如果沒有車輪和車軸的發(fā)明，你認(rèn)為世界會(huì)變成什么樣？那樣許多工作都會(huì)變得更加困難，而具體到運(yùn)輸業(yè)，肯定會(huì)與今天大不相同。在現(xiàn)實(shí)中的很多方面，車輪和車軸讓世界運(yùn)轉(zhuǎn)起來，運(yùn)輸也是如此，幾乎所有現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)的運(yùn)轉(zhuǎn)都離不開運(yùn)輸。
1896 年，魯?shù)婪?middot;迪塞爾（Rudolf Diesel）成功申請(qǐng)了柴油發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)明專利，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)為交通工具提供動(dòng)力。然后，近代以來，人們?cè)絹碓蕉嗟貙⑦@一技術(shù)轉(zhuǎn)向電動(dòng)化，其原因與馬車被取代大致相同效率和效益。然而，就在內(nèi)燃機(jī)被采用的同時(shí)，尼古拉·特斯拉發(fā)明了交流電機(jī)并獲得了發(fā)明專利。遺憾的是，這種電機(jī)未能成功推廣。從事后來看，我們不妨推測(cè)一下，如果電機(jī)取代了自采用內(nèi)燃機(jī)以來一直主導(dǎo)我們運(yùn)輸業(yè)的化石燃料能源，我們今天所面臨的生存環(huán)境威脅是否可以避免？
這是一個(gè)錯(cuò)失的好機(jī)會(huì)嗎？
編寫本書的主要目的在于幫助讀者了解如今世界正在面臨的全球化，工業(yè)、社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的變革，替代交通能源的發(fā)展，以及如何理解未來的變化和挑戰(zhàn)。
本書內(nèi)容概要
在本書中，我們將詳細(xì)介紹如何避免錯(cuò)失未來的重大機(jī)遇。我們將共同探討以下內(nèi)容。
第1 章： 概述氣候變化帶來的威脅和挑戰(zhàn)，以及化石燃料行業(yè)在汽油和柴油需求下降情況下的未來發(fā)展。
第2 章： 柴油作為主要燃料來源的興衰、柴油門的影響以及原始設(shè)備制造商（ OEM） 1 一如何應(yīng)對(duì)環(huán)保法規(guī)。
第3 章：《 巴黎協(xié)定》的目標(biāo)、影響和長(zhǎng)期雄心。
第4 章： 氣候變化的挑戰(zhàn)溫室氣體和二氧化碳的影響，以及國際社會(huì)如何就應(yīng)對(duì)全球變暖威脅的行動(dòng)計(jì)劃達(dá)成一致。
第5 章： 基礎(chǔ)設(shè)施挑戰(zhàn)，以及在通過創(chuàng)新發(fā)展貨運(yùn)港的概念來支持零排放運(yùn)輸系統(tǒng)發(fā)展方面政府的作用。
第6 章： 新電池技術(shù)對(duì)汽車行業(yè)未來就業(yè)的影響，以及稀土材料（REM）可持續(xù)采購的重要性。
第7 章： 電動(dòng)汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施、能源定價(jià)、碳稅，以及對(duì)電網(wǎng)的影響。
第8 章： 全球十大商用車制造商及其提供替代燃料動(dòng)力汽車的產(chǎn)品開發(fā)計(jì)劃。
第9 章： 電動(dòng)汽車市場(chǎng)領(lǐng)域發(fā)展中的新進(jìn)入者。
第10 章：替代燃料氫是否是重型貨車的未來燃料？
第11 章：商業(yè)創(chuàng)新、顛覆性商業(yè)模式和競(jìng)爭(zhēng)基礎(chǔ)的改變。
第12 章：全球汽車工業(yè)的重心從美國和西歐轉(zhuǎn)移到亞洲，尤其是中國。
第13 章：零排放汽車（ZEV）發(fā)展歷程概述。
第14 章： 商用車和運(yùn)輸業(yè)的未來2050 年及以后，未來的原始設(shè)備制造商分銷模式，包括經(jīng)銷商特許經(jīng)營；對(duì)未來貨運(yùn)管理和技術(shù)驅(qū)動(dòng)的維修服務(wù)的大規(guī)模投資；貨車停靠站的重塑。
本書縮略語見附錄A。

什么是凈零排放，如何實(shí)現(xiàn)？
當(dāng)所有的人為溫室氣體（GHG）排放都被平衡時(shí)，就實(shí)現(xiàn)了凈零排放。凈零排放意味著通過清除大氣中的溫室氣體（這一過程稱為碳清除）來平衡有害的人為排放。最初的挑戰(zhàn)是解決人為排放問題。這些排放包括由化石燃料驅(qū)動(dòng)的車輛和工廠產(chǎn)生的排放，應(yīng)盡快將這些排放降至接近零。任何剩余的溫室氣體都必須通過相應(yīng)的碳清除方式來減少。例如，可以通過恢復(fù)森林或直接從空氣中捕集與封存（DACS）的技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。凈零排放的概念可以描述為氣候中和（Levin 和Davis，2019）。
政府間氣候變化專門委員會(huì)（IPCC） 在其2018 年的報(bào)告中表明，為了穩(wěn)定全球氣溫，必須將溫室氣體凈排放量降至零。報(bào)告還指出，任何不將溫室氣體排放量降至零的方案都無法阻止氣候變化。瑞士、歐盟還有許多其他國家已根據(jù)《巴黎協(xié)定》批準(zhǔn)了這一目標(biāo)（IPCC，2019）。
要實(shí)現(xiàn)凈零排放并將全球升溫控制在1.5℃以內(nèi)，就必須清除并永久儲(chǔ)存大氣中的二氧化碳。正如MyClimate 所說：
這就是所謂的二氧化碳去除（CDR）。由于它與排放相反，這些做法或技術(shù)通常稱為實(shí)現(xiàn)負(fù)排放或吸收。凈零排放與CDR 之間存在直接聯(lián)系，越早實(shí)現(xiàn)凈零排放，所需的CDR 就越少，而且需要注意的是，實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的時(shí)間越晚，所需的負(fù)排放就越高（MyClimate 等）。
由于地球已經(jīng)對(duì)大氣中二氧化碳、甲烷和其他溫室氣體數(shù)量的微小變化做出了強(qiáng)烈反應(yīng)，因此，必須減少這些氣體的排放，直到整個(gè)系統(tǒng)恢復(fù)平衡。凈零排放意味著必須通過減排措施從大氣中清除所有人為溫室氣體排放，從而使地球在通過自然和人工吸收清除溫室氣體后達(dá)到凈氣候平衡。這樣，人類將實(shí)現(xiàn)碳中和，全球氣溫也將趨于穩(wěn)定（MyClimate 等）。

按經(jīng)濟(jì)部門劃分的全球溫室氣體排放量
全球溫室氣體排放量可按產(chǎn)生溫室氣體的經(jīng)濟(jì)活動(dòng)分類。如圖1 所示，電力和熱力生產(chǎn)是最大的溫室氣體排放源，占全球溫室氣體排放量的25%；農(nóng)業(yè)、林業(yè)和其他土地利用產(chǎn)生的溫室氣體占24%；工業(yè)占21%；相比之下，交通僅占全球溫室氣體排放量的14%（美國環(huán)境保護(hù)署，2020）。
其他能源10%
電力和熱力生產(chǎn)25%
農(nóng)業(yè)、林業(yè)和其他土地利用24%
建筑6%
交通14%
工業(yè)21%
圖1 按經(jīng)濟(jì)部門劃分的全球溫室氣體排放占比
注：來源于美國環(huán)境保護(hù)署（EPA），2020。

交通產(chǎn)生的溫室氣體主要涉及公路、鐵路、航空和海運(yùn)所燃燒的化石燃料。全球運(yùn)輸能源幾乎全部（95%）來自石油燃料，主要是汽油和柴油（美國環(huán)境保護(hù)署，2020）。
替代燃料對(duì)石油產(chǎn)品的適用性因運(yùn)輸行業(yè)而異，反映了全球運(yùn)輸系統(tǒng)的多樣性。如圖2 所示，汽車和摩托車產(chǎn)生的溫室氣體占所有運(yùn)輸方式的近50%，占所有公路運(yùn)輸產(chǎn)生的溫室氣體近2/3（63%）。同時(shí)，貨運(yùn)僅占全球溫室氣體排放約1/3（37%）。輕型貨車占公路貨運(yùn)的11%，重型貨車占12%。貨運(yùn)的平衡是海運(yùn)占12%，其他（2%）主要是鐵路和航空（美國能源信息署，2020）。

圖2 全球運(yùn)輸部門的溫室氣體排放占比
注：來源于美國能源信息署（EIA），2020。

實(shí)現(xiàn)乘用車運(yùn)輸?shù)拇蠓鶞p排
減少與乘用車運(yùn)輸相關(guān)的溫室氣體排放有以下多種方式。
1）使用替代燃料：使用比目前使用的燃料排放更少二氧化碳的燃料。替代能源可包括生物燃料、氫氣、風(fēng)能和太陽能等可再生能源，或二氧化碳排放量低于其替代燃料的化石燃料。
2）利用先進(jìn)的設(shè)計(jì)、材料和技術(shù)提高燃料效率。
3）改進(jìn)操作方法：采用盡量減少燃料使用的方法；改善駕駛方法和車輛保養(yǎng)。
4）減少出行需求：利用城市規(guī)劃減少人們每天駕車的里程數(shù)。采用提高出行效率的措施，如搭乘公共交通工具、騎自行車、居家辦公和步行，減少駕車出行需求。

實(shí)現(xiàn)輕型和重型道路運(yùn)輸?shù)拇蠓鶞p排
要在輕型和重型道路運(yùn)輸中實(shí)現(xiàn)大幅減排，需要在內(nèi)燃機(jī)中使用替代性低碳燃料，或轉(zhuǎn)向使用以電池（純電動(dòng)汽車，即BEV）或氫（燃料電池電動(dòng)汽車，即FCEV）形式儲(chǔ)能的電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是車內(nèi)能效高得多，但關(guān)鍵的技術(shù)問題是儲(chǔ)能密度和充電效率是否足以使其成為柴油或汽油貨車的可行長(zhǎng)距離替代品。
內(nèi)燃機(jī)設(shè)計(jì)、空氣動(dòng)力學(xué)和輪胎設(shè)計(jì)的改進(jìn)，已經(jīng)并將繼續(xù)提高柴油和汽油貨車的總體能效，從而提高碳效率，即每噸千米排放二氧化碳克數(shù)。由于貨車的種類繁多，因此很難對(duì)效率提高的速度進(jìn)行總體衡量，但現(xiàn)有數(shù)據(jù)表明，重型車輛的效率提高速度要慢于輕型車輛。在過去20 年中，歐洲貨車和乘用車的每千米平均排放量分別減少了2% 和3%，而貨車運(yùn)輸業(yè)在20 世紀(jì)90 年代之前經(jīng)歷了效率提升期，但最近幾十年卻停滯不前，例如，英國重型貨車的油耗從2004 年的每加侖8.8mile 2 一降至2016 年的每加侖8.5mile（英國運(yùn)輸部，2019）。
雖然通過逐步改進(jìn)內(nèi)燃機(jī)和車輛設(shè)計(jì)來提高能源效率的潛力巨大，但實(shí)際減排，相對(duì)于放緩的增長(zhǎng)速度，需要轉(zhuǎn)向替代燃料或電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。在21世紀(jì)20 年代，使用電動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)（無論是電池還是氫動(dòng)力）在技術(shù)上越來越可行，將成為實(shí)現(xiàn)最主要的碳減排方式和成本較低的選擇，適用于越來越多不同尺寸和行駛距離的客車和貨車。
與此同時(shí)，全球交通能源需求預(yù)計(jì)將增加。盡管車輛效率已經(jīng)并將繼續(xù)提高，但人口的持續(xù)增長(zhǎng)和道路交通的增長(zhǎng)趨勢(shì)抵消了車輛耗油量降低所帶來的好處。任何含碳燃料的二氧化碳排放量都與燃料使用量成正比。這意味著，只有減少柴油用量才能減少運(yùn)輸業(yè)的溫室氣體排放。減少柴油用量可以通過以下三種方式來實(shí)現(xiàn)。
1）更有效地使用燃料。
2）減少燃料使用需求。
3）用二氧化碳排放比例低于柴油的燃料代替柴油。
圖3 顯示了到2040 年按地區(qū)或組織和運(yùn)輸方式劃分的交通能源需求增長(zhǎng)預(yù)測(cè)（BP 能源經(jīng)濟(jì)學(xué)，2019）。
2 一 計(jì)量單位及常用英制單位換算見附錄B 和附錄C。
圖3 按地區(qū)或組織和按運(yùn)輸方式劃分的交通能源需求增長(zhǎng)預(yù)測(cè)
注：來源于BP 能源經(jīng)濟(jì)學(xué)，2019。

未來的旅程
在2050 年及以后實(shí)現(xiàn)零排放的過程中，政府在發(fā)展相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施以應(yīng)對(duì)從化石燃料經(jīng)濟(jì)向替代能源綠色技術(shù)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型方面的舉措成功與否，將起到重要作用。政府的監(jiān)管和政策措施將成為塑造未來運(yùn)輸業(yè)務(wù)的重要因素。這將包括法規(guī)對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施變革的影響，這些變革將使替代能源的應(yīng)用能夠取代破壞環(huán)境的化石燃料。未來基礎(chǔ)設(shè)施戰(zhàn)略的一個(gè)重要特點(diǎn)是必須考慮到政府對(duì)城市的管理和減少空氣污染的努力。
為了了解未來50 年的交通發(fā)展，我們需要認(rèn)識(shí)到，我們的出行方向還將
受到許多因素的深刻影響，其中包括以下因素。
1）地緣政治合作。
2）OEM 管理兩種對(duì)立力量的能力，即化石燃料與電氣化或替代燃料。
3）適應(yīng)替代燃料的威脅和對(duì)新生產(chǎn)方法的必要投資。
4）投資者群體，如對(duì)沖基金和主權(quán)財(cái)富基金。
5）電力公司。
6）利用創(chuàng)新和新技術(shù)。
7）知識(shí)產(chǎn)權(quán)管理和數(shù)據(jù)安全。
8）數(shù)字化服務(wù)，如5G 通信技術(shù)。
9）采購稀土材料。
10）發(fā)展相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施，以管理最后一英里貨運(yùn)，并以貨運(yùn)港口的形式引入城市整合中心，使大城市邊緣多余的集成電路制造工廠得以再生。
參考文獻(xiàn)
BP Energy gy Economics（ 2019） BP Energy Outlook 2019 Edition. Retrieved from: https://www.
bp.com/content/dam/bp/business-sites/en/global/corporate/pdfs/energy-economics/energyoutlook/
bp-energy-outlook-2019.pdf（ archived at https://perma.cc/KC3Y-QUQV）
Department of Transport（ UK）（ 2019） Energy and environment: data tables（ ENV）. Retrieved
from: https://www.gov.uk/government/statistical-data-sets/energy-and-environment-data-tablesenv
（archived at https://perma.cc/9EFE-CH5K）
EIA（ 2017） International Energy Outlook 2017. Retrieved from: https://www.eia.gov/outlooks/
archive/ieo17/（ archived at https://perma.cc/2H23-L43R）（ 2017）.pdf
EPA（ 2020） Global Greenhouse Gas Emissions Data. Retrieved from: https://www.epa.gov/
ghgemissions/global-greenhouse-gas-emissions-data（ archived at https://perma.cc/AZT8-9JTQ）
IPCC（ 2019） Global Warming of 1.5℃. Retrieved from: https://www.ipcc.ch/site/assets/uploads/
sites/2/2019/06/SR15_Summary_Volume_Low_Res.pdf（ archived at https://perma.cc/2SBXXPZJ）
Levin, K and Davis, C（ 2019） What does net-zero emissions mean? 6 common questions,
Answered, WRI. Retrieved from: https://www.wri.org/blog/2019/09/what-does-net-zeroemissions-
mean-6-common-questions-answered（ archived at https://perma.cc/TK3J-2T9E）
My Climate（ nd） What are negative emissions?, My Climate. Retrieved from: https://www.
myclimate.org/information/faq/faq-detail/what-are-negative-emissions/（ archived at https://
perma.cc/CBA5-HV4G）