柴油将走向何方
洁净交通
柴油曾被视为神奇燃料——高效、动力足,较之汽油,它的二氧化碳排放量更低,对环境友好。然而,近来对柴油的质疑之声日渐高涨。它是否洁净?是否安全?是否还有未来?
2015 年,某些汽车制造商被曝在柴油机尾气排放测试中造假,引发了有关这一燃料环境影响的巨大争议。随着部分研究将柴油排放物与呼吸道疾病和癌症联系起来,欧洲几大城市响起禁止柴油车的呼声,公众的信心也随之动摇。柴油是否已穷途末路,还是能扭转颓势?来自卡尔斯鲁厄理工学院的柴油科学家 Thomas Koch 教授和欧洲交通与环境组织洁净车辆专家 Julia Poliscanova 就此分享各自观点。
正反两面
Creating Chemistry:巴黎、斯图加特与马德里等城市正面临一大挑战,即 2025 年前全面禁止柴油车。这项举措是否合理?
Thomas Koch 教授:柴油车禁令并不合理。现代柴油车对于城市排放量的影响微乎其微。从投资成本角度来看,柴油车或许并不适合所有驾驶场景,但最新一代柴油车已解决氮氧化物排放问题。在常见驾驶条件下,柴油车的氮氧化物排放量远低于更加严格的新版欧洲限制许可,甚至还低于许多汽油发动机。很多旧车型的确没那么环保,但关键在于当下如何优化这些车型,而不是禁止柴油技术。
Julia Poliscanova:我赞同洁净的柴油车仍可以在未来存在,但现实情况是目前市场上的柴油车并不洁净,它们的实际道路驾驶排放量超过新的排放限值。这些车辆可能还会在道路上行驶15年,而搭载最新技术的柴油车最早也要到 2019 年才能通过审批上市销售。这一问题虽然在实验室里已得到解决,但现实生活中肯定还未被解决。为了净化空气,城市别无选择。
除了柴油车,另外两种最常见的车辆是汽油车和电动车。它们是否为更好的选择?
Koch:所有解决方案都必须助力全球交通发展,前提是不对人体健康造成影响。对于城市短途出行而言,汽油车、汽油混合动力车或电动车都是极佳的选择。如果年驾驶里程超过1.2万公里,柴油车优势更大。只要不对健康构成威胁,我乐于尝试任何技术。我认为这些技术并无本质差别。不过,如果驱动电动车的电能源自温室气体排放量较高的燃料(如煤炭),那就另当别论了。
Poliscanova:新一代汽油车将装配颗粒物捕集器,但依然会产生尾气。相对来说,电动车能实现尾气零排放,所以这是零排放和低排放的区别。就电能的环境影响而言,比利时布鲁塞尔自由大学曾做过一项研究,对采用不同电能组合方案的电动车进行了生命周期的分析,并将其与柴油车作对比。研究结果表明,只有在电动车所需电能完全依靠燃煤电厂产生时,其数据才会稍逊于柴油车。随着我们增加能源组合中的可再生成分,电动车优势将愈发显著。
你是否相信纯电动车乃大势所趋?
Poliscanova:如果政策制定者有此意愿,那么完全有可能在本世纪中叶实现纯电动车的市场。从中期来看,汽油发动机是理想的组合,可先过渡到汽油混动车,再到插电式混动车,最终变为纯电动车。行驶里程问题已基本解决,今年或明年上市的纯电动汽车行驶里程都将超过 200 公里,三年内将突破 300 公里。随着成本的不断下降,预计到本世纪 20 年代初,电动车的竞争力几乎能与传统汽车一较高下。我认为目前充电设施依旧是一个问题,不过我们有足够的时间攻克它。此外,我认为今后交通方式会大变样。如今的变革呈现三大趋势:电动车、无人驾驶汽车、共享汽车。它们将共同塑造未来的交通。如此看来,电动车贡献巨大。
“借助混合工艺,柴油技术将提升至新水平,得到进一步改善。”
Thomas Koch 教授
Koch:毫无疑问,无人驾驶与共享交通的未来具有无限可能,不过这与汽车用电能还是内燃机驱动并无关联。的确,电动汽车是一种解决方案,但为何这一技术是唯一选择?目前这种技术确实存在一些缺陷,比如车重、行驶里程、以化石能源为基础的发电方式以及基建设施成本,这些都将以税费形式转嫁给消费者。试想一下如果无法把交通能源(目前主要为液体燃料)与用于其他领域的能源分开,当发生故障时,我们整个经济将变得多么脆弱。我相信在未来相当长的一段时间内,我们仍然需要柴油车、汽油车以及混合动力汽车。
柴油将在哪些领域的混合燃料方案中发挥重要作用?
Koch:对于中远程汽车,以及特别是长途卡车而言,使用柴油发动机依旧是实现环境平衡的最佳选择。对于标准四门轿车来说,柴油发动机传动力更好,二氧化碳排放量较汽油发动机低 10% 至 20%,同时也低于汽油混动系统。从柴油的整个生产流程来看,由油井到油缸,再从油缸到车轮,柴油发动机的二氧化碳影响低于汽油发动机。简而言之,我们需要柴油。
Poliscanova:柴油车每公里燃油效率的确比汽油车高。但过去几年,汽油车正在逐渐缩小这一差距,尤其是小型车之间的二氧化碳排放量相差无几。相对而言,柴油容易引发不当的消费行为,因为它会鼓励消费者尤其是欧洲消费者购买更大型的汽车,进而抵消了燃油效率的优势。因为卡车的存在,柴油仍将占据一席之地,但长期来看,人们的选择会更加丰富。我们可能不会将所有卡车电动化,因为电池太重,但我们还有其他方案,比如通过电线为卡车充电的电动高速公路。
如何比较不同动力之间的维护与运行成本?
“过去几年,汽油车正在逐渐缩小与柴油车的差距。两者的二氧化碳排放量相差无几。”
Julia Poliscanova
Poliscanova:根据欧洲消费者协会调查,就汽车保有总成本而言电动车是更好的选择。Element Energy 最新研究发现,未来几年,电动车将足以与传统汽车分庭抗礼。整个市场中占据较大份额的汽车租赁领域中,电动车与柴油车已不相上下。到本世纪20年代初期,租赁电动车将赶上私家车。从消费者的角度来看,我认为目前电动车的一大问题在于车型不够丰富,否则电动车销量有望进一步增加。
Koch:电动车的保有总成本依然高于柴油车。在许多驾驶环境中,它们的竞争力仍然有限。以德国为例,销售汽油车与柴油车带来约 360 亿欧元税收收入,若没有这笔收入的支持,电动车的推广将承受巨大压力。不过,正如我之前所言,电动车在某些领域具有吸引力,我也很乐意看到有竞争力的电动车问世。不过,在很长一段时间内,柴油车将仍然是一个有吸引力、对消费者友好的选择。
消费者的选择还受到政府奖励与税费的影响。若公平竞争,市场将如何变化?
Koch:若削减电动车补贴,这项技术的推广肯定会受阻。我承认电动车很有吸引力,某种程度上而言,纯电动车也适合城市交通。政府应该做的是设立环保标准,让市场提供符合标准的车型,而不是强制使用哪种技术。借助混合工艺,柴油技术将提升至新水平,得到进一步改善。未来数年内,在不考虑税费的情况下,柴油车对消费者仍有吸引力,它也是最环保的交通工具。
Poliscanova:在欧洲,柴油车税费较低,因此,柴油车占新车销售量 50% 左右。但在没有柴油补贴的市场,柴油车的销售份额不到 5%,如美国低于 1%,中国不到 2%。如果欧洲取消燃油补贴,那么柴油车需求量将下降,我们会生产更多紧凑城市车型。在欧洲城市中,我们不需要那么多柴油车。
两位有何结论?
Poliscanova:柴油的主要劣势在于复杂的尾气处理过程。我们的确可以增添新的技术方案、新的尾气处理环节、新的排气管、新的催化剂、新的传感器,但柴油车会因此变得非常复杂且昂贵。相对而言,电动车更为简洁洁净,保养成本低。而且我们应考虑其竞争力:全球 70% 的轻型柴油车都在欧洲出售,中美两国所占份额均不到 1%。欧洲以外的地区并未沿着柴油车之路前行,这一情况不容忽视。我个人认为,未来属于电动车。
Koch:我很困惑柴油技术的反对者为何会忽视那么多事实来辩论。不过,有一点我们均无分歧:目前的燃油技术并不环保,我们从其他地方进口化石燃料,然后在欧洲燃烧。我们应当开发纯合成燃料,如 100% 环保的碳氢化合物。我们已开始着手处理这一问题,开发这一重要技术是正确之举。当前,经济适用的柴油车帮助人们自由驾乘,全天候随时出发,不论是零下 15 度的严寒还是 40 度以上的酷暑。这也是人类的一大梦想。