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100多年前,电动汽车吊打燃油车,但为何最终惨被淘汰?

日期:2021-10-22    来源:能源学人

国际充换电网

2021
10/22
09:34
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关键词: 电动汽车 碳排放 充电桩

前言:一项新的研究发现,如果电网可以早20年发展起来,电动汽车可能会达到68-79%的市场份额,每辆汽车的二氧化碳排放量可能会因此下降60%。

在革新普及方面,一个长期争论的焦点仍然是先有鸡还是先有蛋的世纪问题,比如先有远洋船只还是现代化港口?先用家用电器还是先铺电网?先开汽车还是先铺装道路?先造飞机还是先建机场?对于那些需要新的基础设施才能实现大规模普及利用的技术,比如需要充电桩网络的电动汽车来说,时间因素就会显得尤为突出。Josef Taalbi和Hana Nielsen在《Nature Energy》杂志上撰文,通过衡量基础设施在内燃机汽车与电动汽车技术竞争中扮演的角色后发现,在20世纪初,延迟的电网发展会扼杀电动汽车的发展,反而对内燃机车辆的普及有重要推动作用。

据调研,1900年,以蒸汽、电力和汽油技术为基础的汽车在4200辆汽车中分别占比40%、38%和22%。1905年,超过50%的商用车辆是电动的。传统观点认为,汽油车胜出是因为它更高效,价格更低。Josef Taalbi和Hana Nielsen仔细分析了历史数据,对这种解释提出了质疑。

他们收集并分析了大量数据,包括1895年至1942年间引入的37000多种不同乘用车的详细资料,并将城镇级电力和汽油基础设施的可用性、道路和家庭收入等数据结合起来,以求调查电动汽车是否真的是因为汽油车更高的性价比而处于竞争劣势,如果不是的话,又如何解释电动汽车在1920年被淘汰?令人惊讶的是,报告发现,汽油车的平均价格一直高于85%的电动汽车。电动汽车在1910年之前并不比汽油汽车贵,只是更多地面向都市消费者。

那么问题仍然是如何解释乘用电动汽车的衰落?一个重要因素是电力基础设施的可用性。Taalbi和Nielsen首先研究了电力基础设施铺建对汽车技术选择的影响。然后,他们建立了一个逆现实模型,表明如果美国电网的普及率在1902年达到1922年的水平,那么在20世纪20年代引入的模型中,有64%到79%的汽车将会是电动的。尽管电力汽车可能不会完胜,但它们可能会成为城市旅行的首选,而汽油汽车只会更多的用于远程驾驶。

Taalbi和Nielsen的研究结果其实与目前的研究一致,即基础设施的发展对电动汽车的推广和滞留决策起到非常关键作用。例如,增加充电桩的数量是英国政府最近花费28亿英镑用来推动电动汽车发展的一个重要部分。Taalbi和Nielsen还初步估计了如果电动汽车更早获得普及,环境污染会受到怎样的影响。他们认为,在1920年,每辆汽车的二氧化碳排放量每英里将减少0.4公斤(相当于汽油汽车排放量的42%),总排放量将减少2000万吨。

当然,目前尚不清楚当时的政府是否能够就基础设施发展做出更务实的决策。社会科学家有时将这种 “路径依赖” 决策选择问题分为三种: 第一种,决策无关紧要,或者即使重要,也会做出最优决策; 第二种,这一决策可能会最终导致令人遗憾的结果,但这些结果最初是不可知的; 第三种,这一决策导致了显而易见但是可以补救的结果。考虑到环境污染, 电力基础设施可能介于第二和第三路径选择之间。因为二氧化碳排放和其他废气在当时与市中心马粪造成的巨大污染相比,并不是什么大问题。

然而,人们仍然想知道,如果当初有更快的电网铺建,将会是否什么结果。在1899年至1941年间,电力公用事业的生产率增长速度在美国所有行业中排名第二,连续42年保持5.0%的年增长率,其次是汽车,年增长率为4%,最后是电机,达到了2.0%。在这种产出增长快于投入的速度下,价格也出现了下跌。这表明,这些行业本来是具有高度活力的,可以对激励措施采取很好的反应,比如早些时候对基础设施铺建的刺激,或消除一些阻碍因素。

举个例子,一个比较著名的阻碍因素就是19世纪末爱迪生和西屋电气之间的“电流之战”(直流电与交流电),以及随后的专利池。这又把我们带回了一个问题: 产品和系统,孰先孰后? 虽然最后交流电赢了,但不是完胜:例如,纽约市最后一个直流电站直到2007年才关闭。如果爱迪生和西屋电气意识到,在面临其他技术激烈竞争的时候,能够快速普及电力应用是多么重要的话,他们可能会更早达成一致协议。

未来的研究可能会继续从探索历史的角度去发掘现存问题,去探究其他竞争技术是否也因为基础设施或者系统问题导致了同样的结果。比如齐柏林飞艇与客机、蒸汽与柴油火车、蒸汽与柴油轮船、自行车与摩托车、轮渡与气垫船,等等。

在这类历史研究中会遇到许多挑战:我们回溯的时间越久远,数据就越稀少,我们就越需要创造力来检验假设。Taalbi和Nielsen的研究给我们提供了实现这一目标的参考方法,并强调了基础设施的发展与电动汽车的普及是多么相关,120年前的决策对现在的影响有多么深远和持久,以及我们现在的决策对未来又会有怎样的影响。

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