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為增強能源彈性的電動車計劃

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belayashma 發表於 2009-2-17 03:20 | 只看該作者 回帖獎勵 |倒序瀏覽 |閱讀模式
降低美國對石油進口依賴的最快速的方法,是用充電電池改造目前路上行駛的多功能運動車和皮卡車,從而將行駛里程從石油驅動轉變為電力驅動。以下是具體做法。
自理查德•尼克松以來,每屆總統都信誓旦旦地表示要降低美國對國外石油的依賴,但是都沒有成功。進口不斷增加,現在已經佔到石油消耗量的2/3,而美國遭受供應中斷的危險也隨之增加。正如前國務卿喬治•舒爾茨所說:「我們還要經受多少次打擊,才能對這一迫切問題採取決定性的行動?」

我們的目標不應是完全不使用國外石油資源。這在經濟上相互依賴的世界里既不現實也沒有必要。事實上,我們的目標應該是在進口中斷時形成足夠的恢復力。我們應把恢復力看作應對重大供應中斷的能力,這種能力應超過利用戰略石油儲備所能達到的高度。

我們可以通過提高能源來源的多樣性來加強恢復力。使用石油的商業、工業和家庭用戶已經能夠使用其他能源。而相比之下,交通則完全依賴石油,這就是我們面臨危險的根源。

我們的目標應該是提高交通能源來源的多樣性。石油的最佳替代能源是什麼?是電。通過什麼方法?將靠石油驅動的行程轉換為靠電力驅動。

電力驅動的行程並不一定意味著依賴完全用電的汽車,這種車需要建造大量昂貴的基礎設施。這一目標可以通過所謂的外接電動車(PEV)來實現。(由於許多外接電動車都是改裝的混合動力車,它們有時也被稱為PHEV)。PEV既有汽油引擎也有電動馬達。它們首先依靠電池中儲存的電力行駛。電池耗盡時,該車輛用汽油來繼續行駛。當車輛停止使用時,電池可以充電。

PEV消耗的汽油取決於它在兩次充電之間所行駛的里程。我們稍微簡單地解釋一下這一過程。比如說,如果僅用電力驅動的行程為40英里,而2次充電之間行駛的里程少於40,那該車輛就根本不需要消耗汽油,也就不可能計算每加侖汽油行駛的里程。如果行駛的里程超過電力驅動的範圍,那麼,每加侖汽油行駛的里程一開始會很高,爾後,隨著里程的增加而降低,一直到接近普通的汽油驅動車輛的水平。之所以選擇 40英里,是因為這是一個適合作為目標的里程範圍。美國公路上行駛的汽車中,有80%以上每天的行程小於這一距離。
目前已經有數百輛PEV原型車上路行駛。那麼,如果需要建造足夠的PEV以便顯著降低石油消耗,需要什麼資源呢?通過生產新汽車來補充現在已經上路的車輛花費的時間太長,令人難以接受。如果10家汽車製造商以豐田生產其非常成功的普銳斯車型的速度,每家推出一款新PEV,從現在起10年後,這種新車仍只佔美國公路上行駛的2.5億輛汽車的5%以下。

我們認為,美國應考慮通過建立售後車輛的翻修改造行業來加快這一轉變過程。為此,需要解決哪些技術和經濟問題?我們在斯坦福商學院Bass研討班二年級研究生團隊的幫助下,提出了一項試點計劃,並在此基礎上考察了這一問題;該計劃的目標是在3年內改造100萬輛車。我們感到,這一項目就是博弈論中所說的「獲勝的最小博弈」(minimum winning game):朝著長期戰略目標邁進的重要一步(見附文「『安迪的現實世界』研討班」)。
由於目前的電池成本較高(每個大約為10,000美元),我們估計,這一試點項目的費用大約為100億美元。也許有人會認為,這一成本會隨著數量的增加而減小;但是,由於該計劃是通過設計來加速進行的,所以我們必須假設電池仍保持昂貴的價格。假設平均汽油價格為每加侖3美元,改裝車車主的回報期至少為10年,這在經濟上的激勵作用不大。但是,該計劃還有其他收益,即測試並驗證增強能源業彈性的重要方法,這會增加對整個美國的福利。由於普通公眾是主要受益人,那麼,以稅收激勵的形式,通過每個人向車主提供經濟補助就是合乎情理的。

改造車輛的方法多種多樣,我們贊同通用汽車的沃特設計,其中汽車直接用電動馬達驅動。該車輛現有的汽油引擎替換為較小的引擎,其惟一目的是發電並為電池充電。為了簡化改造工作,我們將計劃的範圍限定在雪佛蘭、福特和道奇的6~10款車型之內,按照兩個標準來選擇:燃油效率低和上路數量多。這些車輛中多數為SUV、皮卡和篷車。

另外,我們還提出將目標鎖定在公司或政府機構擁有的車隊。這樣,許多改裝工作就可以在為數不多的地點完成。車隊所有者也可能為支持企業或政府的環保舉措這一願望所激勵。然而,也應該對個人擁有的車輛進行一定數量的改裝,以便讓這一過程面向需求更迫切的細分市場。

鑒於目前艱難的經濟狀況,汽車銷售商和汽車維修商很可能會受到這一新的收入來源吸引,並渴望參與,從而在早期階段幫助推動這一計劃。

大規模改裝所涉及的工程和組織問題也非同小可。但是,最大的問題還是電池的可用性。能夠提供足夠的里程、足夠的電力以及目前的司機所需要的加速度的最適合的電池技術,是鋰離子電池系統。目前的電池生產能力有限,幾乎所有產能都專門為每年製造的2億台筆記本電腦和其他手持電子設備提供所需要的電池。製造100萬輛車所需要的電池需要將目前的產出翻一番。

還有一個問題需要考慮。儘管電池的原材料(例如鋰和鈷)有許多來源,但是電池製造業卻幾乎全部集中於中國、日本和韓國,其原因是歷史造成的。上世紀 70年代,消費類電子產品製造業從美國轉移到日本時,電池製造業緊隨其後。後來,當筆記本電腦面世時,它們及其攜帶型電源都在亞洲製造。為了避免電池的製造成為下一個依賴性的來源,我們必須打造國內技術和製造能力。這就需要大規模、有耐心的投資。我們可以借用某些美國大學以及阿崗等國家實驗室的技術專長。事實上,可以讓某個國家實驗室負責該項目。可制定這樣一個目標:3年後,本試點項目所需的電池一半由國內電池生產廠家提供。

另一個重要目標是,提高電池技術的品質並降低成本。材料技術的進步、各種化學材料的試驗以及納米技術的運用可在這一過程中發揮作用。如果政府按照我們提議的方式大力支持電動里程計劃,風險投資業就可能對這一信號做出響應。目前尚在觀望的美國高科技大公司也可以參加。所有參與方的中心目標都應是建立電池技術領域中的摩爾定律1。

對企業轉型的研究也提供了寶貴的經驗教訓。當企業發現自己處於大動蕩之中時,臨界狀況——也就是所謂的「戰略轉折點」——就會出現。此時,領導者必須明確闡述相應的戰略,即通過轉型使企業的能力符合新環境的要求。只有實現這種匹配時,企業才能把握轉折點所提供的獨特機會。

石油供應不可避免地減少這一問題正在日益臨近——這是所有轉機的根源,同時也為美國提供了佔據更有利的戰略地位的機會。目前,我們正在與那些憑藉更豐富的自然資源而擁有戰略優勢的國家競爭。如果我們將交通轉變為電動的方式,我們就可贏得運用自己資源的機會:新的有活力的政府領導,大規模製造的傳統以及技術創新的文化。這些能力和技能以前曾為美國做出了巨大貢獻,而朝著電動里程邁進的舉措可幫助重振這些能力。這一結果的重要性不亞於電動里程本身。
心懷華夏
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