物理学家:提高能效可使30年后能源需求与当前相同

2016-03-25 来源:腾讯财经 作者:李思谊 康路 编辑:腾讯财经


  “中国2050年的GDP比2010年水平或增长6倍,通过提高能效的方式,包括能效技术的应用和经济结构转变,可以使能源需求仅比目前水平略高。”2016年博鳌期间,落基山研究所联合创始人兼首席科学家Amory Lovins 在谈论2050年中国GDP与能源需求间关系时称。

  Amory在接受腾讯财经专访时表示,超过60%的能源供应将来自非化石原料,将单位化石燃料GDP提高1100%,总燃煤量将下降80%。更加多样化和更多分布式的能源供应,以及对石油依赖的降低,能够让中国的能源供给更加安全。

  发展新能源汽车成为提高能源利用率必不可少的环节。Amory认为,以下四个方面成为电动汽车快速普及的关键点:

  首先,采用像碳钢那样质量很轻但很坚硬的材料,因为汽车2/3的耗能是由车身质量带来的。减少质量和阻力,需要的电池体积就会大大减少;

  其次,采纳以税收抵扣的形式补贴给购买高能效电动汽车的消费者。当购买高效能汽车时可以得到补贴,购买低效能汽车时要支付额外的费用;

  再次,将电动汽车对电网的贡献货币化。通过新能源汽车从电网充电获得的补偿来降低电动车的成本;

  最后,翻天覆地的变化将发生在汽车和石油产业,完成将汽车从“PIGS”(个人的、使用内燃机的、燃烧汽油的、主要由钢铁制造的)向“SEALS”(可分享的、电动化的、自动的、轻量化的)的转变。

  当然,他认为中国新城市的设计应该围绕步行(而不是车辆)的出行方式开展,可以减少1/3的混凝土使用量和2/3的驾驶需求。

  具体到技术路线上,Amory认为,“汽车技术最重要的两个发展趋势是轻量化及电动化。这两个趋势彼此之间相互促进,车体重量和阻力的减小会使同容量下电池的体积下降,从成本上讲更容易负担的起。”

  Amory建议,如果中国生产这种汽车,将可以很快使用汽车的智能充电和放电来提高电力系统的灵活性,减少对石油进口的依赖,并缓解环境和能源安全等突出问题。

  以下为采访实录:

  腾讯财经:你好 卢安武先生,欢迎做客腾讯财经。 《重塑能源》中提出发展分布式为主体的可再生能源 生产系统和高效用能系统的观点,指出“能源革命不会一夜之间发生。中国在今后的30年,不可能让煤炭继续做主导能源,您认为中国的能源革命应该朝什么样的方向发展?各种能源怎样布局?

  Amory Lovins: 在过去的两年半时间里,我们落基山研究所研究团队与其他两家美国合作伙伴机构与中国国家发改委下属能源研究所的专家们一起工作,共同研究中国如何能够在2050年实现在技术上和经济上可行的能效和可再生能源利用最大化的路线图。我们称之为“重塑能源:中国”项目。研究发现,到2050年,中国经济规模比2010年水平增长近6倍(587%)。同时,由于能效提升,能源需求量仅略高于当前水平,而单位能源产生的GDP会比现在高6倍。同时,能源供给会转变为以非化石能源为主,燃煤总量将下降80%。因此,空气质量会更好。在未清洁燃料和内燃机燃烧过程的前提下,空气污染可降低85-90%。中国的能源系统将将变得更加安全,减少对石油的依赖,也不会再有大规模停电。所有这些举措能使碳排放较2010年水平下降40%,中国经济的总成本将比常态化发展水平节省22万亿人民币。这一路线图不仅能让中国的环境更加清洁、能源系统更安全,还能够刺激经济发展,提高就业率,增强产业竞争力。

  腾讯财经:节能减排 的目标下,中国政府大力推广新能源汽车,尤其是在2015年,中国的新能源汽车销量跃居全球第一。事实上,推广新能源汽车已久的美国,其新能源汽车销量也并未得到奥巴马政府的要求。您觉得出现这种截然不同结果的主要原因是什么?政府在发展新能源汽车的发展,进一步扩大到产业发展的过程中,应该扮演什么样的角色?

  Amory Lovins: 毋庸置疑,汽油发动机汽车将被电动汽车所替代。电动车性能更好,成本更低,各方面都更具竞争力。电动车还能为电网带来重要的灵活性和分布式储能。当电动汽车通过智能电网和智能建筑进行充电和放电时,可帮助电力运营商配合不稳定的太阳能 和风能电力以增加电网的稳定性。

  让电动车快速普及有四个关键点,一是需要像碳纤维那样质量很轻但很坚硬的材料。目前汽车2/3的能耗是由车身重量带来的,因此当我们去掉部分质量和阻力,需要的电池就会大大减少。现在德国的宝马就有生产碳纤维电动车。尽管碳纤维价钱更高,但同时电池的需求和成本减少了(两项抵扣)。这样一来,生产电动车的成本就能和普通车差不多。

  其次,(在政策上)可以采纳一种税收抵扣(feebate)的形式。这种形式介乎收费和补贴之间。如果我新买的汽车能效较低,我就得额外(为低能效)付钱,但如果是高效能汽车,我就能得到一定的补贴。新加坡和五个欧洲国家都已采用这种政策。正是因为这样的补贴政策,去年挪威电动车市场份额增加到22.3%,这大约是没有实施此政策的美国市场的34倍。由此来看,这一政策十分有效。

  第三,电动车对电网的贡献可以被货币化。假如我生产一辆电动车,同一款车我可以提供两种版本。但是其中一款电动车价格可以比另外一款低1万美金,因为当这款车停下车充电时,就会与电网连结并交换信息。我会通过电动车与电网智能交互的过程获得1万美元 。如此一来我就能以同样的差价卖更多的电动车。电动车近一半的成本都可以通过与电网的智能交互中获得补偿。

  第四,汽车和石油产业将发生翻天覆地的变化。汽车产业将从“PIGS”模式向”SEALS”模式转变。 “PIGS” 代表的是个人的、使用内燃机的、燃烧汽油的、主要由钢铁制造的车辆。”SEALS”是指可分享的、电动化的、自动的、轻量化的服务型车辆。这种模式下,人们可以自由使用汽车而不必非得拥有它。

  这些变化是同步发生且相辅相成的。当电动车和与之匹配的商业模式同时存在时,车辆的每公里用能的电价就能非常便宜了。无需汽油,电动车能比燃油车开更远的距离,而且能降低整个经济体对车的需求。这样一来大家肯定会更愿选择电动车,开车和拥有车辆的成本以公里为单位计算可下降80%。这对我们城市而言是非常积极地发展方向。当我们建设更多的城市,我们的设计应该围绕人可以步行(而不是开车)的出行方式。如果我们采取一体化和分布式兼顾的方式设计人们生活,工作,购物,和娱乐所在的社区,使出行距离不那么远,人们也就无需开车出行了。这样一来可以减少1/3的混凝土使用量和2/3的驾驶需求。城市会更具活力,商业更繁荣、空气更清洁,人们也会更加健康快乐。现在全世界约有50个城市正朝着这一方向实施再规划,其中包括一些中国城市。通过转变为公交出行,(公交的建设成本)只有地铁建设成本的5%。所以我想说的是一种整体性规划,将汽车设计、公共政策、城市规划和新的商业模式一起统筹考量,中国在这些方面实力都非常强。

  腾讯财经:你之前曾经提出Hypercar超轻混合动力汽车的概念,目前,宝马、大众和奥迪已在产品中有所应用。在中国市场,国家对于混合动力汽车的支持力度远不及纯动力汽车,如何看待技术路线的差异对整个产业的影响?

  Amory Lovins: 汽车技术最重要的两个发展趋势是轻量化及电动化,这两个趋势之间相互促进。当车体重量和阻力减小后,电池的需求也相应减少,车的成本随之降低。这种方法比规模化销售带来的降价来得更快。有4-7家汽车制造商已经调整了战略,循着轻量化和电动化这两大趋势,并将两者有效结合。宝马在这个方面处于领先地位。但目前最轻的碳纤维电动车实际上是由丰田在2007年推出的一款4座概念车,重量仅为420公斤,是普通车重量的1/3。这意味着汽车动力系统价格更低,而节省下来的成本可以用来投资车体轻量化技术。目前世界汽车产业最新的制造工艺已经超越了全球供应链运营模式下的德国顶级工艺。他们能在1-2分钟内生产出一套复杂的2x2米尺寸的碳纤维部件。如果你好奇这种材料是什么,我带了一个由这种材料制作出来的碗 。十年前人们能在1分钟之内制作这样的一个碗,而现代工艺流程能够以更快速度和更低的成本生产出汽车部件。这种材料硬度很高,甚至比钛金属更结实,比钢铁硬度更高。如果在美国使用这种材料生产汽车,将可节省OPEC石油产量的一半,或是一个半沙特阿拉伯的石油,也相当于将每桶石油价格降到18美元,只是今天国际油价的很小一部分。如果在中国生产这种汽车,很快就能利用汽车的智能充电和放电来提高电网的灵活性,减少中国对于石油进口的依赖,以及随之带来的环境和安全问题。