加满油——但加什么? - 彭博社
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昂贵的汽油引发了一场寻找美国能源问题解决方案的狂潮。参议员黛安·范斯坦(加州民主党)表示,“混合动力汽车可以提供一种创新的解决方案,帮助减少我们对汽油的渴求。”乔治·W·布什总统认为,“我们使用的乙醇越多,消耗的原油就越少。”而参议员奥林·哈奇(犹他州共和党)则称所谓的插电式混合动力车为“我们国家交通需求的灵丹妙药。”
随着政治家们在秋季选举前加大言辞,汽车制造商们也将自己与各种技术解决方案联系在一起。但我们要明确一点。底特律的营销人员、东京的工程师或华盛顿的幽默家所推动的任何绿色、节油的汽车技术,如果考虑到先进技术的前期溢价,都不会迅速降低司机的成本。它们在未来一两年内也不会对国家的石油进口产生真正的影响,更不用说到十一月了。
从中国无法满足的需求开始,全球对石油的需求如此强劲,以至于将淹没美国人可能自愿节省的任何汽油。此外,由于美国超过2.3亿辆汽车的车队大约每15年才更新一次,即使是重大的新技术也需要一段时间才能产生影响。考虑到美国人愿意做出的妥协如此之少,“没有灵丹妙药,”密歇根州安阿伯汽车研究中心主任大卫·E·科尔说。“汽油发动机还会存在很长时间。”
毫无疑问,开发替代方案是美国的一个重要目标。汽车公司需要推动研究和开发,政府必须认真对待创造新技术的激励措施。替代燃料的方法将需要大量的工作,以兑现减轻对外国石油依赖的承诺。但也要记住,这些方法将面临一个关键考验:新车辆必须让司机在加油时省钱,满足他们的驾驶偏好,并且仍然让汽车公司获得利润。
那么未来会怎样呢?如果汽油价格继续上涨,美国的高速公路将逐渐变得像欧洲的道路。SUV仍然会存在,但更多的车辆将会更小、更高效,只有富人和那些带着大家庭的人才会开大型车辆。已经,最大的车辆的销量正在放缓,而对更高效的四缸车型的需求正在激增。随着时间的推移,更多的柴油车、混合动力车和其他替代燃料车辆将加入流通。以下是它们能和不能提供的。
混合动力的炒作?
当然,混合动力车节省燃料。但目前它们高昂的前期成本消耗了任何燃料节省,甚至更多。这种情况可能会持续五年,直到混合动力车的溢价下降。原因是:车载电脑、电气组件和镍氢电池的成本实在太高。汽车工程师学会的高级编辑林赛·布鲁克表示,电池本身就占据了混合动力车大约3000美元额外成本的60%。
丰田汽车公司(TM)的新混合动力凯美瑞于四月上市,是一个很好的案例研究。这款售价26,500美元、每加仑39英里(mpg)的轿车比非混合动力的四缸凯美瑞贵约5,000美元。假设驾驶者每年行驶15,000英里,汽油价格为3美元,那么每年可以节省约500美元的燃料费用。这意味着买家需要大约10年才能收回成本,假设没有其他昂贵的故障。为了使这个数学计算成立,汽油价格需要接近每加仑5美元,或者,布鲁克表示,混合动力的溢价必须降到1,500美元或更低。
当然,许多购物者选择混合动力车是出于情感原因:他们想驾驶一辆环保车辆。但SUV驾驶者的数量远远超过他们,并且有自己的情感需求。因此,虽然混合动力车会越来越受欢迎,但不会占据道路。J.D. Power & Associates Inc.(MHP)(与《商业周刊》一样,属于麦格劳-希尔公司(MHP))预测,混合动力车的销量将从今天的1.2%增长到2013年的4.75%。
下一代混合动力车提供了更显著的效率提升,但价格也更高。例如,插电式混合动力车依赖于更强大的电池组,可以在晚上从插座充电,因此可以在电力驱动下行驶更远。这可以有效地将油耗提升到每加仑100英里。但即使更高效的锂离子电池如预期那样普及,强大的电池也会增加成本并可能增加重量,丰田环境问题首席工程师戴夫·赫曼斯指出。
玉米饮料
种植基于作物的燃料在理论上是合理的。通用汽车公司(GM)董事长兼首席执行官G. Richard Wagoner Jr. 推广乙醇作为减少石油进口和清理排放的最佳方式之一。他说:“在接下来的五年里,没有什么能比乙醇更好地解决[能源]问题。”
但是,尽管乙醇带来了短期的收益,Wagoner承认“这不是免费的。”对通用汽车来说,使发动机适应乙醇的成本每辆车仅几百美元。然而,对消费者来说,经济学尚未成立。由85%乙醇和15%汽油制成的燃料,或称E85,在许多市场上的价格现在高于汽油。再加上它的效率比汽油低25%,消费者在加油站的账单要高得多。一辆使用E85的雪佛兰塔霍SUV在每加仑3美元的情况下,每年燃料费用约为3500美元,比全汽油车型多出800美元。
Wagoner的解决方案可能有助于美国摆脱对外国石油的依赖。但并不是乙醇生产商今天制造乙醇的方式。从耕作田地和收割玉米的柴油拖拉机,到将玉米粒运送到加工厂锅炉的卡车,生产乙醇需要每生产1.3个能量单位的乙醇就消耗1个能量单位的化石燃料。
纤维素收益
更有前景的是一种仍需十年或更长时间才能实现的能源作物。纤维素乙醇是指从整个玉米植物——茎、叶、穗等——而不仅仅是玉米粒中提炼出的酒精。它为乙醇的潜力提供了巨大的提升。通过利用其他作物和森林废料,以及玉米,能源部估计美国每年可以生产13亿吨生物质,这足以在2030年前替代美国约三分之一的液体燃料需求,而今天的比例几乎只有2%。
但是在纤维素工业开始欢呼减少石油进口之前,还有大约十年的研发工作要做。麻省理工学院的化学工程教授格雷格·斯特凡诺普洛斯解释说,挑战在于找到更好的方法将纤维素分解成糖,然后培育能够在木质植物物质中生存的糖和复杂化学物质的混合物的新微生物,并最终产生有用的乙醇。
在过去的十年里,阿彻·丹尼尔斯·米德兰公司(ADM)和杜邦(DD)已经开发出制造新型生物可降解聚合物的方法。基于这一先例,斯特凡诺普洛斯估计,开发出工业化的纤维素乙醇生产工艺将需要10年和5亿美元。“这就是缺点,”他说。“好处是有潜力替代数百亿美元的石油进口。这是显而易见的。”
柴油因素
在大西洋彼岸,德国工程师表示柴油是最佳选择。虽然在这里仍然不是司机的万灵药,但在燃油节省方面,这种燃料提供了最佳的性价比。宝马、戴姆勒克莱斯勒(DCX)和大众在欧洲销售的柴油发动机可以提高多达50%的燃油经济性。给这样的发动机连接一个空气涡轮增压器,你可以提高燃油经济性,并提供美国人渴望的那种轮胎尖叫的扭矩。宝马现在正在考虑为美国市场推出其受欢迎的330轿车的柴油版本。这款车的马力为231,燃油经济性为34英里每加仑,扭矩足以让它在起步时成为一辆真正的热轿车。
问题是,排放物是肮脏的,将它们过滤到可接受的水平需要花费金钱。柴油车排放致癌的烟尘和大量的氮氧化物,或称NOx,这是雾霾的一个成分。其排放比80年代咳嗽、 sputtering的柴油车要干净。但仍然太脏,无法满足加利福尼亚州、纽约州和新英格兰的清洁空气法规。这意味着几乎三分之一的美国人无法购买这样的汽车。
有新的技术可以解决柴油污染,并满足所有50个州的清洁空气法规,包括明年生效的更严格的排放规则。根据梅赛德斯的说法,这些技术不会花费太多。梅赛德斯-奔驰美国公司的总经理伯尼·格拉泽(DCX)表示,该公司的新蓝色科技柴油技术应该能够满足法规,并可能在两年内上市。今天,梅赛德斯的E320柴油车比同类的E350汽油轿车贵1000美元,但燃油经济性提高了20%。格拉泽表示,新的清洁柴油车不会有太多溢价,但公司正在等待其排放清洁技术的批准。
底线是:如果汽油价格飙升至每加仑超过4美元,汽车制造商可能会真正推动研发以提供更好的燃油经济性。但没有多少人预期会出现如此高的价格。通用汽车的分析师表示,短期内汽油价格已经达到峰值。每当关于替代能源的喧嚣达到高潮时,石油生产商就会增加产量,汽油价格又会下降,大卫·科尔指出。虽然其他国家的高能源税使得人们关注节能,但过去美国的节能努力因汽油价格的下跌而受到干扰。“我们在80年代初的油价飙升后看到了这一点,”科尔指出。如果价格回落到2美元或更低,“每个人都会停止担心节省燃料。”
即使这个夏天加油站没有缓解,仍然可以安慰的是,高油价将使世界顶尖的能源技术专家思考替代方案。麻省理工学院斯隆汽车实验室主任约翰·B·海伍德表示,最佳路径是推进多种技术,保持对可能性和时机的诚实认识。“这不是悲观,”他说。“你无法大幅加快这种变化。”
作者:大卫·韦尔奇 & 亚当·阿斯顿