。
生物燃料背后的真正交易
电动汽车是交通的未来——我们将在本文的后半部分探讨这个未来。 但全球有超过 XNUMX 亿辆汽车在路上行驶，用电动汽车取代这些车队可能需要一到二十年。 我们没有那种时间。 如果世界要摆脱对石油的依赖，我们将不得不寻找其他燃料来源，这些燃料来源可以让我们目前的燃烧车辆运行十年左右，直到电力接管。 这就是生物燃料的用武之地。
当您访问泵时，您实际上只能选择加满汽油、更好的汽油、优质汽油或柴油。 这对你的钱包来说是个问题——石油如此昂贵的原因之一是它几乎垄断了世界大部分地区人们使用的加油站。 没有竞争。
然而，生物燃料可能是这种竞争。 想象一个未来，当您下次开车进入泵时，您会看到乙醇、乙醇-气体混合动力，甚至是充电选项。 这种未来在巴西已经存在。
巴西从甘蔗中生产大量乙醇。 当巴西人使用泵时，他们可以选择加注汽油或乙醇，或者两者之间的各种其他混合物。 结果？ 几乎完全独立于外国石油、更便宜的天然气价格和蓬勃发展的经济——事实上，当该国的生物燃料产业起飞时，超过 40 万巴西人在 2003 年至 2011 年间进入了中产阶级。
“但是等等，”你说，“生物燃料需要弹性燃料汽车来运行。 就像电动汽车一样，用弹性燃料汽车取代世界上的汽车需要几十年的时间。 其实，也不是。 汽车行业的一个肮脏的小秘密是，几乎所有自 1996 年以来生产的汽车都可以以低至 150 美元的价格改装成灵活燃料汽车。 如果有兴趣改装您的汽车，请查看以下链接： 一种 和 二.
“但是等等，”你又说，“种植植物来制造乙醇会提高食品成本！” 与公众的信念（作者正式分享的信念）相反，乙醇不会取代粮食生产。 事实上，大多数乙醇生产的副产品是食物。 例如，美国种植的大部分玉米根本不是为人类种植的，而是为动物饲料种植的。 最好的动物饲料之一是“酒糟”，由玉米制成，但首先通过发酵-蒸馏过程生产——副产品是（你猜对了）乙醇和酒糟。
为气泵带来选择
这不一定是食物与燃料，它可以是食物和大量燃料。 因此，让我们快速浏览一下我们将在 2020 年代中期看到的不同的生物燃料和替代燃料：
乙醇. 乙醇是一种酒精，由糖发酵制成，可以由多种植物制成，如小麦、玉米、甘蔗，甚至是仙人掌等奇怪的植物。 一般来说，乙醇可以使用最适合一个国家种植的大多数植物进行大规模生产。
甲醇. 几十年来，赛车和飙车队一直在使用甲醇。 但为什么？ 嗯，它的等效辛烷值（~113）比优质汽油（~93）更高，提供更好的压缩比和点火正时，它比汽油燃烧得更干净，而且价格通常是标准汽油的三分之一。 你是怎么做这些东西的？ 通过使用 H2O 和二氧化碳，即水和空气，这意味着您可以在任何地方廉价地制造这种燃料。 事实上，甲醇可以使用来自世界不断发展的天然气工业的回收二氧化碳，甚至使用回收的生物质（即废弃物产生的林业、农业，甚至城市垃圾）来制造。
美国每年生产的生物质足以生产足够的甲醇，以每加仑 XNUMX 美元的价格覆盖美国一半的汽车，而使用汽油则为 XNUMX 或 XNUMX 美元。
藻类. 奇怪的是，细菌，特别是 蓝藻，可能会为您未来的汽车提供动力。 这些细菌以光合作用和二氧化碳为食，主要是阳光和空气，并且可以很容易地转化为生物燃料。 通过一些基因工程，科学家们希望有一天能够在巨大的户外大桶中培养大量这些细菌。 更重要的是，由于这些细菌以二氧化碳为食，它们生长得越多，它们就越能清洁我们的环境。 这意味着未来的细菌种植者可以从他们出售的生物燃料数量和从大气中吸入的二氧化碳量中赚钱。
电动汽车已经出现并且已经很棒了
电动汽车或电动汽车已成为流行文化的一部分，这在很大程度上要归功于埃隆马斯克和他的公司特斯拉汽车公司。 特斯拉 Roadster，尤其是 Model S，已经证明电动汽车不仅是你能买到的最环保的汽车，而且还是最好的驾驶汽车。 Model S 赢得了 2013 年“年度汽车趋势汽车”和汽车杂志 2013 年“年度汽车”。 该公司证明，电动汽车可以成为身份的象征，也可以成为汽车工程和设计领域的领导者。
但抛开这些特斯拉的屁股接吻，现实情况是，对于特斯拉和其他电动汽车近年来占据的所有媒体，它们仍然只占全球汽车市场的不到 XNUMX%。 这种增长缓慢的原因包括缺乏公众驾驶电动汽车的经验、较高的电动汽车零部件和制造成本（因此总体价格较高），以及缺乏充电基础设施。 这些缺点是巨大的，但它们不会持续很长时间。
汽车制造成本和电池将崩溃
到 2020 年代，大量技术将上线，以降低制造车辆的成本，尤其是电动汽车。 首先，让我们以您的普通汽车为例：大约五分之三的移动燃料用于汽车，三分之二的燃料用于克服汽车的重量以推动它前进。 这就是为什么我们可以做任何使汽车更轻的事情不仅会使它们变得更便宜，而且还会帮助它们使用更少的燃料（无论是汽油还是电力）。
以下是正在开发的产品：到 2020 年代中期，汽车制造商将开始使用碳纤维制造所有汽车，这种材料比铝更轻、更坚固。 这些较轻的汽车将能够在较小的发动机上运行并保持相同的性能。 较轻的汽车也将使电池在内燃机上的使用更加可行，因为当前的电池技术将能够为这些较轻的汽车以及汽油动力汽车提供动力。
当然，这还不包括电池技术的预期进步，而且还有很多。 多年来，电动汽车电池的成本、尺寸和存储容量以闪电般的速度提高，新技术不断上线以对其进行改进。 例如，到 2020 年，我们将看到引入 基于石墨烯的超级电容器. 这些超级电容器将使电动汽车电池不仅更轻、更薄，而且还能保持更多能量并更快地释放能量。 这意味着汽车更轻、更便宜、加速更快。 与此同时，到 2017 年，特斯拉的 Gigafactory 将开始大规模生产 EV 电池，有可能将 EV 电池的成本降低 30的2020百分比.
这些使用碳纤维和超高效电池技术的创新将使电动汽车的成本与传统内燃机汽车持平，并最终远低于内燃机汽车——正如我们即将看到的那样。
世界各国政府参与加速转型
电动汽车的价格下跌并不一定意味着电动汽车的销售热潮。 如果世界各国政府认真考虑避免即将到来的经济崩溃，这就是一个问题（概述于 第二部分）。 这就是为什么政府可以实施以降低天然气消耗和降低加油站价格的最佳策略之一是促进电动汽车的采用。 政府可以这样做：
电动汽车采用的最大障碍之一是许多消费者担心在远离充电站的道路上用完电动汽车。 为了解决这个基础设施漏洞，政府将要求在所有现有加油站安装电动汽车充电基础设施，甚至在某些情况下使用补贴来加快这一进程。 电动汽车制造商可能会参与到这种基础设施建设中，因为它代表了一种新的、利润丰厚的收入来源，可以从现有石油公司那里窃取。
地方政府将开始更新建筑章程，要求所有家庭都有电动汽车充电插座。 幸运的是，这已经发生了：加利福尼亚 通过法律 要求所有新的停车场和住房包括电动汽车充电基础设施。 在中国，深圳 通过立法 要求公寓和公寓的开发商在每个停车位中建造充电插座/站。 与此同时，日本现在拥有的快速充电站（40,000 个）比加油站（35,000 个）还多。 这项基础设施投资的另一个好处是，它将在每个采用它的国家代表数千个新的、不可输出的工作岗位。
同时，政府也可以直接鼓励购买电动汽车。 例如，挪威是世界上最大的特斯拉进口国之一。 为什么？ 因为挪威政府向电动汽车车主提供免费使用不拥挤的车道（例如公交车道）、免费公共停车场、免费使用收费公路、免收年度注册费、免除某些销售税和所得税减免。 是的，我知道的没错！ 即使特斯拉 Model S 是一辆豪华车，这些激励措施也使得购买特斯拉几乎与拥有一辆传统汽车相提并论。
其他政府可以很容易地提供类似的激励措施，最好在电动汽车达到全国汽车总拥有量的某个门槛（如 40%）后到期，以加快过渡。 在电动汽车最终代表了公众车队的大部分之后，可以对剩余的内燃机汽车车主征收进一步的碳税，以鼓励他们在游戏后期升级到电动汽车。
在这种环境下，政府自然会为电动汽车发展和电动汽车生产的研究提供补贴。 如果事情变得棘手并且需要采取更极端的措施，政府也可能会要求汽车制造商将更高比例的产量转移到电动汽车上，甚至强制要求仅生产电动汽车。 （这样的授权在二战期间非常有效。）
所有这些选择都可以将内燃机汽车向电动汽车的过渡加速数十年，减少全球对石油的依赖，创造数百万个新工作岗位，并为政府节省数十亿美元（否则将用于进口原油），这些美元可以投资于其他地方.
对于一些额外的背景，当今世界上大约有两辆超过 100 亿辆汽车。 汽车制造商通常每年生产 XNUMX 亿辆汽车，因此根据我们向电动汽车过渡的积极程度，更换足够多的世界汽车以重新点燃我们未来的经济只需要一到二十年。
临界点后的繁荣
一旦电动汽车在公众中的拥有率达到大约 15% 的临界点，电动汽车的增长将势不可挡。 与汽油动力汽车相比，电动汽车更安全，维护成本更低，到 2020 年代中期，无论汽油价格下降多低，电动汽车的加油成本都将大大降低。
相同的技术进步和政府支持将导致电动卡车、公共汽车和飞机的类似应用。 这将改变游戏规则。
然后突然间，一切都变得更便宜了
当您将车辆从原油消费方程中剔除时，会发生一件有趣的事情，一切都突然变得更便宜了。 想想看。 正如我们在 第二部分、食品、厨房和家居用品、药品和医疗设备、服装、美容产品、建筑材料、汽车零件以及其他大部分物品，都是使用石油制造的。
当大多数车辆过渡到电动汽车时，对原油的需求将会崩溃，原油价格也会随之下降。 这种下降将意味着在生产过程中使用石油的每个行业的产品制造商都可以节省大量成本。 这些储蓄最终将转嫁给普通消费者，刺激任何受到高油价打击的世界经济。
微型发电厂并入电网
拥有电动汽车的另一个好处是，如果暴风雪摧毁了您附近的电力线，它还可以兼作方便的备用电源。 只需将您的汽车连接到您的房屋或电器，即可快速增强应急电源。
如果您的房屋或建筑物投资了太阳能电池板和智能电网连接，它可以在您不需要时为您的汽车充电，然后在晚上将能量回馈到您的房屋、建筑物或社区电网，从而可能节省我们的能源账单，甚至让你赚点小钱。
但是你知道吗，现在我们正在进入太阳能这个话题，坦率地说，这值得我们自己讨论： 太阳能与能源互联网的兴起：能源的未来 P4
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