一般而言,我们把电动车称为新能源汽车,但实际上,电动车与汽油车几乎是同时起步的,都诞生于第二次工业革命,甚至电动车出现的还要更早一点。早在1863年,比利时人tienne Lenoir就发明了氢能源汽车,比奔驰汽油车早25年。
我们知道,工业革命其实就是能源效率革命。人类很早就使用了煤炭、石油,但是能源使用效率是一个技术问题。在第二次工业革命期间,内燃机和电动机的发明将工业经济推入两条不同的赛道,引发了一场关于能源效率革命的竞赛。
换言之,电动车和燃油车,起步的时间差不多,但结局却完全不同。
1900年时,蒸汽车比重最多,其次就是电动车,然后才是汽油车。这时就已经出现了我们今天感觉很酷的电动平衡车。
回到120年前,若让当时的政府制定汽车产业政策,说不准会选择电动车。
若将时间再往前推一百年(1800年),我想,若要制定产业政策,一定会选择马车而不是蒸汽车。
因为当时的道路上,马车纵横,马粪遍地,蒸汽机车行驶的速度还不如马车。事实上,1801年,英国人才制造了第一辆在道路上行驶的载人蒸汽车,时速为9.6公里。到了19世纪中期,欧洲很多城市开始流行蒸汽车。
但是,1865年,英国政府通过了臭名昭著的《道路(蒸汽)机动车法》(“红旗法案”),将蒸汽车在乡下和城市的速度分别限制在每小时3公里和6公里,而马车并无任何限速。该法案还要求,蒸汽车在行使时,必须有人手持红旗在车前方60码开路,以避免惊吓到行人和牲畜(马车)。
英国政府在当时选择了马车,而不是蒸汽车。这一法案很大程度上限制了英国蒸汽车的发展,蒸汽车后来转移到了法国。
我们再来看看,过去一百多年,人类为何选择了燃油车,而不是电动车。
燃油车的发明经历了非常曲折漫长的过程,其关键在于内燃机技术。
活塞式内燃机的原理最早来源于17世纪的荷兰物理学家惠更斯。1794年英国人斯特里特才提出从燃料燃烧中获取动力的设想。1833年,英国人赖特提出了直接利用燃料压力推动活塞作功的设计。
直到1860年,法国人勒努瓦模仿蒸汽机的结构,设计制造出第一台实用的煤气机。这台煤气机车将热效率提升到4%左右。两年后,法国人罗沙提出了四冲程工作循环原理,提高了内燃机效率。
1876年,德国发明家奥托在罗沙的基础上,创制成功第一台往复活塞式、单缸、卧式、3.2千瓦(4.4马力)的四冲程内燃机。这是一台煤气燃料的火焰点火式的内燃机,热效率提升至14%。
这时,石油逐渐被开发出来,燃烧汽油、柴油的内燃机逐渐被开发出来。1883年,德国人戴姆勒创制成功第一台立式汽油机。它的转速高达800转/分,当时煤气机的转速不到200转/分。这台汽油机,极大地推动了汽车产业发展。
1897年,德国工程师狄塞尔研制了第一台压缩点火式内燃机(柴油机)。这台柴油机将热效率提升到26%。这个水平已经相当高了,现在的发动机,如本田、丰田以及马自达热效率不过40%。这是一项革命性的发明,人们称之为狄塞尔引擎。
狄塞尔引擎问世后,刺激了世界机械业的神经。1898年,柴油机用于固定式发电机组,1903年用作商船动力,1904年用于舰艇。
即便如此,若当时政府制定产业政策,依然可能不会选择汽油车。
要知道,从内燃机原理提出到柴油机的问世,人类经过了200多年的漫长探索。而德国人卡尔·本茨在1888年造出第一台可以上路的汽油车时,电动车已经大行其道。
德国人戴姆勒、迈巴赫也在1889年才开始制造汽油车。美国人福特更是在1901年才建立第一个汽油车制造厂。直到1913年,第一台以柴油机为动力的内燃机车才出现。
这个时候,另外一个赛道上,电力革命正在领跑。
塞尔维亚裔美籍科学家特斯拉在1893年制造出了100万伏的高电压,并赢得了与爱迪生之间的“电流大战”。从此,人类进入电气时代,电力革命席卷工业领域。
而内燃机崛起,是1920年代之后的事情。这时,欧美世界有两大因素发生了变化,促使内燃机在汽车上优势要明显强于电动车:
一是大油田的发现,石油价格大幅度下跌,汽油车成本快速下跌,内燃机开始大规模推广到工业领域;
二是欧美国家逐渐形成了公路网络,汽油车的续航能力要远远高于电动车。
从1920年到现在,这100年间,汽油车占据了绝对统治地位,电动车则被边缘化。但其实,电力革命,其实与内燃机革命是并驾齐驱的,在很多领域,电力取代了煤炭、石油。比如家电,冰箱早期是烧煤气的,用煤气加热使浓氨水沸腾。后来,煤气冰箱被更高效的电力冰箱取代,变成了我们现在的“电冰箱”。
所以,回顾这几百年的能源革命历史,个人、企业家及政府确实很难判断未来产业及技术变革的方向。即使电力或内燃机都具有效率,但运用到不同产业中效果是不同的。政府没有办法掌握所有的信息来判断,汽油车或电动车未来哪个更有优势。
同是交通领域,有轨电车的效率比燃油车更高,如城市早期的有轨电车和高铁。但是,在普通汽车中,汽油车的效率则更加明显。主要原因是汽油、柴油的压缩密度和燃烧效率远远高于电池动力。
在电动车与汽油车的百年竞赛中,我们至少可以得出两个启示:
一是如内燃机重大技术革命,是受市场驱动的,往往是多个国家的技术人才、企业家共同交流、协作与竞争的结果。若实施“幼稚产业保护”政策,只会形成信息孤岛,减缓技术创新的步伐。
二是历史长河中,我们会发现,人类是渺小的,很多眼前认为是正确的方向,但历史的走向却完全不同。正如人在浩如烟海的图书馆、变幻无常的股票市场中,我们无法掌握所有人的信息,更难以判断未来的走向。
百年之前,汽油车超越电动车的原因,除了内燃机革命之外,还包括大油田的发现以及公路网的建设。在当时,这些信息(知识)是政府或个人难以完全掌控的,更无法预料大油田及公路网对汽油车的影响。
时至今日,我们也难以判断,电动车一定优于汽油车,或者汽油车优于电动车。从热效率的角度来看,如今的纯电动车不如汽油车,混合电动车则强于汽油车。
“电动汽车的能量来自于电网,我国 80%的电力是靠热力电站(烧煤、烧油)提供的。如果我们将电厂发电的热效率、向各个用户输送电能的效率、电瓶充电效率、电瓶充电-放电循环效率以及电动机和控制器的效率连乘起来,再将电网上的电转变成车轮动力的总效率,即使每项都按最高效率值考虑,其结果也比普通内燃机的热效率至少低 5%。”(中国汽车报)
金融投资家维诺德·科斯拉认为,电动汽车实际上是煤炭驱动的汽车。它的碳排放比汽油驱动的车更差。
我们现在将电力称之为新能源,不论从历史、效率及清洁度来看都是不准确的。从经济学角度,新能源应该由能源效率来定义。
文 | 智本社
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