Wait But Why网站上的文章有几种不同的类型。一种WBW文章是我注意到,所有国家最一致的一点就是,石油(即原油)在交通部门中占据主导地位。世界交通94%依靠石油,而且在大多数发达国家,这一比例甚至更高。
生物质使用量相当可观,几乎全部来自发展中国家,很多都在非洲。生物质通常是指燃烧木材、谷物等食物蒸馏出的油类以及肥料之类的物质。
右侧是大量废能。废能是我们浪费的能量,通常表现为热能,是由于低效率而导致。交通部门的表现特别差,发动机实际只用到了所烧燃料能量的四分之一。
接下来,我们来看一下法国:
思考:
核能用得非常多,因此煤用得非常少。这使得法国成为二氧化碳排放量非常低的一个国家。
但与其他国家一样,其交通依赖石油。
法国是以下问题的典型案例:化石燃料在某种程度上是一种地缘政治噩梦,这个问题本文不会探讨,但非常重要。国家独立可产生巨大的动力,这非常重要,一个国家依赖其他国家生存从来都不是好事,化石燃料进口需求是现代国家无法独立自主的主要原因之一。法国在交通上完全依赖石油,并且完全依赖其他国家供应石油,这使其处于一个非常危险的境地。美国不存在这样的依赖性。十年前,美国60%的石油依赖其他国家,但之后它成为了三大产油国之一,美国能源情报署预计石油净进口量将仅占美国2015年石油消费量的21%。而且令人惊讶的是,我发现美国的石油进口只有很小一部分来自中东:仅仅12.5%来自沙特阿拉伯,20%来自整个波斯湾地区。更多的是来自西半球:加拿大目前占总进口量的37%,比例最大,墨西哥和委内瑞拉也非常突出,各占9%。
中国情况如何?
中国是一个能源消费大国,这主要是因为该国是一个工业大国。该国还是一个煤炭燃烧大国,每年烧掉的煤炭占世界煤炭总消费量的近一半。57000拍焦的煤炭消费量简直令人瞠目结舌,这超过了法国总能流量的五倍。
沙特阿拉伯:
这是一个能源结构非常单一的国家。
不出所料,朝鲜的能流图比较奇怪:
现在我们看看2013年的情况,看一下美国能流图。图中单位不同。1 quad = 1千万亿英国热量单位(BTU),约等于1000拍焦。
两大重点:
美国已成为天然气消费大国,目前是世界第一大天然气消费国。
美国更是石油消费大国,消费量几乎是第二大石油消费国中国的两倍,比表中的第三大石油消费国日本高出四倍有余。
为了用对比的方式显示美国的石油消费量,我为每个州都找到了一个消费量相当的国家:
最后,让我们回到之前开始了解以上图表的目的。这是因为,你在说一些你希望是真的但实际上并不是真的事情时,不得不使用这样的字眼。
我们以美国为例,来说明为什么他们错了:
1)美国是混合发电的,而不仅仅使用煤发电。美国电力仅有39%是煤电。这个比例还在下降:
天然气的二氧化碳排放量不到煤的一半,目前美国电力有四分之一是天然气发电。核电和可再生能源几乎没有二氧化碳排放,现已占美国发电量的三分之一。
2)电厂发电的能量生产效率比汽车发动机更高。以相同来源的燃料为例,电厂燃烧天然气的效率是60% ,也就是说有40%的燃料能量在能量生产过程中损耗了。对汽车来说,燃烧汽油的效率只有25%,大多数能量都损耗为热能了。电厂的系统更大、更复杂,在捕获废弃的热能方面总会好过小小的汽车发动机。提升的效率意味着即使一辆汽车使用的完全是煤电,它的碳排放量也只是与每加仑汽油能跑30英里的燃料汽车相同,而这样的汽车已远比一般燃料汽车更清洁了。
由于不同的州用不同的能源发电,某些地方的电动车会比其他地方的更环保。美国能源部有个很好的工具,可以对全美任何有邮编地区的电动车与燃油汽车的对比情况做出评估。
在很少用煤发电的地方,比如纽约州,电动车的油井到车轮的排放量远比燃油汽车少(在图表中,HEV指传统混合动力车,PHEV指插电式混合动力车):
而在煤电最多的州,比如科罗拉多州,电动车导致的二氧化碳排放量会更高,但仍比燃油汽车要少:
全国平均值介于两者之间,综合来看,电动车的二氧化碳排放量仅有燃油汽车的61%:
关注公益科学家联盟24提出一个方法,不考虑汽车的类型,直接对比汽车的排放量,这种度量叫做等效英里/加仑,或MPGghg(ghg代表温室气体)。
MPGghg是指燃油汽车需要达到每加仑多少英里的效率,才能与一辆电动机的碳排放量相当(对电动车来说,碳排放来自发电的工厂)。换句话说,如果电动车的MPGghg达到40,那就是说它的碳排放量相当于每加仑能跑40英里的燃油汽车。
一款普通的全新燃油汽车的MPG平均值为23。对于燃油汽车来说,MPG超过30就算相当不错了,而低于15或17的话就算差了。请记住,完全使用煤电的电动车,MPGghg能达到30(因此,即使在假定完全使用煤电的州,电动车也能达到高效燃油汽车的同等水平),而如果电动车使用的电来自天然气发电的话,它的MPGghg为54,刚好超过丰田普锐斯(MPG为50)。
下面的这个地图非常有用,它显示了电动车在美国各地的MPGghg值:
因此,即使对占全国人口17%的那些住在煤电比例最大的州的人来说,电动车也胜过几乎所有的燃油汽车。总结如下:
而且,重要的是,目前位置已经非常不错的蓝条每年还会往右移一点。电网一年比一年更清洁,也就意味着随着时间的推移,电动车也越来越环保。燃油汽车只能原地踏步,眼睁睁看着未来离自己越来越远。
我最近花很多时间了解电动车的方方面面,之前我对电动车没什么太大感觉,但现在我有了很深的感触。我想如果还有人对燃料汽车的未来持积极态度,那他肯定是得到了错误信息、本人在燃料汽车方面有财务上的利益、不可救药的老思想、沉迷于政治或纯粹就是个笨蛋!对吧?一个超级支持燃油汽车的人,至少应符合上述五项中的一项,对吧?
现在的斗争,不是燃油汽车与电动车之间的斗争。这个问题已经有了定论。这是一场关于时间的战争。石油公司会想尽办法延缓这个过程,它们有可能成功,但赢不了这场战争。至少我看不出它们怎么能赢。生产灯油的公司可以通过设法不让公众知道灯泡是什么而姑且继续在一段时间内保持强大,但人们终究会知道灯泡是什么,而油灯将会停产,灯油公司也会随之倒闭。油乎乎的引擎盖过时了,轰轰作响的加速声音过时了,过热的发动机过时了,更换机油也过时了,用不了多久,每个人都会意识到这一点。2050年时,你可以带孙子进行一场有趣的实地旅行,让他看看20世纪老式的加油站,并解释它是如何运行的。25驾驶燃油汽车,就好比在野营挂车上乱扔垃圾,在飞机上抽烟,以及把一大堆废纸扔到垃圾桶里,公众的反感情绪迟早会上来,这只不过是时间问题。
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人类学习如何用火开启了现代世界,时至今日,我们仍生活在一个用火的时代。但我们也需要继续进步,我们不能坐吃山空,必须另找出路。狗也要离开洞穴。我们需要学习用成熟的方式对待能源可持续发展的方式。
未来的可持续能源世界,即上文提及的我们时间表的黄色部分,说起来很简单。它是这样的:
1)我们使用的几乎每件东西都离不开电。
2)我们的用电几乎全部来自可持续来源。
那将是个依赖阳光和电力的世界,那个世界中没有燃烧的立足之地。
随着时间的推移,这种过渡会逐步发生。在文章的开头,我们确定了两大急需解决的问题:1)发电的规模巨大,但多数都不环保。2)交通运输的规模巨大,而且几乎全部都不环保。
接着,我们用了本文其余的整个篇幅详细探讨了第2个问题,仔细研究了事情为什么会发展成那样,为什么会保持那种状态,以及为什么说我们有可能见证最终改变的时刻。
今天我们不讨论第1个问题,但需要指出的是,马斯克(通过其美国领先的太阳能面板安装公司Solarcity)和特斯拉(通过其新产品--Powerwall固定电池组)26在能源等式的这个半边也走在了前面。如有兴趣,可以阅读我在太阳能和SolarCity上发表的迷你帖子。
人们还没意识到,但截至目前为止,单个家庭或企业均已可以选择先行进入可持续发展的未来。仅仅使用SolarCity和特斯拉的产品,你今天就可以住在一所依靠连接太阳能面板的电池供电的房子里,或开着这样一辆车,就可以完全依赖阳光生活。马斯克和他的公司为每个想要离开化石燃料时代的人铺就了一条黄砖小道。而且,如果现代技术能够让个人、企业、甚至整个城市的生活摆脱化石燃料,那就意味着我们所熟悉的这个时代可能很快就要结束了。
如何改变世界
研究特斯拉并不是研究一种车,或者一家公司,而是研究改变是如何发生的。也是研究为什么很多情况下改变没有发生。
我们的直觉告诉我们,技术、社会标准、运动和思想都会随着时间向前发展,就好比社会的进步是条河流,而这些东西就是漂流在河流之上的木筏。因此,我们把时间的推移和进步联系起来,并用未来这个词指代比我们目前的世界更美好、更先进的世界。
事实上,之所以会有更先进的未来,是因为有少数勇敢的人想将未来带到我们的生活中。现在并不欢迎先进的未来,因为现在是由过去的思想、标准和技术组成的树冠主导的。有时会对已被证实的概念进行不断调整和完善,对我们来说,这看似向未来发展,但事实上,这只不过是对过去的润色。
当真正的改变来临时,你会看得出来。如有机会目睹某个颠覆性的革新者冲破重围,直冲云霄,那一定是种难得而又令人振奋的感觉。2007年,乔布斯推出iPhone时,我就有过那种感觉。在那之前,我一直认为无处不在的黑莓、诺基亚和摩托罗拉刀锋是最顶尖的技术,但是他的那个讲话让我顿悟,它让我发现,事实上那些手机是如何地深陷在过去之中。iPhone没出来前,你根本不知道你的黑莓手机有多差劲。这种感觉有点像我在六岁时第一次看到别人在电脑上打字的感觉一样,行末的单词会魔术般地跳到下一行。早上还觉得打字机很普通,但突然就过时了。我看到第一台iPod,开始非常讨厌我那一大叠笨拙、低效的CD时,也发生过同样的事。
上个月,我试驾了特斯拉Model S,我又有那种感觉。那天早上,我开车去特斯拉工厂时还感觉像是开了辆租来的新车,但离开工厂时,虽然还是开着那辆车,但却感觉它就像部1982年的老车。我现在有点明白马修(Matthew Inman)为什么称他的Model S为神奇的太空车了,因为开着它就是这种感觉。这就是新技术、革新技术给人的感觉。我们的现代世界之所以这么先进,并不是因为我们飘流在不可避免的进步河流之上,而是因为有了一个又一个的非凡时刻,有人或公司做出了令人惊叹不已的创举。
然而,那些改变世界的时刻并不能平稳地滑翔到这个世界来:这些向着未来的跨越式进步必须奋力冲破茂密的树冠,然后通过抗争让自己留在那里。过去总是喜欢无所事事地盘桓在我们现在的世界里,它不喜欢未来在这里崭露头角,因为这会暴露过去的本质过去就是过去。因此,新技术和颠覆性技术出现时,经常会遇到阻力,现有的树冠会竭尽所能打压潜在的颠覆者,不给它生长、蔓延的势头。守旧者知道,一旦颠覆者站稳脚跟并开始迅速传播它的思想,整个游戏就会发生变化,一旦打破平衡,人们就不再会去尝试打压颠覆者,相反,每个人都会争先恐后地去效仿。
特斯拉此刻正在做的,正是一个近在眼前的例子,让我们看到了变化是如何发生的。
改变汽车行业的想法对于埃隆马斯克而言只是灵机一动,而克里斯蒂尼克尔森则是经历过一番波折,但马斯克独自一人也做不了太多事。为了实现他的想法,他必须将头脑中的这些闪念放大,为此他组建了特斯拉。由此为汽车行业带来了一个新的成员,11,000名也曾苦苦思索过电动车问题的特斯拉员工共同组成了经营这家汽车公司的超级大脑。
改变无迹可寻,只能走自己的路。特斯拉面临的挑战如此艰巨,部分原因也正在于此。亨利福特不仅生产了汽车,他还开创了一片风景,定义了汽车。自那时起,汽车公司都没能跳出福特定义的范围。再来看看马斯克是如何评价福特的:福特是这样一种人,不管发生什么事,他总能找到解决之道,他总能搞定问题。他是真的能够专注于客户的需求,即使客户自己并不知道自己的需求是什么。很明显,这也是马斯克和特斯拉正在做的事。如果长途旅程中的充电站不够多,那就建个能源网络。如果因为锂离子电池价格太高,影响扩大规模,那就建个工厂,让全球锂离子供应量翻番,从而降低电池价格。只要去做就好了。
由于设定了加速实现可持续交通的宏伟目标,并以一半的新汽车应该是电动车为意义深远的获胜标准,27只是成立一家伟大的汽车公司还是不够的。要把马斯克的初衷提升到一个新的高度,特斯拉必须提升自己的规模。为此,特斯拉正在打造一系列明星汽车产品,以此让公众对汽车应该是什么样子有了新的期望,然后,整个行业都不得不去调整,以便适应这个新的期望。
通过解决自己汽车存在的许多电动车问题,特斯拉也为其他公司打造了一条通往电动车占主导地位的世界之路(想成为行业顶尖的公司,就必须保守自己的革新秘密,但是,特斯拉的目标是改变整个行业,因此2014年,特斯拉公开了自己的全部专利)。
其他公司对特斯拉的使命持怀疑态度,因为特斯拉的目标是要把产量提升至50万辆汽车,这只不过占汽车每年总产量的0.5%。他解释道,特斯拉独自所能带来的影响非常小。它可能会改变人们的观念,但单凭它自己并不能改变世界。但是,如果选择购买Model 3的人很多,而汽车公司发现再也没有什么借口,因为该车的续航里程、操控和加速性能在各方面都优于汽油汽车,而且还让人负担得起,人们确信他们就要买这样的车,那么这会促使汽车公司在自己的电动车项目上进行大量的投资,从而间接地,通过刺激竞争,特斯拉可以发挥催化作用,推动整个行业朝着电动车的方向实现多个数量级的跃进。
这就是如何将一个人的灵感向整个行业乃至全球公众进行传播,届时,一旦完成传播,每个人都会念念不忘电动汽车。
也许有些地方我看错了,或者可能会发生一些未曾预料到的事情,但是从我看到的、读到的和谈论到的情况来看,特斯拉真的像是能够完成它的使命并且改变世界。特斯拉要尽快在市场上推出大众市场接受的电动车,加速实现可持续交通。如果Model3最终真的和他们说的一样好,那么毫无疑问,在我看来,电动车成为行业标准的时间将会大大提前。进而这也就意味着50年后,大气中的二氧化碳浓度、城市的雾霾水平以及全球的温度都会比原本可能达到的更低,而且可怜的北极熊将又能吃到海豹了。除此以外,还有其他12种势必会影响到我们生活的正面效果。这差不多完全符合改变世界的定义了吧。
在此期间,马斯克每星期要花两天的时间在这上面。其他的时间里,他还要完成人类移民其他星球的任务。下篇帖子里,我们将讨论这些事。