主题
Tesla 将如何改变世界 · How Tesla Will Change The World
原文:https://waitbutwhy.com/2015/06/how-tesla-will-change-your-life.html · 2015-06-02
这是关于 Elon Musk 旗下公司的四篇系列文章的第二部分。想了解这个系列为什么会诞生、以及 Musk 是怎么参与进来的,请 从第一部分开始。
**PDF 和电子书版本:**我们把这篇文章做成了一个精美的 PDF,方便打印和离线阅读(在这里预览),还有一本包含整个四部分 Elon Musk 系列的电子书:
Wait But Why 的文章可以分成几种类型。其中一种是「让我们把整个话题彻底扒开、真正搞到底,这样从今往后我们都能完完全全弄明白」。这种文章最理想的选题,是那种对我们生活真的很重要、又经常冒出来,但同时又极其复杂、令人困惑、往往还有争议、不同人嘴里说出来的信息还不一样的东西——最后搞得一堆人心里觉得自己「本该」懂但其实并不真的懂。
我处理这种文章的方式是,从话题的表层开始,问自己有哪些地方我并不完全懂——我会去找故事里那些「雾蒙蒙」的地方,就是当有人提起它、或者我读的文章里出现它时,我的脑子会自动进入一种「呃又是这个恶心的词赶紧走开」加上「啊大人们又在说那种大人才懂的事而我只有七岁根本不知道他们在讲什么」的双重蒙圈状态。然后我就会去读这些雾区——但当我把表面的雾散掉之后,常常会发现下面还有更多的雾。于是我就去研究这层新的雾,然后往往又碰到更下一层的雾。我的完美主义就上头了,最后我死活不愿停下这段兔子洞之旅,非要一路挖到底才罢休。
举个例子,我大概是懂点伊拉克局势的,但那里也有一大堆雾——所以当我写那篇文章的时候,一条散雾的兔子洞把我一路带回了公元 570 年的穆罕默德。那就是底了。挖故事的另一部分把我带到了第一次世界大战结束。还有一条把我带到了 ISIS 的成立。
挖到底的感觉特别爽,让我意识到大人们说的那些东西其实根本没那么复杂、也没那么恶心。而且下次这个话题再出现时,就变得有意思了,因为我懂了,我可以一脸严肃地点头,像个真正的成年人一样说:「是啊,利率是个问题。」
我听人把对某个话题的了解比作一棵树。如果你没有完全搞懂,它就像你脑袋里一棵没有树干的树——没有树干,当你学到关于这个话题的新东西时——树上的一根新枝或一片新叶——就没有地方可以让它挂上,它就只能掉下来。通过把迷雾一路清扫到最底层,我在脑袋里建起一根树干,从那以后,所有的新信息都能挂住,这会让这个话题变得永远更有意思、学起来也更有产出。而我通常发现,那些被我在脑袋里贴上「无聊」标签的话题,其实只是对我来说迷雾重重——就像看一部好剧的第 17 集,如果你脑子里没有前情背景和人物这些树干,那当然无聊。
所以当到了该动笔写我在脑袋里标记为「特斯拉那篇」的时候,我就知道这会是那种类型的文章。要弄明白特斯拉汽车 (Tesla Motors) 到底重不重要、为什么重要,你得同时理解汽车的故事和能源的故事——这两个世界不知怎么让我既困惑又极度厌烦。现在光是听到有人说「气候变化」「能源危机」或者「尾气排放」,我都有点想吐——太多政治、太多烦人的人、各方太多的错误信息,而且很难判断我到底有多在乎,以及这些问题究竟有没有解决方案。所以我做了我在出门的时候我家乌龟拉屎、然后花几个小时把屎踩得到处都是、甚至不知怎么弄到墙上时会做的事——卷起袖子,深吸一口气,低声念叨「像个男人,Tim」,开始一层一层地刮屎。既然我不得不生活在一个人们不停争论能源、石油、温室气体和激励政策的世界里,那我不如给自己建一根像样的树干。
经过几周的阅读、提问和写作,我终于从乌龟污水里爬了出来,弄出来一个介于长博文和短书之间的东西。我本可以把它拆成好几篇,但这是一个完整的故事,我想把它放在一起。这会花你一点时间,但我觉得你读完之后,对这些东西的树干会比现在结实得多。而事实上,就这个话题而言,我们可能正在见证历史上一个非常了不起的时刻,只是自己还没完全意识到。
开始之前有两点声明:
- 这是一个高度政治化的议题,但这篇文章没有任何政治立场。我不搞政治,因为没有什么比美国政治更烦人了。我觉得两党都有说得对的地方,也都有一堆蠢人在讲蠢话,我一点都不想沾。所以我写这篇文章的角度——和我尽量给每篇文章设定的角度一样——是理性和我觉得合理的立场。
2)剧透:这篇文章非常挺 Tesla。这可能看起来有点可疑,因为 A) Elon Musk 亲自请我写这个话题,而且 B) 我刚刚写了一篇文章称他为地球上最酷的人。但有两点要记住:
首先,这不是 Musk 委托写的,我为此拿到的报酬是 0.00 美元。他建议我写这个话题是因为我觉得他觉得大家脑子里对这事缺乏完整的树干——但他从未暗示过要我说 Tesla、电动车或者其他什么东西的好话。
其次,Wait But Why 赖以生存的货币是诚信。没有诚信,WBW 就失去了产生影响的能力。诚信在这里是第一位的,哪怕代价是 Musk 最后可能会讨厌我,如果那是必要的话。如果我不觉得这会是一个很棒的 WBW 话题,我就不会接下它;我在文章里挺 Tesla,是因为经过大量学习和思考——包括我能找到的所有反对 Tesla 及其世界观的论点——这就是我的感受。
好,那我们开始吧。
目录
第一部分:能源的故事
第二部分:汽车的故事
第三部分:Tesla 的故事
第一部分:能源的故事
能源很重要。没有能源,我们就都会变成这样:
但能源到底是什么?字典说它是「物质和辐射所具有的、表现为做功能力的属性」。字典还说,「功」是「克服阻力施加力或产生分子变化的行为」。把这两句拼起来,能源就是「物质和辐射所具有的、表现为克服阻力施加力或产生分子变化的能力的属性」。
这挺没劲的,所以为了方便起见,我们就把能源叫做「让某个东西能做事的东西」。
但能源的棘手之处在于能量守恒定律 (law of conservation of energy),它说能量不能被创造或毁灭,只能从一种形式转移或转化为另一种形式。既然每个活物都需要能量才能做事——而你又不能自己造出能量——那我们就都被尴尬地留在了一个境地:除了从别人那里偷来我们需要的能量以外别无选择。11← 点这些看看
地球上所有活物使用的能量,几乎都是最初从太阳那里传来的。2 太阳的能量让风吹起来、让雨落下来,它给地球上的活物——生物圈——提供了动力。
焦耳是一种常用的能量单位——定义为将一牛顿的力施加在一米距离上所需的能量3。虽然太阳的焦耳可以为任何动物提供热量和光,但从内部驱动我们所有人的焦耳,最初进入生物圈是在太阳把它们给了植物的时候。
食物就是这么发明出来的——植物懂得如何把太阳的焦耳变成食物。
从那一刻起,天下大乱,所有生物都开始互相残杀,好偷走对方的焦耳。
我们用「食物链」这个可爱的委婉说法来指代这个谋杀/偷窃循环,用「吃」这个词来指代「偷走别人的焦耳,顺便还把他们谋杀了」。「捕食者」是那种老想要你的焦耳而不是别人焦耳的混蛋,「猎物」则是你特别喜欢欺负、抢午饭钱的那种爱哭鼻子的书呆子。植物是唯一真正遵守黄金法则的无辜者,但那只是因为它们有幸把太阳当干爹——而人类则是生物圈里那个令人不安的黑帮老大,想从谁那儿拿什么就拿什么,想什么时候拿就什么时候拿。这个系统不算特别好,但它管用。
这一切正常运转了一段时间,但在过去几十万年里,人类开始意识到一件事:虽然把新焦耳装进身体里挺爽的,但实际用这些焦耳很糟糕。用一堆焦耳去快跑或搬重物,远不如舒舒服服地坐在圆木上、把这些焦耳留着更有乐趣。于是人类变聪明了,开始琢磨怎么让身体外面的焦耳替他们干活——这样一来,人类既能拥有焦耳,又能吃掉焦耳。有时候这些方法挺混蛋的:
但焦耳不只存在于生物体内。焦耳在我们周围飘着、旋转着、飞驰着,通过发明技术这个概念,人类想出了办法来利用它们。他们造出风车,可以在风经过时偷走它的一些焦耳,转化成机械能来磨食物。他们造出帆船,能把风的焦耳转化成他们可以控制的船的动能。水吸收太阳辐射的焦耳,在蒸发时把它们变成重力势能焦耳,然后在下雨、顺着地形往下流时变成动能焦耳,而人类看到了机会,通过造水车或水坝抓取其中一部分。
但人类想出的最激动人心的偷焦耳技术,是搞明白了如何燃烧东西。用风或水,你只能捕获经过你身边的运动焦耳——但当你烧掉一个东西时,你可以拿一件已经吸收焦耳好多年的物体,把这些焦耳一次性全部释放出来。一场焦耳爆炸。
他们把这种爆炸叫做火。因为释放出来的焦耳恰好是人类最能利用的两种形式——热能和光能,烧东西就成了一项热门活动。
驯服一条龙
我们已经学会了驾驭风和水的焦耳——抓住这些力量的缰绳,让它们为我们所用——但面对所有力量中焦耳含量最高的那一个,也就是火,我们除了在旁边烤火、煮点东西、笼统地享受它的存在之外,实在想不出能拿它干什么。火是一条狂躁的龙,没人搞得清楚怎么抓住它的缰绳。
然后,突破来了。蒸汽。
火焰的焦耳很难驾驭,但如果你把这些焦耳送进水里,它们就会让水分子越来越抓狂、四处乱撞,直到那些分子彻底崩溃、开始从水面上飞出去,借着下方熊熊燃烧的火焰的力量向上蒸发。这样,你就成功地把火焰中的热能焦耳——我们不知道该如何直接驾驭的那种——转换成了我们能够控制的一股强大蒸汽喷流。
工具箱里有了蒸汽这块肌肉,18 世纪的发明家们爆发出了创新的浪潮。他们现在手上有真家伙般的焦耳可用,打开了此前完全不敢想象的世界。突破带来更多的突破,到了 19 世纪之交,这些进展汇聚成了一项常被称为人类历史上最具影响力的转折点的发明:蒸汽机。
想象你的水壶生你气开始鸣笛的样子。现在设想蒸汽不是从壶嘴喷出去,而是把壶嘴接上一根管子,把喷出的蒸汽导入一个空的气缸,然后最终释放出来。蒸汽进入气缸再离开气缸时,会推动缸内的一个「活塞」做强有力的来回运动。这就是(极度简化后的)蒸汽机的工作原理。取决于载具类型,活塞的来回运动可以做不同的事情。以火车头为例,活塞连接一根杆,它的往复运动会带动车轮旋转:2
借助蒸汽机,人类从帆船升级到了蒸汽船,从畜力车升级到了火车头。4 工厂里,人们也让蒸汽干起了活,把水轮换成了效率高得多的蒸汽驱动的轮子。
有了运输大量货物和材料的新能力,能跑得更远、更快,能把东西送到效率高得多的工厂里,工业革命就此全面点燃。人们说工业革命是蒸汽驱动的,但蒸汽只是个中间人——在作为燃烧的被动受益者存在了几十万年之后,我们终于驯服了这条巨龙,工业革命的真正动力是火。
挖到金矿
把火驯成我们的小弟之后有个问题:我们现在想烧的东西比以往任何时候都多得多。在人类历史的大部分时间里,人们想烧东西的时候,就出去找点木头。简单。但现在是 19 世纪了,以我们新培养出来的燃烧胃口,木头已经不够用了。
我们知道还有别的东西可以烧——在英国,人们经常在海岸上找到一种黑色岩石状的物质,用来补充木柴。他们管它叫煤。
问题是,和木头不一样,英国的煤大多不是老老实实躺在地面上的——它们埋在地下。工业革命一启动,英国人就开始挖——他们需要很多煤。革命蔓延到欧洲和北美后,欧洲人和美国人也开始挖——他们也需要很多煤。
大家挖啊挖,挖着挖着还挖出了别的东西。他们发现了一袋袋可以燃烧的气体,我们称之为天然气;还有一湖湖粘稠的黑色可燃液体,我们叫它原油。原来这么长时间以来,人类一直在自己脚下走来走去,而在我们脚下,埋藏着一大笔尚未开发的、密度极高的可燃焦耳宝藏。这就像一只狗在树林里挖个坑埋骨头,结果挖到了一个装满手撕猪肉的地下洞穴。
那么一只发现了手撕猪肉洞穴的狗会怎么做?它会停下来仔细考虑该怎么办,或者担心一下自己的健康吗?不会——它会不管不顾地猛吃。毫无脑子地,全速前进。
于是整个 19 世纪,煤矿和油井到处冒了出来。烧掉这批新发现的焦耳宝藏让经济一飞冲天,创新的动力也随之飙升——各种神奇的新技术应运而生。
就像蒸汽机技术一样,电力革命的功劳也要归于跨越数个世纪、数十位创新者的共同协作,但一切最终汇聚成型是在 1880 年代。在这场大概仍是史上最重大的技术变革中,电力让燃烧那种粗野的力量得以转化成一种极其温顺、又出奇通用的能量形式,叫做电能。以蒸汽作为关键中间人,那些原本痉挛式暴发的燃烧焦耳,如今可以被送入一个井然有序的电线网络,长距离输送,然后送进居民楼和商用建筑,在插座里耐心等候,随时听候用户召唤放电。5 到了那一步,这些已经变成电的焦耳几乎可以被转化成任何一种能量——它们可以烧水、制冰、点亮房间,或者打个电话。如果说蒸汽驯服了那条龙,那电力就是把这条龙变成了一位随叫随到、永远听命于我们的魔法管家。人类历史上第一次,电,通了。
差不多就在这事儿发生的时候,另一场革命也在酝酿。火如今驱动着我们的船、我们的火车、我们的工厂,甚至驱动着电力这门新巫术,但个人交通工具还是像 1775 年那样靠干草驱动的——19 世纪末的人类知道,我们能做得更好。生物意义上的马如果你试图用火来驱动它们,它们会超级不爽,于是人类再一次开始搞创新,几十年后,到处都是大块头的金属马,发动机气缸里塞满了火。
由于煤炭、石油和天然气激发了前所未有的创新,由此涌现的新技术浪潮又反过来创造了前所未有的燃烧需求——这就把「挖矿人」们激励起来了。那些专门致力于挖出、抽出、吸出越来越多我们地下焦耳宝藏的公司,比如约翰·D·洛克菲勒 (John D. Rockefeller) 的标准石油 (Standard Oil),成了世界上最大的商业帝国。这是一个崭新的世界,由一个无穷无尽的手撕猪肉洞穴供能,而世界上最快乐的狗则在里面狼吞虎咽……
快进到今天。
燃烧我们地下这批塞满焦耳的燃料宝藏来给世界供能,如今已经是一项有两百多年历史的「创新」了——但到了 2015 年,它仍然是人类获取能量的主要方式:3
狗就是这样——给它好吃的,它就会一直吃,直到食物没了或者自己吃到不舒服为止,哪个先来就哪个,基本没什么别的因素在起作用。现代能源辩论,归根结底就是在争论:狗还在洞里吃得开开心心,这到底算不算个事儿——因为它可能正在把自己吃到危险的地步,或者面临拉猪肉快吃完的风险——这就麻烦了,因为自从发现这个洞以来,它已经越长越大,而在洞外它根本没办法喂饱自己现在这个巨无霸胃口。
你可能已经注意到了,有一大堆人出于一大堆原因,对这件事发表了一大堆意见,说了一大堆话。有些说的是真事儿,但相当一部分人要么其实并不太清楚自己在说什么,要么就是背后有别的动机才那么说。这就让一个本来就复杂、模糊、多层面的话题变得更加令人困惑。
那么我们就来梳理一下我们已经知道的东西,试着搞清楚到底是怎么一回事。
首先——化石燃料到底是什么?它们从哪儿来?
化石燃料之所以叫化石燃料,是因为它们是远古生物的遗骸。这里的「远古」跨度非常大。构成今天化石燃料的最早的那批生物,生活在前寒武纪 (Precambrian Eon),那时候陆地上还没有任何动植物——当时的这些「化石生物」是海洋里的藻类。人们常常以为化石燃料是恐龙变的,但我们汽油里但凡有点恐龙成分,也都是过去几亿年——也就是这个时间跨度里较晚的一段——的产物,而且只占很小一部分。我们化石燃料的最大来源,是石炭纪 (Carboniferous Period) 期间生活的植物、动物和藻类——石炭纪是一个 5000 万年的时期,大约结束于 3 亿年前,那时候有大量巨大的浅水沼泽。这些沼泽很重要,因为它让死掉的生物更有可能被保存下来。你要是死在一个普通地方然后腐烂掉,那就变不成化石燃料。但如果死在沼泽里沉到底部,石炭纪的生物往往会被沙子和黏土迅速覆盖,得以带着它们完好无损的焦耳一起埋入地下。
经过数亿年,所有这些生物在剧烈的高温高压下被挤压,转化成了焦耳密度极高的固体、液体或气体——也就是煤、石油和天然气。快速蓝色小方框补课时间:
化石燃料速成
煤炭,一种在地下称为煤层的层状结构中发现的黑色沉积岩,是三种化石燃料中最便宜、最丰富的一种,几乎全部用于发电。它也是二氧化碳排放的头号罪魁,在产生相同热量时,燃煤释放的二氧化碳比燃油多约 30%,比天然气多大约一倍。4 美国之于煤炭,就像沙特阿拉伯之于石油,拥有世界 22% 的煤炭储量,是所有国家中最多的。不过中国已经成为世界上遥遥领先的最大煤炭消费国——近年来全世界燃烧的煤炭中,有超过一半是在中国烧掉的。5
石油,又称原油或石油(petroleum),是一种通常存在于地下深层储层中的黏稠黑色液体。原油被开采出来后,会被送到炼油厂,在那里通过不同的沸点被分离成一堆不同的东西。以下是 2014 年美国一桶典型原油的构成:6
- 44.9% 汽车用汽油
- 29.8% 取暖油和柴油
- 13.8% 蜡、合成橡胶、塑料等其他产品
- 9.5% 航空燃油(煤油)
- 2.0% 沥青
美国是迄今为止世界上最大的石油消费国,消耗全世界 20% 以上的石油,大约是排名第二的消费国的两倍。美国也是世界三大产油国之一,与沙特阿拉伯和俄罗斯并列,三国产量大致相当。6
天然气,是地下石油被加热到极高温度气化后形成的,存在于地下气囊中,通常位于石油储藏附近。作为三种化石燃料中"最干净"的一种,它就是点燃你炉灶或给你公寓供暖的那种气(前提是这些不是电力驱动或用油加热的),也是主要的发电来源之一(约占美国电力的 20%)。天然气的使用正在上升,现在占世界能源的将近四分之一。上升的原因之一是,科学家们发现了一种从地球中开采天然气的新方法,叫做水力压裂法,或称"fracking",它使用水、沙子和化学物质的混合物在富含天然气的页岩中制造裂缝,把气体挤出来。这种方法效果非常显著,但也因一些严重的环境问题而备受争议——这个视频解释得很清楚。
至于人们主张化石燃料有问题的原因,我们将聚焦于两个最常见的——
问题 1:气候变化是真的
让我们先撇开所有的政客、教授、CEO 和电影制作人,来看三个事实:
事实 1)燃烧化石燃料会使大气中的二氧化碳浓度上升
我们马上就会看到数据,但首先——为什么燃烧化石燃料会排放二氧化碳?
答案很简单:燃烧就是逆向的光合作用。
当植物生长时,它通过光合作用制造自己的食物。极度简化来说,光合作用过程中,植物从空气中吸收 CO27,并从太阳吸收光能,把 CO2 拆成碳 (C) 和氧 (O2)。植物留住碳,把氧作为废物排出。太阳的光能则以化学能的形式留在植物体内,供其使用。
所以木头本质上就是一块碳加上储存的化学能。
当你烧一根木头时,你所做的不过是把光合作用反过来。正常情况下,空气中的氧只会从木头里的碳分子上弹开——所以树才不会一直着火。但当一个氧分子跑得足够快,砰 地一下撞上木头里的碳分子时,它们会 啪 地黏在一起,氧和碳就以 CO2 的形式重新结合了。这个"啪"会释放化学能,能量撞到附近别的氧分子,让 它们 也开始快跑——如果跑得够快,又会跟另一个碳分子啪地黏在一起,释放 更多 化学能。于是连锁反应开始,木头就烧起来了。所以烧木头这个过程,就是木头里的碳和空气中的氧结合,以 CO2 的形式飘走。
当然,这些对烧木头的人来说都不重要——他们在乎的是这一整套 CO2 生成过程中释放出来的 能量。木头储存的全部化学能一次性释放,造出一团壮丽的光和热。树花了好几年默默吸收碳分子和阳光焦耳,然后一瞬间,在燃烧中,那些碳和阳光又一起爆回这个世界。8
换个说法,光合作用就是把碳和太阳能从大气里绑架走,关押多年之后,燃烧再把它俩都放出来——碳以新团聚的 CO2 形式滚滚喷出,太阳能则以火的形式出现——也就是说,火本质上就是压得紧紧的阳光。
但是烧木头释放这些 CO2 并 不会 扰乱大气的碳含量。为什么?因为被释放的碳本来就是最近才 从 大气里出来的,而且就算你不点这根木头,它多半也会腐烂,腐烂照样会把碳还给这个世界。木头里的碳只是被 暂时 扣押,通过燃烧把它放出来,影响很小。
碳从大气流入动植物、流入土壤和水体,然后又从这一切里流回大气——这叫碳循环。任何一个时刻,地球活跃的碳循环里都包含着一个特定总量的碳。烧木头不会改变这个总量,因为碳循环"预期"这些碳本来就在地面、水或空气里晃悠。
但有时候,循环中的一小部分碳会脱离循环,长期消失——这发生在植物或动物死亡后,由于某种原因没有正常腐烂的时候。它们还没来得及腐烂、把碳释放回循环里,就被埋到地下去了。日积月累,这些丢失的碳越攒越多。到了今天,地球上的化石燃料就是这一堆丢失的碳组成的巨大质量——这些碳早在很久以前就被永久扣押了,是碳循环没有预期会牵扯进日常运转的碳。
当人类发现了这些被绑架埋在地下的碳的时候,你得记住,对他们而言,碳不是重点。他们盯着的是一片望不到边的海洋——3 亿年前的、密密压实的阳光——数万亿株远古植物,焦耳都完好无损——而且因为没有法律保护石炭纪植物的遗产,我们可以全部据为己有。这是史上最壮观的焦耳盗窃案。
而在我们大快朵颐的时候,我们并不担心一件事:提取这些焦耳同时也意味着提取那些早在前寒武纪就被埋起来的碳——毕竟有火车头要烧、有汽车要开、有房子要供暖,焦耳的诱惑无法抵挡。
那些焦耳走了很远的路——今天你生活的舒适和质量都得感谢它们。但那些碳分子也走了很远的路。
从 1958 年开始,科学家查尔斯·基林 (Charles Keeling) 就从夏威夷茂纳罗亚 (Mauna Loa) 上的一处天文台开始测量大气中的二氧化碳含量。测量一直延续至今。结果是这样的:7
曲线锯齿状的起伏,是因为每年夏天植物吸收二氧化碳时含量下降,冬天叶子枯死后又上升。但整体的走势不会看错。为了对照一下,冰芯钻探技术9让科学家可以准确采集过去 40 万年里的二氧化碳水平数据。他们发现的是这样的:8
所以在过去的 40 万年里,大气中的二氧化碳浓度一直在大约 180 到 300 ppm 之间摆动10,从没超过 300,而突然在上个世纪,水平飙升到了 400(目前是 403 ppm)。
所以大气不再是 0.02% 或 0.03% 的碳,而是现在的 0.04%,而且可能正朝着 0.05% 甚至更高走去。但我们先别急着下判断。目前我们只知道事实 #1,那就是二氧化碳水平正在快速上升。
事实 2)大气 CO2 浓度往哪走,气温就跟着走
科学家挖出来的冰芯不只揭示了 CO2 浓度往前追溯的变化——温度也一起揭示了。看看它们显示了什么:9
这个相关性一点都不难看出来。原因很简单——CO2 是温室气体。真正的温室是怎么工作的呢?玻璃让太阳能进来,然后把大部分能量作为热量困在里面。我们大气里有那么几种化学物质也干同样的事——太阳光射进来,从地球反弹出去,正准备离开的时候,大气里的温室气体拦下其中一部分,把它们散布到大气中,让气温升高。
火星的平均温度是 -55ºC(-67ºF),不算好玩,但金星简直就是名副其实的地狱,平均温度 462ºC(864ºF)。没人比金星更混蛋。为什么?CO2。火星的大气比地球薄得多,所以太阳能量很容易逃逸;而金星的大气则厚得多,CO2 含量是地球的 300 倍,所以困住了大量的热。水星比金星更靠近太阳,但因为没有大气,反而比金星凉快。白天水星热得几乎跟金星一样,但到了晚上冻得要死,而金星晚上跟白天一样热,因为热量永远住在它厚厚的大气里。
所以说,这里 CO2 增加就会让气温上升,这很合理——但会升多少?跟工业革命前的平均温度相比,我们现在的平均温度已经升高了不到 1ºC。但随着 CO2 浓度继续上升,大多数科学家预计气温也会继续上升。由联合国支持的政府间气候变化专门委员会 (IPCC) ——一个由来自一堆不同国家的 1,300 名独立科学专家组成的团体——发布了一份报告,里面列出了一批独立实验室的气温预测。如果对当前的 CO2 排放趋势不采取任何行动,这些实验室认为会发生的情况是这样的:10
一小部分人认为这些未来预测被夸大了——他们指出,这些预测建立在一个广为接受的理论之上,即大气中的水蒸气会因为一个"反馈"循环而放大碳排放的效应:多余的 CO2 造成的小幅温度上升会增加水的蒸发,而水蒸气本身也是温室气体,又会带来更多的暖化,再进一步增加蒸发,如此循环往复。如果没有这个反馈循环,CO2 排放引起的温度上升将会小 2-3 倍。但即便是最坚定的怀疑论者通常也同意 CO2 排放确实会导致气温上升。
政府间气候变化专门委员会 (IPCC) 也认为 CO2 水平和温度的变化有超过 90% 的可能性是由人类活动引起的(这有点像说一场暴雨有超过 90% 的可能性是由云层活动引起的)。现在问题变成了——温度到底要变化多少,才能把一切搞得一团糟?
事实 3)温度不需要变化很多,就能把一切搞得一团糟
18000 年前,全球气温比 20 世纪的平均值低了大约 5ºC。就这点差距,就足以让加拿大、斯堪的纳维亚、以及半个英国和半个美国被半英里厚的冰盖压在下面。这就是 5ºC 能干的事。11
1 亿年前,气温比现在高 6-10ºC——地球上每个地区都是热带,没有任何地方有永久冰盖,海平面比现在高 200 米,而地球上正在发生的是这种鬼场面:12
所以我们现在处在这个并不算宽的窗口里,而我们大概应该尽量待在里面:
这件事的脆弱程度还比直觉上更甚。首先,你并不需要平均气温上升到灾难性的幅度才会引发灾难——因为平均气温可能只上升3ºC,但最高气温却上升得多得多。哪怕只是某一天出现58ºC (136ºF) 这样的极端高温,也足以毁掉地球上大部分的农作物和动物。其次,因为一颗行星的总温度区间可以一路低到绝对零度:-273ºC (-459ºF)。所以5ºC的差别——足以让北半球被埋在冰海之下——其实只是温度上大约1.5%的波动,而不是看上去那种10%左右的量级。把这扇窗放到显示完整范围的光谱上看,就更能强调:我们习以为常的这个世界之所以是它现在这样,完全是因为一种非常特定、非常微妙的条件平衡。
如上所述,目前平均气温正在向工业化前基准之上1ºC逼近(IPCC 给出的数字是目前+0.86ºC)。至于这个数字究竟能升到多高才会开始出现真正剧烈的变化,科学家们意见不一。过去20年里,100多个国家一致同意要努力把全球变暖限制在2ºC以内,但围绕这个数字有各种各样的观点。关于升温2ºC的影响,我在研究过程中看到过一些可信来源认为2º这个上限没必要设得这么低、我们完全可以安全地再往上一点;也有人说2º太高了,我们低估了2º的变化会带来多大的灾难。关于我们能不能守住2º这条线,我也听到过各种各样的观点——有人觉得只要采取合适的限制措施就能守得住;也有人觉得根本没戏——地球目前的上行惯性已经足够大,哪怕我们在接下来几年里就停止排放碳,地球也会继续升温、越过2º。
那我们该怎么理解这一切?
我们今天的目标不是去深挖这些相互矛盾的观点、试图搞清楚真相,因为反正没人真能确定。我们也不打算讨论具体问题,比如海平面、污染、风暴,或者视频里那只因为冰川融化而格外伤心的北极熊。我们要做的只是把这三个事实拿出来,拼在一起,看看会发生什么:
化简一下就是:
有意思。但我们也别把怀疑派赶出去。可以把这话揉一揉,留出足够的怀疑空间:
如果我们继续像现在这样烧化石燃料,可能过不了多久事情就会变得很糟糕。
带着这个想法,我们来看人们对化石燃料的第二个主要担忧:
问题 2:化石燃料是有尽头的
到目前为止,我好几次把我们的化石燃料储量——那片地底下多汁的高密度能源之海——称作「无穷无尽」,因为在 19 世纪它看起来就是这样,而今天当你意识到还有多少埋在地下等着被开采时,它也常常给人这种感觉。但实际上,地球的化石燃料储量并不是无尽的——它是有尽头的。
什么时候会用完是个复杂又模糊的问题。有些报告,比如这个和这个,做出的图表暗示如果我们继续这么下去,离终点已经不远了:13
还有一些网站,比如这个,援引中央情报局世界概况 (CIA World Factbook),提醒我们当石油和天然气用完后,煤炭的使用会加速,所以我们剩下的时间其实更短:14
另一些网站则指出,那些引用的总量数字只是指已探明储量,而每年我们都在发现新的化石燃料源,比如封存在油砂 (tar sands) 中的石油,或者海底储量丰富的甲烷水合物 (methane hydrate),而且我们还在开发触及这些资源的新技术,比如水力压裂 (fracking) 或水平钻井 (horizontal drilling)。这些来源认为我们在未来好几个世纪里都不太可能把化石燃料用光。对这些说法常见的反驳是,就算不会用光,如果开采燃料随时间推移变得越来越困难、越来越昂贵,我们也可能面临严重问题。
用完的问题在于——不管什么时候用完——如果那时候世界对化石燃料的依赖程度还跟我们现在差不多,就会引发一场史诗级的经济崩溃。随着化石燃料越来越稀缺,价格会飙上天。这会催生一场疯狂的可再生能源技术研发竞赛,但到那时可能已经太晚了,阻止不了全球性的经济崩盘。
说白了,我们现在过的日子就像是靠着从地下挖出来的一笔信托基金,我们最好在它花光之前学会怎么找份工作。
这一节的总结,不如这么写:
在未来的某个时点,要么很快,要么稍微没那么快,我们将别无选择,只能停止用化石燃料驱动一切,因为它们要么没了,要么贵得离谱。
这句话点出了一个事实:我们正身处于将来会被称为「人类历史上的化石燃料时代」的这段时期。
回到我们的第一句话——如果我们继续像现在这样烧化石燃料,情况可能很快就会变得非常糟糕——这意味着,如果我们在黑色区域继续瞎混,直到被供应短缺赶出来,我们就是在冒险让黄色区域永久性地变得更不适合人类生存。
这就是为什么埃隆·马斯克 (Elon Musk) 喜欢说,把化石燃料时代无限期延长下去是「历史上最蠢的实验」。他跟我强调过这一点:「[由于碳排放增加] 海洋和大气的物理、化学组成变化越大,长期影响就越大。既然它们反正终归会用完,那为啥还要跑这个疯狂的实验,看看情况能糟到什么地步?我们知道它至少有点糟,而压倒性的科学共识是它会非常糟。」
换句话说,对照上面那条时间线——在黑色区域待太久,潜在的长期下行风险巨大,所以我们应该尽快让自己进入黄色区域。我读到的一些怀疑论者提了些看起来很有道理的观点,但即便是大多数怀疑论者也承认,燃烧化石燃料会造成某种程度的升温,而这种升温可能会变得有害。就算我们把这当成一场真正的辩论——一边的可能性是「事实证明烧化石燃料其实没那么危险」,另一边是「事实证明烧化石燃料是灾难性的大祸」,我们难道不该选择保险一点的做法吗??
那么我们要怎么从黑色过渡到黄色呢?
为了回答这个问题,我们来看看 劳伦斯利弗莫尔国家实验室 (Lawrence Livermore National Laboratory) 和他们那些好用的能源图表。他们每年都会更新美国的流程图,我们一会儿会看到,但首先,让我们先看看他们 2011 年的报告 里的一些图表,报告里有 2007 年每个国家以及全世界整体的流程图。(这些图表乍一看又乱又晕,但其实非常简单——只是展示每种能源用了多少,以及这些能源是怎么在各部门之间分配的。)
这是 2007 年的世界综合能源流向:
单位 PJ,即拍焦。1 拍焦 = 10 的 15 次方焦耳。几点想法:
– 我注意到所有国家最一致的一点是,石油(也就是原油)在交通部门占据了多么压倒性的地位。全世界 94% 的交通靠石油驱动,在大多数发达国家,这个比例甚至更高。
– 生物质能的使用量相当可观,而且几乎全部来自发展中国家,其中很多在非洲。生物质能通常指的是烧木头、从玉米之类的食物里蒸馏出的油、以及粪便这些东西。
– 图右边有一大堆被拒绝的能源。被拒绝的能源就是我们因为效率低下而损失掉的能源,通常以热的形式散掉。尤其惨不忍睹的是交通部门的表现,发动机最终只用上了它们烧掉的燃料的四分之一。
接下来,我们来看看法国:
– 一大堆核能,结果就是煤炭用得非常少。这让法国的二氧化碳排放相当轻。
– 但他们的交通,跟其他所有人一样——靠石油驱动。
— 法国是一个我们本文不会展开讨论的因素的例子,但它很重要:化石燃料是个地缘政治噩梦。国家之间相互依存可以是富有成效且重要的,但一个国家要靠别的国家来生存从来都不是什么好事,而进口化石燃料的需求正是现代国家超级依赖的主要原因之一。法国的交通完全依赖石油,而石油又完全依赖其他国家进口——这让它处于一个脆弱的位置。美国的依赖程度没那么严重。十年前它 60% 的石油依赖别国,但此后已成为全球前三大产油国之一,美国能源信息署 (EIA) 预测净石油进口在美国 2015 年石油消费中只占 21%。我还惊讶地发现,美国只有一小部分石油进口来自中东——只有 12.5% 来自沙特阿拉伯,整个波斯湾加起来也就 20%。更多是来自西半球,加拿大遥遥领先,占进口的 37%,墨西哥和委内瑞拉也各占 9%,同样很显眼。
好,那中国呢?
中国是个能源怪兽,主要是因为它是个工业怪兽。它还是个烧煤的野兽,每年烧掉全球煤炭总消费量的将近一半。那 57000 拍焦的煤炭消费数字简直疯狂——是法国全部能源流的五倍多。
沙特阿拉伯:
就会一招。
朝鲜的能源流,毫不意外,就是很怪:
你可以查看完整报告来看其他国家。
现在我们转到 2013 年,来看看美国的能源流。这里的单位不一样。1 quad = 1 千万亿 BTU,大约相当于 1000 拍焦。 
有两点很突出:
— 美国已经变成了天然气消费怪兽,而且是全世界迄今为止最大的一个。
– 美国甚至更是个石油消耗巨兽——几乎是排名第二的中国的两倍,是榜单第三名日本的四倍多。
为了让你直观感受美国用了多少能源,我给美国每个州都找了一个用能量相当的国家来对应:
最后,让我们回到一开始画这些图的目的——搞清楚我们要怎么从时间轴的黑色部分走到黄色部分,走出化石燃料时代。劳伦斯利弗莫尔国家实验室 (LLNL) 还画了一张图,展示美国的碳排放及其来源。美国是全世界第二大碳排放元凶(第一是中国,比美国多 50%),也是全球交通运输排放的头号选手——所以如果我们能搞清楚美国需要修哪些地方,就是一个不错的起点。
从黑色走到黄色,意味着摆脱碳排放。看看这张美国排放流程图,我看到两个特别扎眼的数字:
要走进黄色区域,要做的事很多,但这两项数字——加起来占美国总排放的 72%——看起来是最大、最紧迫需要解决的问题:
1)全世界的发电量大约占总能量流的 40%,而这其中大约三分之二来自燃烧会排放碳的化石燃料,尤其是煤炭。简单来说:发电这块又大又脏。
2)交通运输占全球能量流的很大一块,在大多数发达国家接近三分之一,而且几乎全世界的交通都在烧石油。简单来说:交通这块又大又几乎全脏。
这篇文章我们一直在把镜头拉得很远,俯瞰全局。现在该拉近了——我们要聚焦上面列出的第二大问题:交通运输,尤其是汽车。交通运输包括飞机、火车、轮船、卡车和汽车——但汽车产生的碳排放比其他四种加起来还多,而且如果不做出重大改变,预计到 2030 年汽车排放还会再涨 50% 以上。通过聚焦这个大拼图中的一块——汽车排放——考察它是怎么变成问题的、为什么至今仍是问题、以及我们可能怎么解决它,我们能更好地理解这场整体大战到底是由什么构成的。
第二部分:汽车的故事
来认识一下世界上第一位车主。15
这位是中国皇帝康熙,穿着他的驾车服。他在 1672 年、也就是 18 岁那年得到这辆车。车是世界上第一位汽车制造者送给他的。16
这位是南怀仁 (Ferdinand Verbiest),一位佛兰德籍的耶稣会传教士,看样子他还没来得及把手摆成正常姿势,画家就已经画完了。南怀仁一生都在中国度过,1670 年他在一场比赛中击败对手——比谁能造出最精确的历法——成为了大清帝国的钦天监总管,而那位输掉的对手会被「凌迟处死」17。在这个新岗位上,他开始搞发明,其中之一就是史上第一辆汽车,是他做给皇帝的玩具。造型还挺流畅的。18
它不够大,坐不下司机,但南怀仁摸索出了一套办法:把水烧成蒸汽,让蒸汽喷向一个旋转的轮子,轮子带动齿轮,齿轮再驱动前轮——就这样,他造出了世界上已知的第一辆自驱动车辆。
维尔比斯特的车一直保持世界顶尖水平,直到 1769 年,法国发明家尼古拉-约瑟夫·居纽 (Nicolas-Joseph Cugnot) 终于想出了改进它的办法——他发明了第一辆可以载人驾驶的汽车。19
接下来登场的是这位小机灵鬼:20
这位是弗朗索瓦·伊萨克·德·里瓦兹 (François Isaac de Rivaz),他在 1807 年发明了世界上第一台内燃机,还配套造了一辆小车。21
蒸汽机的火在发动机外部燃烧,加热发动机内部的蒸汽来做功。所以它是外燃机。而内燃机则跳过蒸汽这一步,直接在发动机内部燃烧燃料来产生动力。
不过,真正实用的汽车要等到 1886 年才出现,发明者是德国工程师卡尔·奔驰 (Karl Benz),以及他的妻子贝尔塔·奔驰 (Bertha Benz)——我可能爱上她了——还有他的胡子。22
他们造的车被认为是世界上第一辆真正意义上的汽车——奔驰专利电机车 (Benz Patent-Motorwagen)。23
这辆车售价 1000 美元(相当于今天的 26248 美元),三个轮子,由一台原始版的现代内燃机驱动。
几年后,在地球另一边的美国密歇根州,一个叫亨利·福特 (Henry Ford) 的农家小伙判定接手家里的农场会「无聊得让他的鸡巴掉下来 [原文如此]」,于是跑去应聘了托马斯·爱迪生 (Thomas Edison) 的公司。当时爱迪生的公司正忙着给美国各大城市铺设发电系统,福特在干这份活时,把公司用来发电的蒸汽机玩得炉火纯青。业余时间,福特就窝在自家旁边的小作坊里,捣鼓当时还很新奇的内燃机概念。1896 年,32 岁的他造出了自己命名为「福特四轮车 (Ford Quadricycle)」的东西,由一台简单的内燃机驱动。24
福特对造自走车这件事越来越着迷,于是在 1899 年辞掉工作,先是成立了底特律汽车公司 (Detroit Automobile Company),失败了;接着在 1901 年成立亨利·福特公司 (Henry Ford Company)。但没过多久,福特就因为和公司投资人闹翻而离开了这家公司,投资人随后把公司改名为凯迪拉克汽车公司 (Cadillac Automobile Company)。1903 年,福特又和一个叫亚历山大·马尔科姆森 (Alexander Malcomson) 的家伙合伙,创办了一家叫福特&马尔科姆森有限公司 (Ford & Malcomson, Ltd.) 的公司,后来改名为福特汽车公司 (Ford Motor Company)。对马尔科姆森来说也是够憋屈的。
福特带着他的新公司一头扎进汽油动力汽车的制造,但那时候,汽油车根本算不上主流。汽车是个新技术,而在世纪之初,40% 的美国汽车靠蒸汽驱动,38% 是电动的——汽油车只占美国市场的 22%。
这些数字挺合理。以蒸汽为核心的外燃机是三者中最老、最被人吃透的技术,一开始也是最常见的汽车动力来源。它那个更时髦的新表亲——靠燃烧汽油驱动的内燃机——省掉了中间环节,烧起燃料来更有效率。但真正窜升最快的其实是电动车,这一点也不奇怪。那可是 1900 年,电就是当时所有最酷、最新技术的核心。
从 1860 年代中期到世纪之交的这 35 年,世界刚刚经历了一场电力革命,推动者是托马斯·爱迪生 (Thomas Edison)、尼古拉·特斯拉 (Nikola Tesla)、亚历山大·格拉汉姆·贝尔 (Alexander Graham Bell)、乔治·威斯汀豪斯 (George Westinghouse) 这些发明家,世界从"正常"进入了名副其实的魔法状态。第一波魔法出现在世纪中叶,电报用远程电力让相隔很远的人也能通信;1866 年,第一封成功的跨大西洋电报发出,欧美两地竟然可以瞬间互通消息,简直像变魔术。到了 1870 年代末,这场魔法革命全面爆发。1876 年,人类打通了第一通电话;紧接着 1877 年,人类历史上第一次有人能录下声音、再放出来。1880 年代初,电灯开始点亮城市街道;到 1896 年,第一个电网把电力大规模送进了千家万户。同样在 1896 年,第一部原始的电影在纽约上映;1900 年,人类的声音第一次通过无线传输——广播就此诞生——在巴西实现。与此同时,魔法般不用马的车子出现在街头;仅仅几年后的 1903 年,莱特兄弟就完成了人类历史上第一次重于空气的飞行。你很难想象那个时代对每个人来说得酷炸到什么程度。
如果你生活在 1900 年前后,你多半会把现代科技等同于电——就像我们今天把现代科技等同于电脑、智能手机和互联网一样。爱迪生 (Edison) 和特斯拉 (Tesla) 就是他们那个时代的比尔·盖茨和史蒂夫·乔布斯。用火焰引擎驱动交通工具的点子,可以追溯到近 100 年前最早的蒸汽机车,这在 1900 年的人看来大概就跟黑白无声电影在我们今天看来一样古老。到了 1900 年,你已经不需要再操心能量这根「香肠」到底是怎么做出来的了——燃烧过程发生在某个遥远的发电机里,消费者只需要跟那位安静、干净、方便的魔法管家打交道——也就是电。
所以如果 1900 年的人要在蒸汽外燃、汽油内燃和电力这三种未来汽车动力标准之间下注,他们多半会把钱押在电上。而且当时电动车不仅在路上的数量远远压过汽油车,包括爱迪生和特斯拉在内的世界顶尖发明家们,也都在为电动车的未来倾注心血。那个世纪初,《纽约时报》把电动车称为「理想之选」,理由是它比汽油车更安静、更清洁、更经济。25
但理想并不是早期汽车工业的驱动力——可规模化才是。在那之前,汽车基本上是富人手里不太实用的玩具。理想化的那些追求可以放到以后再说——第一步是搞清楚怎么把车做得快、耐用,而且最重要的是,便宜。全世界的资金和头脑都涌入了汽车技术,1908 年,亨利·福特 (Henry Ford) 和他成立仅五年的公司推出了那款把汽车工业送上云霄的车:T 型车 (Model T)。26
在 T 型车之前,电动车和汽油车都有各自的大问题。电动车续航短、充电时间长。汽油车吵、难启动,而且喷烟喷得像还活在 1802 年。
但福特是一位出色的工业家,他想出了用移动装配线代替手工制作来造车的概念,大幅压低了成本,创造了美国第一款面向大众的汽车。1912 年,工程师查尔斯·凯特林 (Charles Kettering) 发明了电动汽车启动装置,让人们再也不用费力又危险地手摇启动汽油车,同时新发明的消音器也大大降低了汽油发动机的噪音。突然之间,汽油车原本很多糟糕的地方不再糟糕了——而且它们变得比电动车便宜得多。福特的 T 型车席卷了美国,到 1914 年,美国 99% 的新车都烧汽油。到 1920 年,电动车彻底退出了商业生产。27
这并不是一个必然的结局。汽车的未来本来是有得一争的,只不过福特比他的竞争对手更聪明罢了。烧燃料是过去的路,电才是未来的路——但福特为造车创造了一个已被验证、能盈利的商业模式,而电动车还没有这样的模式,电动车厂商想要扭转局面很快就变成了一场胜算太小的硬仗。于是他们停了下来。
现在过去了一个世纪。最原始的、通过一根电线打的本地电话,已经变成了德里的一个人可以从口袋里掏出一块玻璃板,用手指点一下,就能瞬间跟他在圣保罗的朋友通话并看到对方。最粗糙、最卡顿的黑白无声电影已经变成了皮克斯 (Pixar)。在实验室里混合化学品已经变成了在大型强子对撞机 (Large Hadron Collider) 里分裂原子。莱特兄弟那 12 秒、120 英尺的飞行已经变成了到 250 英里高的国际空间站的例行往返。
但我这一段的结尾没法写成:「原始的烧汽油的汽车已经变成了〔某种我们连想都想不到的超酷的东西〕」,而只能写成:「原始的烧汽油的汽车已经变成了更好的烧汽油的汽车。」
正如我说的,如果你活在 1900 年,你大概会觉得交流感应电动机的电动车这个点子太棒了、太有未来感了,而内燃机——它不过是从一个世纪前发明的早期蒸汽机车稍微进化了一点——挺酷但并不特别有未来感。可我们并不活在 1900 年,我们活在 2015 年,所以当我们看到我们所有车里都装着的现代汽油发动机,看到活塞因为气缸里有什么滚烫的东西在爆炸而来回运动——28
——它们应该显得古老得离谱。快速插一句:
Tim 用一种明显不像懂车的人的方式来描述汽车发动机的工作原理,让热爱汽车的人更加暴怒的蓝框
欢迎来到「Tim 用一个明显不懂车的人的方式描述汽车发动机怎么工作,让那些狂热爱车人士更加抓狂」蓝色框。规则如下:
上面这个动画是一个四冲程、四缸发动机。那四个缸就是活塞在里面上上下下运动的四根管子。活塞每上下滑动一次就叫一个冲程,燃油燃烧发生在一个四冲程循环里:
1) 进气冲程: 就是活塞往下走、上方有蓝色东西的那部分。蓝色的东西是被吸进来的空气,还混着少量在恰当时机由喷油器喷进来的汽油。
2) 压缩冲程: 这一冲程里活塞往上走,蓝色的东西变成了橙色。发生的事情是:进气冲程中让空气进来的那个阀门现在关上了,活塞往上走的时候,空气/汽油混合物无处可去,于是就被紧紧压缩了。
3) 做功冲程: 我感觉狂热爱车男们说到这个冲程时眼里都会闪着一点小光。在动画里,这是活塞往下走、上方是橙色然后到最后变成灰色的那部分。前一个压缩冲程把空气和汽油紧紧压在了一起,在那个冲程的顶部,气缸顶端的火花塞发出一个火花,把压缩的空气和汽油点着,产生一次小爆炸。这次爆炸把活塞往下推。这个冲程就是汽车发动机动力的来源。
4) 排气冲程: 就是活塞把灰色的东西往上推、推出气缸的那部分。灰色的东西是废气——也就是烟,因为你刚在那个气缸里点了个篝火——然后从汽车的排气管排出去。这些烟主要由无毒气体组成,再混一点点一氧化碳和其他毒物图个乐子。废气里还有刚才那次爆炸产生的二氧化碳,这让汽油里被埋藏已久的碳,在地下度过了史上最无聊的 3 亿年之后,可以开开心心地重返地球大气层。
活塞疯狂来回运动共同发力,转动一个叫曲轴的东西——就是它们下面都连着的那根金属杆装置——从而产生转动运动,最终转动汽车的车轴。我觉得是这样。11
(想了解更多:这个视频 的前两分钟展示了全过程,这个 看着挺赏心悦目的。)
好。我承认汽车发动机挺酷的。我也能理解为什么有些人对它们有点痴迷。但当我把下面这两个动画放在一起看——
1815 年的机车发动机:
2015 年的汽车发动机:
——它们长得也太像了,完全不像是隔了 200 年。
「气缸里的高温爆炸推动活塞前后运动,迫使金属杆带动车轮转动,然后把产生的烟从管子里滚滚排出」——听起来就是一种老掉牙的技术,我们今天居然还在用它,实在很奇怪。我们会习惯自己所处的世界,不管这世界什么样,但如果你回头审视历史、退一大步来看,有些事突然就完全说不通了。这就是其中之一。
所以我们要问的问题是:为什么?
如果电动机是更先进的技术——如果它因为安静、干净、利用了尖端科技而被视为理想选择——那世界为什么要抛弃它?1900 年,电动车和汽油车都还不具备大规模普及的条件——两者都需要几项关键的技术突破。汽油车所需的关键突破先发生了——但这凭什么就是我们永远安于更原始的那种技术、安于那种日积月累会让城市烟雾弥漫、改变我们大气化学组成的技术的理由?如果 20 世纪的人类发明能从莱特兄弟 12 秒的飞行一路飞到 66 年后的登月,那么让电池技术进步到足以降低电动车价格和充电时间、同时提升续航,肯定不该超出我们的能力范围。为什么在汽车动力技术这么重要的领域,创新和进步就这么停了?
这个问题也可以套到化石燃料时代整个大故事的其他部分上。你完全可以同样疑惑:「美国第一座发电站,爱迪生位于曼哈顿的珍珠街电站,1882 年首次点亮,靠的是烧煤——怎么可能到了 2015 年,烧煤竟然还是人类生产电力最主要的方式,尽管我们几十年前就知道它既不是最优解、也不是可持续的长期方案?」
「为什么 X 技术停止前进了?」这个问题的毛病在于,它误解了「进步」是怎么运作的。我们要问的不是技术进步为什么有时会停下来,而是要问:
技术进步为什么会发生?
第一种问法的错误在于一个直觉但错误的观念:技术会随着时间自然而然向前推进——它不会。这一点我可以打包票,因为我家 Time Warner 的 DVR 到现在还是 2004 年那个惨不忍睹的用户界面。技术运作的方式是:默认状态下,它是不动的,只有当某种东西推它一把,它才会往前走。
我们思考进化时,常常也会犯同样的直觉性错误。自然选择并不会让事物变得「更好」——它只是让生物在所处的环境条件下尽可能优化以求生存。当环境中的某样东西发生变化时——某种捕食者发生突变变得更快、某种食物变得稀缺、冰河时代来临——这意味着此前已经针对环境优化过的物种不再是最优的了。环境变化改变了自然选择的标准,给现有的物种施加了一种压力,而随着时间推移,物种的基因将会对这种压力作出反应,通过改变来适应新的环境。
说到科技,一个完全自由开放的市场就是它的自然环境。但和物种的世界不同——那里是永恒的西部蛮荒——人类社会里还有另一个因素在起作用:一股叫做「政府」的神级力量。所以如果我们想搞清楚是什么让科技移动和变化,就得看两种压力来源:一是自然市场条件的潮起潮落,持续给场内所有玩家施加新的压力;二是坐在上面的那个「神」,可以人为改变下面的环境,制造出人工压力。让我们两者都看一看,先从政府说起:
1) 来自政府引发的环境变化的压力
市场里这个「政府之神」的性质和权力,在世界各地差异巨大。在朝鲜,它是一位圣经式的、全知、全见、全能的宇宙统治者,以至于根本不存在所谓的自然市场环境——只有神创造和维系的那个。在斯堪的纳维亚,神是一位富有的权力母亲,市场被安放在她那温暖的怀抱里,充满安全和机会。在中非,神换了一种生活方式,找了份新工作,给最富有的那几个家族打工——对他来说,算是往上爬了一大步。
在美国,神有身份认同危机,在自豪和自我厌恶之间来回摇摆。它想拥有最棒的国家,但它一个人站在街角,冲着自己吼来吼去,争论到底该怎么做才对。当美国政府(或者类似的政府)想扮演神的角色、改变美国的自然市场环境,以在特定领域施加特定压力时,它主要用三种工具:拨款、监管和税收。
资金投入:政府拨款要想推动重大进步,金额得非常庞大。而在一个开放的民主国家里,这种事只有在全国上下都认可某件事至关重要时才行得通——比如 1960 年代,害怕失去全球影响力的恐惧让美国政府肾上腺素飙升,把人送上了月球。同样,美国选民对军费开支的共识度也够高,所以军队获得了巨额资金,并在推动多个行业的技术进步中扮演了重要角色。但大多数情况下,一个分裂的民主体制会因为利益冲突和政治口水战而陷入瘫痪,根本没法成为一场真正技术革命的主推手。
监管:民主政府的另一块肌肉是制定规则的能力——法律、限制、配额等等。这些手段在推动小改动上可能挺有效——安全带和安全气囊都是政府监管的产物。但至少就汽车行业而言,我实在想不出哪个重大的技术飞跃是政府监管催生的。
税法:政府经常用税法向自由市场施加自己的经济压力。不过同样,虽然这在把某样东西轻推向某个方向上可能有效,却往往不会带来翻天覆地的进步。
当然,美国正在为这事儿吵得不可开交,财政自由派通常比财政保守派对政府在推动事情前进方面能扮演的积极角色乐观得多。但我想两派都会同意,靠政府强推的重大技术进步,更像是苏联或者当今中国这类政府权力大得多的地方的路数。而开放的民主国家里那些惊人的创新,往往来自底层的压力,来自自由市场那口翻滚沸腾的大锅——
2) 来自自然市场力量的压力
在自然界,为了捕食和躲避天敌,动物会通过变成飞快、难以捕捉的奔跑者来优化自己。当地面上的食物变得稀缺时,物种会感受到饥饿的压力,久而久之,它们的基因会重新优化,发展出擅长攀爬的身体,或长脖子,或翅膀。一个从奔跑变成飞行的物种并没有变得更好——只是更适合当下的环境而已。在物种的世界里,优化的定义很简单,因为终极目标很简单:生物体的核心需求永远是同一套——自我保存和繁殖。所以自然界的优化永远只有一种定义:朝着最有利于你自我保存和繁殖的方向调整。
要理解市场中的“优化”意味着什么,我们得先搞清楚市场里那些行动者的核心目标是什么。当然,人也是生物,自我保护永远排在首位——如果你饿了、冷了、病了,解决这些问题就是核心目标。但对于基本需求已经被满足的人来说,潜藏在他们动机核心的那种渴望到底是什么?对他们而言,“追求自身利益”意味着什么?
这个嘛,取决于文化。在某些文化里,对失败的恐惧强烈到压过了对荣耀或巨额财富的欲望,人们最主要的内在驱动力就变成了“只要过得去就行”。在另一些文化里,人们最深层的驱动力可能是宗教救赎、服务社群或家人、悠闲的生活方式,或是灵性开悟。
要说技术进步,这些动机可不太可能把你带到那儿去,因为对这些人来说,琢磨技术创新根本不是通往优化路径上的有用一步。所以如果我们想要技术进步,我们希望人们感受到的是什么样的渴望呢?
我觉得理想的组合是一杯两成分的鸡尾酒:
**第一种成分:贪婪。**在一个完美、公平、开放的市场里,贪婪作为核心命脉动机效果拔群。资本主义理论上的运作方式是:你创造的现实世界价值越多,你赚的钱就越多。所以在竞争格局中的公司会拼命去做出越来越好的产品和服务,以实现优化——对它们来说,优化意味着尽可能多地赚钱。个人也贪婪,只是为了各种各样的目的——奢华的生活、个人自由、安全感、被人仰慕、权力、性——但他们想要什么并不重要。只要他们那份灼热的欲望让他们真的很想要东西,他们的优化驱动力就会推动技术前进。不过贪婪是一把双刃剑——要让它有益,贪婪必须被装在一个高操守、精英至上、自由的市场里。要是没有这个容器,贪婪就会变成进步的敌人,因为系统越容易被腐败侵蚀,顶层那些贪婪的家伙就越能玩弄系统,确保自己长盛不衰的胜利。
**第二种成分:熊熊燃烧的野心。**贪婪能带来稳步前进,但要让进步实现飞跃,通常关键得靠第二种成分:一种要做出伟大之事的燃烧般的渴望。同样,这种野心背后的原因可以各种各样。有时它是自我驱动的欲望——想出名、想扬名立万、想留下自己的印记、想被人念叨、死后被记住为伟大的。另一些时候,野心是由一种近乎疯狂的自信和乐观情绪点燃的,这种情绪给了某个人胆量去做理想主义者。这些是饥饿的挑战者的渴望。
一个由现有赢家组成、靠贪婪驱动的成熟行业,就像一片拥挤热带雨林最顶层的树。它们只在必要时向上生长,为了争夺阳光而互相推挤,只为一点点小利和小胜利,大多数时候只是想保住自己在树冠层的位置。贪婪只想要阳光——它并不在乎得到阳光时自己有多高。
但在下面,那些饥饿的挑战者燃烧着对阳光的渴望,愿意每周花 100 小时琢磨怎么才能得到它。当突破到来时,挑战者猛地冲破树冠,进入开阔的天空,把叶子铺开。突然间,原本高高在上的那些树被挡住了阳光。此时贪婪被一种更强大的驱动力——生存——所取代,创新火力全开,它们拼命向上攀爬保命。环境变了——被颠覆了——在这个由挑战者颠覆者创造出的新世界里,公司必须创新才能重新优化自己。有些最终回到顶端,有些则死去——一切结束时,技术已经猛地向前跃进了一大步。我们都亲眼见证过这样一个例子:2007 年苹果一飞冲天穿过手机树冠层,逼得所有其他公司要么造智能手机要么去死。三星设法重新回到了阳光下。诺基亚没有。
带着这些想法,我们回到汽车行业和我们最初的问题:
为什么过去一个世纪里,汽车技术这片森林没有向上生长?
我看到两个主要原因:
1) 高得离谱的进入门槛——所以没有饥饿的挑战者带来跃迁
试着想想有什么事情比创办一家汽车公司更恶心、更困难。
首先,在你能卖出一件产品之前,你就得砸下一笔荒谬的资金去买工厂、想办法设计一辆车及其所有零部件、造出原型车,再用原型车去融更多的钱、拿到一个更大得多的工厂、雇几千人,然后砸几百万美元做营销告诉世界你的公司存在。而且你自己大概率还得极其有钱且能承受风险,因为几乎没什么人会疯到给一家汽车创业公司投钱。
其次,要盈利,你必须走高销量。汽车造起来太贵,利润率又太薄,一年只卖几辆根本活不下去。所以要让这事成立,你不仅得造出一辆牛逼的车,还得是那种会有一大堆人想买的车。
第三,燃油车已经被高度优化过了——如果你想像一个没有任何品牌知名度的黑马那样激进地冲破树冠层,你就必须打造一款远远优于市面上现有产品的车。就汽车而言,这大概意味着要从车的核心——那个用滚滚尾气把大家搞得心力交瘁的东西——发动机——下手。但由于还没人真正做成过这件事,所以你不仅得成为长久以来第一家成功的初创车企,还得成为史上第一家成功造出你要造的这类车的初创公司。而且既然你是第一个吃螃蟹的,你就得投入巨额时间和金钱去搞创新研发,承担整个行业的发明成本。你还得扛下营销成本,去教育全世界为什么他们应该想要这种新型汽车——这是一次性开销,一旦教育完成,其他公司就能坐享其成,搭上你花大钱建立起来的消费者需求的便车。
所以不奇怪,美国上一家成功的初创车企是 1925 年的克莱斯勒 (Chrysler)——90 年前。这基本上是一件不可能完成的任务。
而由于森林地面上没有任何威胁——没有那些一无所有、只能拼命一搏的创业者带来的野蛮创新——汽车行业得以悠哉地在严丝合缝的树冠被子下晒太阳,只做渐进式的改进,而且只在必要的时候才做。但这里还有另一个问题——
2) 汽车市场中的一个漏洞,让车企的优化目标与对世界最有利的东西脱了钩。
就像我上面提到的,贪婪作为一种优化标准运作得挺不错——前提是市场是完美的:开放、准确、公平。
贪婪的公司会根据什么方式最能优化其所处环境来做决策——也就是:我们怎样才能赚到最多的钱?但一家公司追求利润最大化的动力,只有在其利润与其产品或服务为社会带来的净正面价值紧密且准确相关时,才对社会有益。
如果我开一家柠檬水摊,每次我给某人递上一杯美味的柠檬水,他都很可能把我推荐给朋友,并成为回头客。我提供了正面价值,我生意的成功也随之上升。
成功 = 提供的价值。 激励是对齐的。
如果另一位顾客来到摊前,我给他一杯里面有苍蝇的柠檬水,他不会再来了,还会叫朋友别来——我造成了伤害,我的成功也随之下降。
成功 = [提供的价值] – [造成的伤害]。 激励依然是对齐的。
但假如我发现了一种可以喷在柠檬水上、防止苍蝇落上去的化学品呢?这化学品无色无味,但我知道长期喝下去会在几十年后对顾客造成巨大伤害。顾客当下感受不到这种伤害,所以它不会影响他们对我柠檬水的评价,也不会影响我的生意。
成功 = [提供的价值] – [造成的伤害]。
造成的伤害现在成了一项未被计入的成本,也就是所谓的负外部性,我的利益也不再与顾客的最佳利益保持一致。如果我只关心贪婪和利润最大化,我会继续使用这种化学品,因为经济激励就是这样引导我的。
这种负外部性正是烟草公司几十年来能"逍遥法外"的原因。顾客健康的长期代价没被计入,因为顾客对后果一无所知,负面效应要几年后才显现,而且没有任何监管处罚来为这种伤害买单。纯粹从贪婪最大化的角度来看,香烟公司的行为完全是理性的。他们提高香烟中的尼古丁含量,在过滤嘴中加入玻璃碎片以制造微小切口、增加尼古丁吸收——这带来了更多伤害,但也增加了需求——由于伤害不被计入,对公司来说这是纯净的正收益。当反烟草运动开始向顾客科普香烟危害时——这就把伤害转化成了成本,表现为受惊的顾客和下降的需求——烟草行业就雇佣毫无操守的科学家来抹黑这些运动、搅浑舆论。意识觉醒终究会到来,但从贪婪的角度看,他们越能拖延、越能把伤害藏得久,对自己就越有利。
人们管这叫邪恶,但它其实只是一个行业在它所处的环境参数内,做着最符合自身利益的事。贪婪是一种很简单的动机——能拿多少拿多少,能推到什么极限就推到什么极限,以求彻底优化。我拿烟草公司当例子,但你完全可以把同样的故事套在快餐业、辐射超标的消费电子产品、政客行为、金融业等等身上。
在汽车行业,二氧化碳排放就是那个负外部性。如果你有一种便宜又简单的造车方式,能把废气一股脑倒进大气,而且没人让你为此买单,你干嘛要改变什么呢?
这跟香烟的故事一模一样。只不过把烟草业和支持它的香烟公司,换成石油业和支持它的汽车公司;把短期的肺气肿,换成短期的城市雾霾;把肺癌之类的长期健康伤害,换成海底城市之类对人类生活方式的长期伤害。
已经有很多人写过碳排放的隐性成本,其中很多人——政治光谱两端的都有——都提出了一个合乎逻辑的解决方案:收入中性碳税 (revenue-neutral carbon tax)。
收入中性碳税之所以叫「收入中性」,是因为政府因这项税收而增加的任何收入都会被其他方面的等额减免(比如所得税)抵消掉。这就让它在政治上变成了一个没什么可争议的提案。
这个税可以在供应链的任何一环征收,从石油开采到加油站的加油机,效果都是一样的——要么开汽油车变得更贵,要么做汽油生意变得更不赚钱,要么两者兼有。有了碳税,当你为碳排放问题添砖加瓦的时候,你也在为它买单——这就激励消费者和公司去探索替代方案。这不是政府干预市场——这是政府在修复市场里的一个 bug。
而现在呢,政府反倒是给买电动车的人减税,给可再生能源产业发补贴,这就像一个城里所有的公司都把垃圾往街上倒,政府的反应不是对这种行为收费,而是掏钱让公司别再这么干了。还有些时候,政府会试图通过强制汽车公司生产一定数量的零排放汽车来压低排放——效果有限。吉米·卡特 (Jimmy Carter) 和比尔·克林顿 (Bill Clinton) 都在某种程度上尝试过,而两次都是下一任总统(里根和布什)上任后就把这些规定给取消了(讽刺的是,克林顿要求生产更多混合动力车的政令在美国啥也没干成,却把丰田吓得屁滚尿流,他们开始疯狂搞创新,搞出了普锐斯)。还有一次,1990 年,加州政府试图推行自己的零排放法规,汽车和石油公司一直斗争,直到最终把加州逼退,法规在 2003 年被撤销。12 问题就在于,巨头公司的影响力大到,政府任何想通过监管来推动改变的尝试,最后都会被稀释到毫无效果的地步。
说到碳税,唯一能解释为什么至今还没有的原因,似乎就是大石油对美国政府的把持——因为在我看来,两党的每个政客都应该支持一个收入中性的碳税。对吧?
在不承担碳排放任何负面后果的情况下,以贪婪为目标的优化只会推动汽车的某些技术进步,比如安全性、舒适度和驾驶品质,因为拿到高安全性和高品质评级和市场需求挂钩——但对碳排放却没有任何改变,因为贪婪方程式目前根本没把这项成本算进去。
所以,在福特汽车公司成立 112 年后,我们仍在使用有害的老式发动机,原因很简单:汽车行业面临的所有压力,没有一个在推动它做出改变。汽车行业在某些领域仍然需要努力优化——这就是为什么这些年汽车变得更安全、更平顺、更舒适、更省油。但现代汽车最刺眼的缺陷——它不停地往大气里倾倒垃圾——却始终无人问津,因为这么做不花钱,因为大石油公司的影响力让政府一直允许这么做,也因为没人能从下面顶破天花板,向消费者证明还有更好的路可走。
这挺吓人的。真的、非常糟糕的事情可能正在发生,可能在未来让我们的生活实实在在地变得更糟,但我们面前摆着一个囚徒困境——集体作出改变对我们所有人整体上要好得多,可对每一个具体的 CEO、说客或政客来说,维持现状能个人捞到更多好处。人们喜欢说,“这是我们的孩子将来要生活的世界,我们正在毁掉它”,可对那些有权力改变些什么的人来说,他们那几个孩子过得最好的方式,就是让爹妈把钱赚到最多。局面就这么僵住了。
一个根深蒂固、停滞不前的行业,就像一个由根深蒂固的王朝统治的国家——现状很难被撼动。但即便在最强大的种姓制度里,有时候也会在恰当的时机出现恰当的人,发起恰当的运动,然后一场革命就此点燃。
第三部分:特斯拉的故事
Christie Nicholson 记得她第一次见到 Elon Musk,是 1989 年的一场派对。
“我记得他开口说的第二句话就是‘我经常想电动车的事’,”Christie 说,“然后他转过头问我,‘你想过电动车吗?’”13
1989 年,把时间花在琢磨电动车上,似乎是件挺奇怪的事。要理解为什么 Musk 对这件事这么上心,我们先来搞明白电动车是什么,以及它是怎么工作的。
有几种常见的现代车型被认为比传统燃油车更环保——即混合动力车、插电式混合动力车和电动车 (electric cars,我们称之为 EV,electric vehicles 的缩写)。还有一种车型也常被提及——氢燃料电池车,我们就简称氢能车。这些车的共同点是都有一个电动机。
电动机分两种——交流感应电动机 (AC induction motor) 和无刷直流电动机 (brushless DC electric motor)。既然读到这里 98% 的人不会舔着嘴唇期待看一段三段长的两者区别说明,那就一句话带过吧:它们的基本原理是一样的。
电动机就是一个面包裹热狗 (pig in a blanket),电流被送进外面那层面包(叫定子 stator),定子始终不动,而这个电流会让里面的热狗部分(叫转子 rotor)转起来。转子连着车轴,车轴带动车轮。就像这样:29
交流感应电动机工作原理蓝框
两种常见电动机之一就是交流感应电动机(这也是特斯拉汽车用的那种)。AC 代表交流电 (alternating current),14 感应 (induction) 意思是转子和定子之间没有物理接触——定子里的电流会产生一个旋转的磁场,这个磁场通过电磁感应作用到转子上,让它旋转。
定子通过一个三相系统 (three phase system) 送入电流来产生旋转磁场:30
所以有三根不同的电线,每根都在来回交替地拉扯——你盯着任何一种颜色看,都能看到它就是在来回摆动。但三根线的电流被错开得恰到好处,以至于定子里那个「拉扯点」在做一个平滑的圆周旋转。加入转子之后,这个旋转磁场就会让它转起来:
关键点在于,转子永远追不上它想到的位置——它一直在「追赶」这个旋转磁场,而这场追逐就是驱动汽车的动力。交流感应电动机是尼古拉·特斯拉 (Nikola Tesla) 发明的,这也是特斯拉汽车公司以他命名的原因。15
以下是使用电动机的几种车型:
混合动力车 (Hybrids)(也叫 HEV,hybrid electric vehicles),比如丰田普锐斯 (Toyota Prius),同时拥有电动机和内燃机。混合动力车不用插电——汽油给电池充电。电池还能通过一种叫做再生制动 (regenerative braking) 的电动机技巧获得电量。正常情况下,汽车行驶时所具有的所有动能焦耳,在刹车时都会损失掉,只是转化成热量而已。有了再生制动,电动车能把一部分动能送回电池,把那些焦耳存起来以后再用。混合动力车里的电动部分替代了一部分烧油的需求,提高了每加仑英里数,减少了汽车排放,还给司机省了油钱。混合动力车相比普通燃油车是技术上的一大进步。
但它们还是有点烂。为啥?因为它们只是有点帮助解决排放问题,并没有真正解决,而且它们还是得烧油才能运转。就像我听到有人说的那样,一个 100% 全是普锐斯司机的世界,依然是一个 100% 沉迷于石油的世界。
插电式混合动力车 (Plug-in hybrids)(也叫 PHEV)是更好的选择。插电式混合动力车,比如雪佛兰 Volt (Chevy Volt)、本田雅阁插电混动 (Honda Accord Plug-In Hybrid) 和福特 Fusion Energi (Ford Fusion Energi),让你可以在家给电池充电,通常在汽油启动之前,光靠电池就能开 10 到 40 英里。这对大多数人的日常出行来说往往就够用了,意味着他们可能很少需要用汽油。
但既然我们都要离目标这么近了,为啥不干脆一步到位呢?
氢燃料汽车 (Hydrogen cars) 完全是电动的——但它们不用电池。取而代之的是,它们像燃油车一样去加油站加燃料——只不过加的是压缩氢气,不是汽油。氢气与空气中的氧气结合产生电,电再送到电动机来驱动汽车。它们没有尾气排放,因为唯一的副产物是干净的水。听起来很棒,对吧?
马斯克 (Musk) 无论如何都无法理解怎么会有人支持氢燃料汽车,16 但这挺让人困惑的,因为很多汽车公司,比如丰田、本田和通用汽车 (General Motors),目前正在大手笔投资研发氢燃料汽车。我想搞清楚这个分歧,所以读了大概 12 篇支持和反对这项技术的文章。看完之后,我很难看出氢燃料汽车比电动车会有更光明的未来。想看细节的话,这里有个脚注。17
最后,还有电动车 (electric cars,or EVs),比如日产 Leaf (Nissan Leaf)、宝马 i3 (BMW i3)、福特 Focus Electric (Ford Focus Electric),还有特斯拉 Model S (Tesla Model S)。这些很简单——就一块大电池,你给它充电,它驱动电动机。全程没有液体参与。
现在,从理论上讲,电动车非常有道理。先不管汽车的其他部分,让我们看看电动机相比内燃汽油发动机的一些优势:
**大多数情况下,电动机比燃油发动机更方便。**燃油车得跑加油站;电动车主每晚给车充电,就跟给手机充电一样——不用停下来加油。燃油发动机比电动机复杂得多,零件超过 200 个;电动机的零件不到 10 个。燃油发动机需要变速箱、排气管、齿轮以及一堆油腻腻的破玩意儿;电动车这些统统没有——你打开引擎盖,看到的是更多的储物空间,跟后备箱似的。燃油发动机需要机油,也就意味着要换油;电动车不用。这份额外的复杂性意味着燃油车最终需要的维护比电动车多得多。
**驱动电动机比驱动燃油发动机便宜得多。**先不说燃油车主换油和修车的额外开支,燃油发动机的燃料——汽油——本身就比电动机的燃料——电——贵得多。我们来算算:
一辆普通电动车每千瓦时18电大约能跑 3 英里,美国全国平均电价是每千瓦时 12 美分。也就是说,电动车每跑一英里成本约 4 美分。
燃油车的驾驶成本更难算,因为油价和车辆油耗差异极大。燃油车的最佳情况是油价异常便宜(比方说 1.40 美元/加仑)加上异常高的燃油效率(比方说罕见的能跑到 35 英里/加仑的燃油车)。这样才能达到和电动车一样的每英里 4 美分。但极少有燃油车主能做到每英里 4 美分。不搞极端,取一个较差的情况,假设油价 4.00 美元/加仑较高,再配上低于平均水平的 15 英里/加仑——这样燃油车每英里成本就是 27 美分。按相当典型的年行驶 12,000 英里算,那么最好情况下汽油和电成本打平,最差情况下每年开燃油车要多花 3,000 多美元。
**燃油发动机是能源/气候危机的两大主因之一。**这个我们已经讨论过了——交通领域烧石油占全球排放的三分之一,污染城市,还让各国过度依赖别的国家。电动机则什么都不排放。是的,它用的电可能是以"脏"的方式发出来的——不过这个我们后面再说。
所以这就是马斯克为什么告诉 Christie Nicholson 他常常在想电动车。作为长期驱动汽车的方案,电动机显然更简单、更便宜、也更合理。
但当电动机在 100 多年前首次登场时,存在几个严重的缺陷,阻止了它成为主流——而由于电动车当年退出了历史舞台,后来几乎没什么时间或金钱被花在解决这些问题上。人们对电动车可行性的担忧大致集中在三个老生常谈的问题上:
**电动车担忧 1)续航。**这其实是三个问题合成一个:
A) 电池续航是不是太短,长途开不了,导致电动车只能用来在本地跑跑?
B) 如果我在外面开车,路上电池需要充电,有地方充吗?还是会被困在半路?
C) 就算路上真找到了充电站,我是不是得在那儿干坐五个小时等它充满?
这些问题在潜在电动车买家中太普遍了,以至于都有了专门的术语:里程焦虑 (range anxiety)。
电动车顾虑二)性能。 今天你在路上最常见的电动车是高尔夫球车。这可完全提不起车主的兴趣。没人想要一辆开起来像坨屎的车,而当人们想到风驰电掣的加速时,脑子里浮现的是强悍的燃油发动机,不是电动马达。
电动车顾虑三)价格。 从一开始,电动车就比燃油车贵,主要是因为电池成本高。
早在 1910 年,人们对电动车提出的正是这三个顾虑,这也是燃油车最终胜出的部分原因。燃油车本来也有自己的一堆大问题,但福特搞清楚了怎么让它变得可行——而这件事,还没有人为电动车做到过。
我问过马斯克对亨利·福特 (Henry Ford) 的看法。他说:「福特是那种碰到障碍时,会想办法绕过去、把事情搞定的人。他真正专注于客户需要什么,即便客户自己都不知道自己需要什么。」
2003 年他决定不再空想电动车、而是要真的造出来时,形势对马斯克并不有利。汽车行业有着极高的进入门槛,近一个世纪里没有任何一家初创车企成功过;碳排放的成本没有被计入账中,这就让创办一家电动车公司好比一个菜鸟在球场上想要脱颖而出,而其他所有球员犯规都不会被吹罚;还有那庞然大物般的石油行业,会用尽一切手段去踩死任何想让它过时的努力;而在这之上,电动车是一种全新的车,自从一个世纪前电动车制造商认输放弃以来,它的技术发展基本上一直处于暂停状态,前方是一段令人望而生畏、代价高昂的追赶之路——上面列出的三个顾虑,都得以某种方式解决,这事儿才有一点机会。
最根本的问题是:电动车之所以从来没能真正翻身,是因为存在无法调和的问题?还是说合适的那个人——电动车界的亨利·福特——还没登场?
汽车公司本不该诞生在硅谷,硅谷的创业公司也本不该去造车。
但电动车产业可不是你爷爷那代的汽车产业。而在 2003 年,它压根还不是任何人的产业。加州在通过《零排放车辆法案》之后又被逼着撤销该法案,期间的 1990 年代,新型电动车经历了一段短暂的泡沫,之后整个电动车产业就凋零了,只剩下加州各处散落的车库和汽车极客的技术实验室,几近被人遗忘。但从加州那些前沿极客小作坊里,冒出过一些惊天动地的大事。苹果。微软。谷歌。那为什么不能有现代电动车产业呢?
其中一家小型汽车技术公司叫 AC Propulsion,当底特律、东京和慕尼黑的汽车制造商还没意识到电动车显然就是未来时,AC Propulsion 的这帮家伙正在默默地捣鼓实验,悄悄地一个接一个地搞出电动车领域的重大突破。
上周有一天,我给 AC Propulsion 打了个陌生电话,直接堵上了他们的 CTO 保罗·卡罗萨 (Paul Carosa),他从公司创立之初就在那里了。他太有礼貌了,不知道怎么才能挂掉我的电话,于是他给我讲起了 90 年代末到 2000 年代初的那些年头,他们造出了迄今为止最酷的车——tzero(读作 t-zero)。AC Propulsion 搞明白了两件大事:
第一,tzero 快——0 到 60 英里只需 4.9 秒,这对电动车来说快得离谱,已经和快速的燃油车不相上下了。
第二,他们通过在电池上搞创新,在电动车的一大短板上取得了巨大进展。之前的电动车用的是铅酸电池,又重又受限。AC Propulsion 意识到,笔记本电脑和手机行业一直在往做小型 18650 锂离子电池上砸钱,让它们的效率越来越高,而那些电池已经变得真的很先进了。18650 电池看起来跟 AA 电池差不多,似乎和汽车不太搭调,但把几千节这样的电池排列在一个大电池盒里,他们就远远领先地造出了世界上有史以来最好的车用电池。以前的电动车续航一直被限制在 60 或 80 英里,顶多也就 120 英里。而 tzero 单次充电能跑 250 英里。
2003 年,加州一位名叫 JB·斯特劳贝尔 (JB Straubel) 的工程师当时自己也在鼓捣电动车,他找到马斯克,想为一个正在做的汽车项目寻求资金。之后不久,斯特劳贝尔就把马斯克带到了 AC Propulsion 的办公室去看 tzero。马斯克被震撼了。马斯克其实早就怀疑电动车就是未来之路,如今亲眼看到了这种可能性,他彻底信服了。
当时,他已经在运营 SpaceX 并试图殖民火星,所以创办一家初创汽车公司实在挤不进他的日程表。他非常希望世界能看到 tzero,因为他确信这会让人们兴奋,帮助点燃新一波电动车热潮——他试图说服 AC Propulsion 的人把 tzero 推向市场,由他出资,但他们不想搞这事,因为听起来太麻烦了。于是,AC Propulsion 把马斯克介绍给了另外三位创业者,他们最近也带着类似的想法找过 AC Propulsion,同样被拒绝了。这三个人,其中包括 Martin Eberhard 和 Marc Tarpenning,想出了一个主意:授权 AC Propulsion 的技术,然后由他们自己成立一家新公司叫特斯拉汽车 (Tesla Motors) 来把它推向市场19——但要让这一切成真,他们需要钱。这真是天作之合,所以他们决定一起干。马斯克只能兼职投入这个项目,他可以出资、担任董事长、保持强大影响力,而让 Eberhard 当 CEO,他自己就可以把主要时间放在 SpaceX 上。特斯拉就这样上路了。
这群人组建了团队,开始琢磨怎么当一家车企。他们面临的一个大问题是,这是一项新技术,而新技术早期的研发成本会推高产品价格——这也是最早的手机和电脑一开始特别贵的原因。区别在于,那些东西是同类里的头一个,所以产品可以卖得超贵还有人买。可优秀的、买得起的燃油车早就存在了,拿出一辆品质相当于 2.5 万美元燃油车的电动车却卖 10 万美元以上,是行不通的。所以他们的商业计划就变成了这样:
第一步:面向超级富豪的高价、小批量车型。 先推出昂贵的首款产品,但把车做得足够奢华,值这个价——也就是说,直接做成一款正儿八经的法拉利竞争对手,那卖 10 万美元以上就没问题。
第二步:面向富人的中价、中量车型。 用第一步赚的钱开发第二步的车。它仍然会很贵,但更像是 7.5 万美元的奔驰或宝马的竞争对手,而不是法拉利。
第三步:面向大众的低价、高量车型。 用第二步赚的钱开发一款 3.5 万美元左右的车,在扣除政府 7500 美元的电动车税收抵免以及节省下来的油钱之后,中产阶级就能负担得起了。
这有点像好时之吻 (Hershey's Kiss) 式的商业计划:
总的使命并不是打造世界上最大的汽车公司。而是要解决一堆长期困扰电动车的短板,造出一辆牛到不可思议的车,足以改变所有人对电动车的认知,并且逼得世界上那些大车企不得不去开发自己的高端电动车产品线。他们的终极目标——也是这家公司官方的使命——是「通过尽快向市场推出有吸引力的大众市场电动车,加速可持续交通的到来」。换句话说,电动车早晚会普及,但我们要让它更早普及。这里的「更早」很重要,因为它意味着碳排放会更早开始下降,而碳排放的长期危害也会小得多。
于是他们开工了。四年之后,他们造出了第一步的车,Roadster:31
Roadster 并不是特斯拉想做的长期主打车型(一位特斯拉员工告诉我,从一开始,马斯克就会反复向所有人强调,公司的长期使命「不是给富人做玩具」)。他们只是想做出一辆超酷的车来 A) 向全世界展示电动车可以有多牛,B) 赚点钱来开发第二步的车。所以他们在车身设计上没有从零开始,而是基于莲花 Elise (Lotus Elise) 改造。
Roadster 并没有改变世界——一辆卖 11 万美元的车永远不可能做到——但它向整个行业传达了一个信号:特斯拉是玩真的。你可能没听说过 Roadster 在 2006 年发布或 2008 年开始交付的事,但一些主要车企注意到了——日产 (Nissan) 很快推出了全电动的 Leaf,通用 (GM) 也在 Roadster 亮相之后不久推出了插电混动的 Chevy Volt(当时任通用董事长的 Bob Lutz 公开承认,通用做 Volt 的决定归功于特斯拉,他说 Roadster 发布之后,他跑去通用董事会问:「如果加州一家小公司能做到这个,我们凭什么做不到?」)。
不过这第一款产品也有一些相当大的问题。整车完工比原计划晚了太多,每辆 Roadster 的制造成本比原计划高出太多,而且早期交付的车往往还有缺陷。这让马斯克很难过,于是他和董事会把 Eberhard 从 CEO 位置上撵了下去,这让 Eberhard 也很难过。20 就在这些破事儿发生的时候,史上最不合时宜的事情来了——2008 年经济衰退——这让整个汽车行业都很难过,但特斯拉尤其难过,因为他们既没有品牌知名度,又因为前期投入的大笔资金而尚未盈利。经济衰退什么时候都不是好事,但对特斯拉来说,这个时机真的真的太糟了。
马斯克雇了第二任 CEO,但一年后,到了 2008 年末,公司陷入了那种电影场景——有个人身受重伤,眼看要死了,还在那儿演戏剧化的对白,临终之人说着遗言,每次停顿一秒观众就想:「完了?死了吗?哦不他又开口了看来还有一句台词。」马斯克不喜欢这场戏的拖沓,终于说:「快把电影暂停暂停暂停」,然后自己接手当了 CEO,21全速开启肾上腺素模式来拯救公司。正如上一篇提到的,SpaceX 那时也在同一部电影里演着同一个角色,所以马斯克的生活就像这样:
但特斯拉打动了足够多的人,几笔关键时刻的关键投资进来了,让公司活了下来。这一团乱麻结束时,特斯拉已经是一家全新的公司。马斯克是 CEO,而汽车行业的乔纳森·艾维 (Jonathan Ive)——明星汽车设计师弗朗茨·冯·霍尔兹豪森 (Franz von Holzhausen),曾任通用汽车的设计总监,后来又去了马自达——决定把自己的职业生涯押注在这家勉强站着的特斯拉上,成为他们的首席设计师。
几周前,当我走进特斯拉设计工作室去见冯·霍尔兹豪森时,我很兴奋能见到这位超级张扬的天王级汽车设计师,只希望能听懂他那浓得难以置信的德国口音——结果非常失望地见到了一位表现得极其正常的美国人。
这个工作室,我在上一篇里描述过,是一个艺术与物理交融的闪亮游乐场。冯·霍尔兹豪森给我看了一辆全尺寸的黏土车,它在同时测试即将推出的 Model 3 的两种可能设计——把模型的两半做成不同的样子。他解释说汽车设计的每一处都极其精准,「四分之一毫米的差别,就会在整辆车上蔓延开来。」
我问他,在几家更成熟的老牌车企待了那么多年之后,来到特斯拉是什么感觉。他这样描述这种差别:「像通用这样的公司是一家由财务驱动的公司,总是得去满足财务预期。而在这里我们反过来看——产品做得伟大,它就成功了,而公司也因此变得伟大。」(这跟 Musk 那天早些时候跟我说的话不谋而合:「一旦领导公司的人觉得数字本身就有价值,这家公司就完了。CFO 变成 CEO 的那一刻——完了。游戏结束。」)Von Holzhausen 接着说:「另一个不同是,在别的公司,工程优先——设计方案是硬塞给设计师的,让他们在这基础上把它弄漂亮。在特斯拉,设计和工程被赋予同等的分量,而 Elon 让二者互相对抗。」现在 von Holzhausen 已经习惯了在特斯拉可以沉迷于产品的这种自由,他说自己「要再回到史前时代那种做事方式,想想都可怕」。
Von Holzhausen 在特斯拉的第一个任务是设计他们的第二步车型——那款中等价位、中等销量的车——它将被命名为 Model S。Roadster 是基于现成设计做出来的,与其说是一款长期产品,不如说是公司的一块跳板。Model S 将是特斯拉的第一款旗舰产品,也是他们从零开始重新定义「汽车」这一概念的机会。Von Holzhausen 说:「我们做 Model S 的时候,面前是一张白纸。」
这一切听起来跟 Steve Jobs 在 Apple 的做事方式惊人地相似。他执着于打造「疯狂伟大的产品」,从不关心别的公司在做什么,总是以一张白纸的视角去思考一切。当 Apple 决定做手机的时候,他们并没有试图去做一款更好的黑莓——他们问的是:「一部手机应该是什么样?」
随着时间推移,大产业往往会变得臃肿、缺乏创造力、厌恶风险——而如果一家合适的外来公司有实力也有创造力,能以全新的视角切入这个产业、把整件事重新想一遍,那里往往就藏着一个巨大的机会。
iPhone 面世的时候,把整个手机产业搅了个底朝天。那么,当特斯拉 Model S 面世时,《消费者报告》封它为有史以来最好的车,还给了闻所未闻的 99/100 的评分,而且特斯拉车主无一例外地对这辆车着了魔——我们还该觉得意外吗?不该,因为它就跟 iPhone 一样——是一次跨越 15 年直奔未来的飞跃。32
Model S 是史上最快的四门轿车,0-60 英里/小时加速仅需 3.2 秒。它通过极度空气动力学的设计——业内最低的风阻系数(0.24)——来节省电池电量。一系列工程创新使它获得了 NHTSA 有史以来测试过的所有车辆中最高的安全评级,5.4 星,这是美国政府给出的。
Model S 已经能自己开车了,而且很快,它就能在早上自己开到车道上来接你,车里温度已经调好、音乐也放着合适的曲子;晚上,你把车开到家门口,只要下车就行,车会自己开进车库自己插上充电插头。他们废除了年款制(比如 2014 款丰田凯美瑞、2015 款丰田凯美瑞等等),所以不会攒着一年的新功能等到新款一起发布,而是有了就直接加上去。今天买特斯拉的人,拿到的车可能跟两周前买的人略有不同。而且他们不断通过 wifi 自动软件更新推出修复和新功能——车主们经常一觉醒来发现自己的车多了个新本事。
在很多情况下,特斯拉想做的事情在当前的世界或行业限制下技术上还不可行——那他们就自己去造出所需的东西,来打破这些限制:
特斯拉的电池很重,他们想把车身做得超轻来抵消一部分重量——于是他们找到 SpaceX,用其先进的火箭技术把特斯拉打造成北美唯一一款全铝车身的车。
穆斯克和冯·霍尔茨豪森 (von Holzhausen)22的团队一直在完善车的设计,门把手的事一直放到最后,他们已经习惯了没有把手的样子。等到该装门把手时,他们不想破坏车原本的美感,于是想办法让把手能与车门齐平地嵌进去。
他们不喜欢经销商模式,想直接卖给消费者,但很多州不允许这么做,于是他们一个州一个州地抗争,慢慢推翻这些禁止直销汽车的规定。
他们想彻底去掉按钮,把所有控制都放在一块巨大的 17 英寸触摸屏上——但他们第一辆车出来的时候,iPad 还没问世,适合装在车里的 17 英寸触摸屏根本不存在。所以他们自己造了一块。33
这些创新让 Tesla 成为一款出类拔萃的车,但 EV 汽车的几大主要短板依然存在疑问。前面列出的三个 EV 顾虑里,AC Propulsion 已经在两个上取得了重大进展——性能和电池续航——Tesla 团队接手之后又继续改进了这两项。如今性能是全球轿车里最强的,电池续航——根据车型不同,每次充电可行驶 208 到 270 英里——也非常优秀。
但还有两个棘手的问题需要解决:
你能开着它长途旅行吗?普通人买得起这车吗?Tesla 正在同时攻克这两个问题。
Tesla 如何解决长途旅行的问题:
有 200+ 英里的续航,Tesla 电池的电量足以让大多数人应付日常任何一天。哪怕是通勤、跑腿、四处逛荡都塞满的忙碌一天,也很少能开到接近 200 英里。但一到跨城市长途或公路旅行,EV 就一直有问题。于是 Musk 想出了一个方案:
打造一个覆盖全球的能源网络。Tesla 搞出了 Supercharger——一种高规格的路上充电桩——并会建立一整排 Supercharger 组成的公共充电站,就像加油站里一排加油枪一样。普通车库充电器给 Model S 电池充满电需要 5 或 10 小时,取决于你选的车载充电系统类型。显然没人愿意在路上停几个小时,来干燃油车停 5 分钟就能干完的事——所以 Supercharger 快得多。它给 Model S 充电的速度大约是每充 10 分钟增加 60 英里续航。所以如果你从波士顿开到纽约 (215 英里),你可能一次都不用停;但如果你确实需要停,那就充个 5 到 10 分钟——比加油多不了多少。从洛杉矶开到旧金山 (382 英里),你需要停 20 到 30 分钟。
而且问题是——从波士顿到纽约 4 小时的车程里,停个 5 到 10 分钟难道不是本来就想停一下吗?从洛杉矶到旧金山 6-7 小时的车程里,大多数人不都反正要停 20-30 分钟吃点东西上个厕所吗?
我越琢磨这事,越发现续航对一辆有像 Tesla 这样优秀电池的 EV 来说,根本不是啥大问题。就假设你一年跑 5 天长途,这意味着 365 天里的 360 天,你什么都不用做。你就开你的车,你永远不需要停在加油站。剩下那 5 天呢?你大概也就需要停跟长途本来就要停的差不多长的时间。
看起来是个完美方案,但前提是你的行驶路线上得有 Supercharger 才行。以下是目前美国 Supercharger 的分布情况:34
而且他们正在以疯狂的速度建设——下面是到 2016 年底的分布情况:
目前,只有特斯拉 (Tesla) 车主可以使用超级充电站 (Supercharger),而且反正现在也只有特斯拉真的能跑长途。但将来,马斯克 (Musk) 计划和其他电动车公司合作,让任何电动车都能来充电。
关于超级充电站还有几件事:全部免费使用,而且很快就会全部使用太阳能供电。马斯克开玩笑说,如果爆发僵尸末日,特斯拉车主会安然无恙,因为他们的车不需要电网来加油。这也意味着,如果你有朋友可以借宿的话,你从技术上讲可以不带钱包横穿美国。
而且这一切会随着时间推移变得更容易,因为特斯拉每年都在推出新的创新。比如,Roadster 现在电池续航已经达到 350 英里,从洛杉矶开到旧金山几乎可以不用中途停车充电——他们的低价车拥有类似续航也只是时间问题。特斯拉最近还发布了一项超级充电站的新功能——换电池。特斯拉车主可以把车开到一个小方框上停下。地面打开,一台机器伸上来,把车的电池拆下,再送上一块新电池装好,你就可以走了——全程 90 秒。这大概要花 60-80 美元,和加一箱昂贵的汽油差不多——所以特斯拉车主现在有了「快速或免费」的选择。
那么,随着这个问题即将被解决,特斯拉似乎只剩最后一个问题了:
谁他妈买得起一辆 75,000 美元的车?
特斯拉 Model S 的起售价从技术上讲是 69,900 美元。但如果你想要续航更长的版本和更快的充电电池,价格就会往上跳。还有一堆「哎呀被你这么一说我确实也想要」的选装功能,一辆 Model S 很快就能奔向 10 万美元大关。
马斯克 (Musk) 总是不忘提醒大家:眼下,美国给购买续航达标的电动车提供 7,500 美元的税收抵免。他也会提到我上面说的那点——每年大约省 2,000 美元油钱。行吧——可就算把这些全减掉,一辆 Tesla Model S 还是要 55,000 美元左右,对大多数人来说依然遥不可及。Tesla 很快要推出一款新车——带 鹰翼门 (Falcon Wing doors) 的 SUV,叫 Model X——但这又是一款「第二步」的中价 / 中量级贵车。解决不了价格问题。
汽车行业有个 经验法则:车价每降低 5,000 美元,买得起的人数大约翻一倍。所以如果 Tesla 能拿出一款比 Model S 便宜 35,000 美元的出色电动车,买家池就会翻 7 次倍,也就是扩大 125 倍。这就意味着 大多数人 都能买得起了。让我们把前面 Tesla 的「好时之吻」商业计划再搬回来:
所以第三步才是重头戏。第三步是 Tesla 存在的理由,如果 Tesla 最终改变了世界,那一定是因为第三步。
那款车就是 Model 3,预计 2017 年上市。据说是。售价 35,000 美元——扣除税收抵免后是 27,500 美元,再算上省下的油钱,不到 20,000 美元。据说是。
但 怎么做到? 目前,Model 3 的电池组本身就要 20,000 美元左右。就算 Tesla 抛弃高科技铝制车身、把车做小、砍掉 Model S 上那些花哨玩意儿,光电池组一项就让 35,000 美元这个价格变得不可能。
Tesla 如何解决高价问题:
大问题需要大方案。为了解决续航问题,Tesla 正在全球铺设一个超级充电站 (Supercharger) 能源网络。而为了解决价格问题,他们正在建这个:35
这就是马斯克命名的 超级工厂 (Gigafactory)。一座造价 50 亿美元的锂离子电池工厂,目前正在内华达州建设中。这座工厂将实现自给自足,完全靠现场的太阳能、风能和地热能供电,雇员将达 6,500 人。
眼下,全球锂离子电池的年产量加起来是 30GWh——绝大多数用于笔记本电脑和手机。超级工厂每年的产量将超过这个数,也就是说,它将 让全球每年生产的锂离子电池总量翻一倍还多。这么做有两大好处:
首先,特斯拉计划提升汽车产量,直到每年生产 50 万辆车,到那时他们会需要海量的锂离子电池。马斯克的理由很简单:「我知道除非我们建这个该死的工厂,否则我们搞不到足够的锂离子电池,而且我知道其他人也没在建这种东西。」数字让这个必要性一目了然。要为计划中每年 50 万辆车生产足够的电池,特斯拉每年需要大约 30GWh 的锂离子电池——也就是目前全球的产量——这意味着如果不建 Gigafactory,他们就得用掉全世界的每一颗锂离子电池。特斯拉的 Gigafactory 也就刚刚够特斯拉自己用——如果哪天所有车企都在大批量生产电动车,那就需要很多家公司建很多座 Gigafactory。
其次,通过让全球锂离子电池供应翻倍,并持续在电池技术上创新,特斯拉在 Gigafactory 的工作会让电池便宜很多。马斯克说电池价格应该会下降至少 30%。马斯克说,现在特斯拉就能造出续航500 英里的车——他们没这么做是因为那会增加车的成本。但随着电池价格下降,电动车的续航也会跟着上去。
我相当确信 Model S 是有史以来最好的豪华车。上市第一年,它的销量就把那些赫赫有名的直接竞争对手——奔驰 S 级、宝马 7 系、雷克萨斯 LS、奥迪 A8——远远甩在身后,而且从此一直领先。但那些车都只在极富人群的一小块市场里玩。
真正会把整个行业翻个底朝天的是 Model 3。你今天可能对特斯拉不太了解——或者根本不在乎——但我相当确定所有人很快都会知道 Model 3。也许这就是马斯克拒绝打任何广告的原因——因为他知道 Model 3 一出来,他根本不需要打广告。
市场已经注意到了。特斯拉在 2010 年 6 月的 2.26 亿美元 IPO,是自福特 1956 年上市以来美国车企的第一次 IPO。从那以后,公司市值一路飙升。今天,在濒临破产 7 年之后,特斯拉的市值已经高达 310 亿美元。为了让你直观感受这有多牛,我把特斯拉走到这个数字的路径和美国三大汽车厂放在同一张图上(为了简化就用直线):
汽车行业的森林树冠层长时间以来一直处于停滞状态,几十年来,没有哪个饥饿的挑战者能够对它发起冲击。特斯拉 (Tesla) 还没能穿透树冠,但很久以来第一次,有一家新公司正在以闪电般的速度从地面向上猛冲。
涟漪效应
如果你是另一家大型汽车公司,已经存在了几十年,舒舒服服地做着自己的事,每年在现有车型系列上做一点点渐进式的改进——这世上还有什么事比特斯拉更让你恼火吗?
记住,这些汽车公司对电动车及其好处了解得一清二楚。他们中的大多数在1990年代加州强制要求时都造过电动车,然后强制令一取消,他们立刻把车收回,并且真的把它们碾碎了。然后他们把车扔进垃圾场,用桌布盖住那堆残骸,一脸「这里没啥好看的各位」的表情。恐慌结束了,他们可以回到自己的舒适区,继续渐进式地改进他们的燃油车。
他们对电动车的感受完全说得通:
经销商靠修燃油发动机、换机油滤清器和更换机油赚了大量利润——一旦他们卖出的是那些电机很少坏掉的电动车,这些钱就赚不到了。
汽车公司对燃油车早已了如指掌,他们已经掌握了每年做几个小小改动的艺术,好让新一年的车型比上一年的稍微好一点。但电动车对他们来说是个新世界,他们对如何造出好的动力总成或提升电池能量密度并不比特斯拉懂得更多——事实上,他们懂得更少,证据就是丰田和奔驰都从特斯拉那儿买了动力总成用在自家的电动车上。这么多研发工作,得多头疼啊。
最重要的是,这个世界本来就想买燃油车。不需要说服谁——只要拍几个标准的电视广告,打磨一下品牌形象的最新阶段,告知消费者最新的产品更新就够了。但电动车对消费者来说是新奇又吓人的东西,要让世人明白为什么应该买一辆,得跨过一个坎。但真正棘手的地方在于,要想把电动车营销好,你就得像我在这篇文章里做的这样,把电动车相比燃油车明显是巨大进步的所有理由都讲清楚——而这同时传递出的信息是:「燃油车又脏、又不方便、又过时。」这可不是你想做的事,毕竟你现在的主业是每年卖1000万辆燃油车。
要是特斯拉能消失就好了,谁想去处理这些破事啊,直接跳过多好。
Franz von Holzhausen 曾在其中三家公司工作过。在他看来,「他们被困在自己的制造业遗留流程里,困在燃油发动机是他们的主业这件事里,困在他们的经销商模式里,困在他们自己的历史里。」
马斯克把这归因于胆量和原创性的缺失:「大型汽车公司太爱跟风了。他们非得先看到别人在别处把这事儿做成了,才愿意批准项目、往前推进。」36
但特斯拉这棵树正在飞速向上蹿,它即将破顶而出的势头已经成功把整个行业吓到了。这一点我们非常确定,因为 2008 年第一辆特斯拉 Roadster 上市时,市面上没有任何一款大公司出的电动车。而今天,福特、雪佛兰、日产、宝马、奔驰、大众、菲亚特、起亚、三菱和 Smart 全都有电动车在路上跑。这可不是巧合。
那这些其他电动车都是什么情况?
最值得一提的是 2010 年推出的日产 Leaf,它近几年一直是全球销量最高的电动车(不过贵得多的特斯拉 Model S 在 2015 年迄今为止已经登顶电动车销量榜)。Leaf 售价约 3 万美元(税收抵免后 2.25 万美元),续航 84 英里。日产 CEO 卡洛斯·戈恩(Carlos Ghosn)一直以来是汽车行业里除特斯拉外少数几个强烈支持电动车的声音之一。他谈到过将开始加速电动车销售的「死胡同」效应——也就是说,人们会嫉妒邻居开着更未来感的车、还不用加油,会开始问东问西,然后自己也可能去买一辆。
最近推出的宝马 i3 目前销量仅次于 Leaf 和 Model S。它售价 4.3 万美元(税收抵免后 3.55 万美元),续航 81 英里。宝马 CEO 诺伯特·雷瑟夫(Norbert Reithofer)也跳上了电动车的列车,他说:「你必须往前看,10 年、15 年、20 年……像宝马 i3 这样的车是必需的。」
其他电动车目前都没什么像样的销量。23 我问了马斯克对 Leaf 和 i3 的看法。关于 Leaf,他说:「续航太低了,但如果他们持续迭代,最终会做到的。」关于 i3:「他们在那儿试着搞点东西。续航低,但方向是对的,如果他们坚持做下去,会搞出点名堂的。」
这种「Johnny 恭喜你第一次拉在大人的马桶里啦,下次争取整坨都拉进桶里,你就上道啦!」的口吻,已经是马斯克在评价当前行业电动车尝试时能表达的最热情洋溢的态度了。
大众刚刚挖来了宝马的前 CEO,而且似乎也看好电动车,通用则承诺他们即将推出的电动车雪佛兰 Bolt 会有大动作。
其他汽车公司仍然没被说服。梅赛德斯 CEO 迪特尔·蔡澈 (Dieter Zetsche) 表示,他预计电动车在一段时间内都不会卖得好,因为「客户拿到的是一辆续航更短、加注时间更长、空间稍小、价格还更高的车」。日本的两大巨头丰田和本田都对电动车持怀疑态度,一直把未来押注在混合动力和氢能源车上。菲亚特克莱斯勒 CEO 塞尔吉奥·马尔乔内 (Sergio Marchionne) 反电动车到什么程度呢?他公开告诉全世界不要买他们家的 Fiat 500e 电动车,还说他们卖这车纯粹是因为法规逼的。
如果电动车真的是未来的主流车型,那它离那一天还有相当长的路要走。截至 2015 年 1 月,全世界总共有 74 万辆电动车在路上。对比一下:全球每年售出超过 8000 万辆汽车,路上跑的汽车总数超过 10 亿辆。电动车占整个汽车行业的比例连百分之一都不到。不过它们正在往上走:37
所以我们要么正处在一个新的电动车主导时代的开端,要么处在电动车又一次凭空消失前的一个小泡沫中——从上面那些引用你也看得出来,汽车行业目前对赌哪个方向也是意见分歧。
我觉得我们很快就会知道更多信息了,因为全世界还没见过第一款真正有潜力颠覆行业的电动车。特斯拉现在的问题是大多数人买不起,而其他所有电动车的问题是续航烂到不行。大致是这样的:
事实是,普通美国人平均每天开 37 英里,80 英里以上续航的车对大多数人其实已经绰绰有余。但在潜在买家眼里,80 英里就是不够,那种续航根本没法带来大规模普及。
特斯拉一直以来的计划,就是往第四象限那个格子里塞一款出色的车,他们说 2017 年 Model 3 上市时就要做这件事。其他几家车厂——包括日产、大众、通用——都宣布打算尽快推出一款没那么贵的长续航电动车。目前还不清楚这些公司里到底有哪家、或者是不是所有家都能挤进第四象限,但如果它们真做到了……
如果市场上真的能买到既高品质、又平价、还长续航的电动车……
我想不出任何一个理由,让任何人在未来还会去买一辆汽油车。
一辆特斯拉品质、又对中产阶级来说买得起的车,在利弊清单上看起来只有「利」这一栏:
一辆买得起、高品质、长续航的电动车相比同级别汽油车的优点:
- 开起来更好。 电动车的瞬时扭矩就像从枪管里炸出来一样。脚一碰踏板车就动,没有任何延迟。没有变速箱,加速平滑到极致。操控性令人难以置信。安静。
- 更方便。 不用停下来加油。几乎不用送车去保养。不用换机油。储物空间更大——没了发动机,车头盖底下就变成了「前备箱」(frunk)。
- 更安全。 没有发动机,整个车头都变成了溃缩缓冲区。这也是 Model S 在安全评级里横扫一切的部分原因。
- 更便宜。 没有汽油和机油开销,保养也更少。再也不用被起伏的油价牵着鼻子走。
- 更健康。 城里没有雾霾了——雾霾会导致非常非常多的健康问题。
- 哦对了,还有避免环境、经济或地缘政治灾难那点小事儿。
一辆买得起、高品质、长续航的电动车相比同级别汽油车的缺点:
- 那些喜欢在通往命运的开阔大道上、用尽全身肌肉扒拉手动挡换挡杆、因为他们是酷炫老炮儿的人,再也玩不了这一套了。
- 一年里有五天,你长途开车时,每三小时要停 30 分钟,而不是每四小时停 5 分钟——如果反正你每几个小时就会停 30 分钟,那这条缺点也就形同虚设了。
电动车还没到那一步。目前来看,确实有些真实存在的缺点。但接下来几年里,电动车会越来越便宜,电池续航会越来越长,超级充电站会越冒越多、直到无处不在,充电时间也会随着技术进步而缩短。也许我漏掉了什么,肯定会有一堆火冒三丈的评论者跳出来向我指明这一点,但对我来说这已经是板上钉钉的事:汽油时代结束了,电动车就是那个明显的、明显的未来。
一个愤怒的巨人
我前面说了,汽车公司对这一切并不高兴——它们的表现就像一个手里抓着纸杯蛋糕、却被爹妈强迫吃蔬菜的小孩。
那石油行业呢?
跟汽车公司不一样,石油行业没法认栽、跳上电动车这趟车、熬过一段难受的过渡期然后继续繁荣。如果电动车真的大规模流行起来、最终变成随处可见的车型,石油公司就完蛋了。全世界开采出来的石油有 45% 用于交通运输,但在发达国家,这个比例要高得多——在美国,71% 的开采石油用于交通运输,其中绝大部分是给汽车用的。
所以说,如果汽车行业面前放着一个纸杯蛋糕,而父母逼它去吃蔬菜,那石油行业面前也放着一个纸杯蛋糕,但它的父母逼它去吃剃须刀片。汽车行业会抗拒蔬菜、闹点小脾气,然后不情不愿地屈服——而石油行业则会疯狂地想抠掉父母的眼珠子来反抗,因为对它来说,这是生死存亡的问题。
这就是石油行业眼中的电动车——恐怖的剃须刀片。而巨型行业是不会乖乖躺下、不经过一场殊死搏斗就把剃须刀片咽下去的。
我们以前见过这种戏码。烟草公司在大势已去的时候,曾经拼命死撑,想尽办法多活一天算一天。而石油行业本身也已经在另一条战线上死磕了好一阵子——那就是让公众对全球变暖到底是不是真事儿保持迷惑的那场战争。
通常在这类情况下,拼命挣扎求生的行业其实心里清楚自己已经日薄西山了。但与此同时,他们还在赚钱,而公众越晚彻底看清状况,公众就越晚统一地抛弃他们,政客就越晚能出台监管措施,钱也就越晚断流。在这种情况下,时间就是白花花的银子。
延长寿命的招数永远是同一套——散布错误信息制造混乱,再把它政治化,这样半个国家的人就会觉得,如果站在这个行业的对立面,就等于背叛了「自己人」。
他们制造混乱的高明手段,是让公众误以为科学家之间存在真正的争论。你看,一个 97% 的共识,就是这么被搞得像还悬而未决似的:38
几十年前也用过同样的招数,那时候 98% 的科学家都说吸烟致肺癌,但烟草行业硬是让公众长期相信「科学家们意见不一」,搞不清抽烟到底有没有害。《贩卖怀疑的商人》(Merchants of Doubt) 这本书详细讲述了当年那批挺烟的「科学家」,过了一代之后,有多少人摇身一变成了「全球变暖是假的」派科学家——是同一批人,一个不差。
1990 年加州零排放法案 (California Zero Emissions Mandate) 强制车企必须生产电动车才能继续在加州卖车,石油行业把这看作一个小肿瘤,得赶在它长成真正的威胁之前迅速掐灭。很快,一个新声音冒了出来,一场名为「加州人反对公用事业滥用」(Californians Against Utility Company Abuse, CAUCA) 的草根运动。这场运动组织抗议,反对州政府提议对替代能源车辆支持系统进行公用事业投资。他们还提到「电动车的环境效益是可疑的」。39 但结果发现,CAUCA 是由一家公关公司创建的,而这家公司是石油行业雇佣并出资的。最终,法案被废除,电动车消失了,肿瘤被压扁了。
现在,石油行业遇到了一个新肿瘤——埃隆·马斯克。特斯拉正在直接向公众展示电动车就是未来,并资助那些让电动车变得比任何人想象中都更好的技术开发。政府法案是可以被摧毁的——但那些痴迷的 Model S 车主可不行。
不过话说回来,石油也不需要彻底避免电动车的未来才有理由抗争——它只需要尽可能地拖延电动车未来的到来。特斯拉的使命是「通过尽快向市场推出令人心动的大众市场电动车,来加速可持续交通的到来」。而大石油目前的使命是「通过让人们觉得电动车对环境其实并不比燃油车更好,来拖延可持续交通的到来」。
电动车对环境绝对是更好的——所以石油行业拿出了一个关键工具。
现在流传着一堆迷思。我没有把它们当作理所当然的迷思——每次听到关于电动车不环保的说法,我都会深挖,读相关资料,但每次都发现基本没什么事实依据。以下是一些我看到的、关于电动车或特斯拉的迷思例子:
**迷思:**电动车电池处理有危害。
**实际上:**A) 汽车用的锂离子电池并不算特别有害,被归类为可安全填埋;B) 反正它们几乎全都被回收了;C) 它们会继续被回收,因为一块用过的车用电池仍然很值钱,不管是作为固定式储能电池,还是就其原材料本身而言。
**迷思:**制造一辆特斯拉比制造一辆普锐斯或很多其他燃油车要脏得多。
**实际上:**贵车制造起来本来就比便宜车脏。拿特斯拉的制造和普锐斯比,就好比说「普锐斯很脏,因为制造普锐斯比制造高尔夫球车更脏」。如果拿同类比同类,制造一辆特斯拉并不比制造一辆价位相当的豪华车更脏。
**迷思:**电动车对电网是巨大的负担。
**实际上:**电网的容量是按最糟糕年份中最糟糕一天里最糟糕那一秒来设计的——所以通常都有大量的富余容量。你可以把美国 70% 的燃油车里程替换成电动车里程,电网都不用做任何改动。而且随着越来越多家庭用上太阳能板供电,这个百分比还会更高。
**误区:**特斯拉的电池用了很多石墨,这加剧了中国的污染问题。
**实际上:**这里的逻辑是:「特斯拉电池用石墨;世界上最大的石墨产地在中国;中国污染严重;所以,特斯拉要为中国的污染负一部分责任。」但我稍微挖了一下就发现,特斯拉用的是合成石墨,主要产自日本和波兰,一辆 Model S 平均用 100 公斤。这 100 公斤能用十年,所以造一辆 Model S 用的石墨量,和你一年办几次烧烤所消耗的差不多。
但有一个误区比上面这些都要有效、都要广为流传——长排气管理论 (long tailpipe theory)。
长排气管理论无处不在。任何不喜欢电动车的人都会立刻搬出这套说辞。那这个理论到底是什么?我把这个荣幸让给福克斯新闻 (Fox News) 的格雷格·古特菲尔德 (Greg Gutfeld):
「造这些傻乎乎的小车的整个理由就是个谎言,因为电是煤发的。有些研究显示,在某些情况下,这些车产生的污染可能比内燃机还多。」40
乍一听,好像挺有道理。我们把美国排放图表再拿出来,看看格雷格说的是什么意思:
在文章前面,我们确定了 CO2 排放最大的两个来源:烧油的汽车和烧煤发电。长排气管理论的逻辑就是,电动车做的事情不过是把能源生产从第一个坏类别转移到第二个坏类别而已。既然煤是全球最主要的电力来源,而且煤每焦耳能量产生的碳排放大约是石油的 1.5 倍,那么电动车的排放罪过其实比燃油车还大。
当你阅读关于电动车的文章、或者跟人聊到电动车时,你会一次又一次又一次又一次听到这套理论。
不过你会注意到,每次听到有人对电动车的「长尾管排放」义愤填膺,他们的用词都是「可能」、「常常」,以及 Greg 那种「在某些情况下,有些研究显示」。这是因为当你想说的话其实不是真的、但你希望它是真的时候,就只能用这种词。
以美国为例,他们错在哪里:
1) 美国的发电结构是混合的,不只是煤。 煤炭只占美国发电量的 39%,而且这个数字还在下降:41
天然气的 CO2 排放不到煤的一半,如今占美国发电量的四分之一以上。核能和可再生能源几乎不排放 CO2,现在合计贡献了美国发电量的三分之一。
2) 发电厂的能源转换效率比汽车发动机更高。 举一个源燃料相同的例子:在发电厂燃烧天然气的效率约为 60%,也就是说 40% 的燃料能量在发电过程中损失掉了。而在汽车里,燃烧汽油的效率不到 25%,绝大部分能量以热能的形式损失。发电厂那种更大、更复杂的系统在回收余热方面永远远胜于一个小小的汽车发动机。效率的提升意味着,哪怕一辆车完全靠煤发的电来跑,它的碳排放速率也和一辆每加仑跑 30 英里的汽油车差不多——那已经是明显优于平均水平的汽油车了。
由于各州的能源结构不同,电动车在有些地方比其他地方更「绿」。美国能源部有一个很棒的工具,可以精确评估电动车在美国任意邮编区域相对汽油车的表现。
在用煤极少的地区,比如纽约州北部,电动车的「油井到车轮」(well-to-wheel) 排放远低于汽油车(图中 HEV = 传统混合动力车,PHEV = 插电式混合动力车):
在最重度依赖煤炭的州,比如科罗拉多,电动车的 CO2 排放要多得多——但仍然低于汽油车:
全国平均水平介于两者之间,电动车的总排放约为汽油车的 61%:
忧思科学家联盟 (The Union of Concerned Scientists)24 想出了一种能直接比较汽车排放的方法,不管是哪种类型的车都适用——这个指标叫做「等效每加仑英里数」,即 MPGghg(ghg 代表温室气体,greenhouse gases)。
MPGghg 是指一辆燃油车需要达到多少英里每加仑,才能匹配电动车的碳排放量(电动车的排放来自发电厂)。换句话说,如果一辆电动车的 MPGghg 是 40,就意味着它排放的碳量和一辆 40 MPG 的燃油车一模一样。
新款燃油车的平均油耗是 23 MPG。对燃油车来说,30 MPG 以上就相当不错了,15 或 17 以下就算差的。作个参考,记住一辆完全靠煤电运行的电动车 MPGghg 是 30(所以即使在一个假想的百分之百烧煤发电的州,电动车也和一辆高效燃油车差不多),而一辆完全靠天然气发电运行的电动车 MPGghg 是 54,刚好超过 50 MPG 的丰田普锐斯 (Toyota Prius)。
下面这张地图很有用,显示了电动车在美国各地能拿到的 MPGghg:42
所以即便是住在最烧煤的那些州、占人口 17% 的人,一辆电动车也几乎能打败所有燃油车。这张图总结得很到位:43
问题是,每一年,那根本来就已经位置不错的蓝色条,都会往右挪一小步。因为电网每年都在变得更清洁,这意味着随着时间推移,电动车会越来越干净。燃油车则被锁死在原地,只能眼睁睁看着未来把自己甩在后面。
在花大量时间研究这个话题之前,我对它并没有强烈的看法——但现在研究完了,我有点觉得,一个人如果还能对一个燃油车的未来感到乐观,那他要么是被误导了,要么是个人在燃油车上有经济利益,要么是无可救药地守旧,要么是被政治灌醉了,要么就是纯粹在犯浑?对吧?一个人要极度力挺燃油车,肯定得符合这五种情况之一——对吧?
这场正在进行的战斗,不是燃油车对电动车之争。那个胜负已定。这是一场关于时间的战争。石油公司会试图拖慢进程,他们也许会成功——但这场仗他们赢不了。我实在看不出他们怎么可能赢。一家生产灯笼燃油的公司,可以靠让公众搞不懂灯泡是什么东西撑上一阵子,但迟早人们会明白过来,灯笼会被淘汰,灯笼燃油公司也会跟着一起完蛋。油腻的引擎盖过时了,加速时的噪音过时了,发动机过热过时了,换机油过时了,大家意识到这一点只是时间问题。2050 年一次有趣的郊游会是:带你的孙子去看一座老旧的 20 世纪加油站,给他解释它是怎么运作的。25 开燃油车就像在露营小径上乱扔垃圾、在飞机上抽烟、把一大摞纸扔进垃圾桶,公众的厌恶追上来只是时间问题。
再拉远视角
学会驾驭火焰这条巨龙开启了我们的现代世界,直到今天,我们仍生活在燃烧的时代。但我们必须往前走了——我们得停止挥霍信托基金,去找份工作。狗必须离开那个洞穴。我们得学会用成年人的方式制造能源——可持续地。
未来的可持续能源世界——本文前面那张时间轴里的黄色区域——很简单。它长这样:
1) 我们使用的几乎一切都将靠电运行。
2) 我们几乎所有的电都将由可持续能源产生。
那是一个靠阳光和电运行的世界,燃烧在那个世界里没有位置。
这个过渡会分步骤、随时间发生。在文章开头,我们指出了两个最急需解决的问题:1) 发电规模巨大,而且大部分很脏。2) 交通规模巨大,而且几乎完全很脏。
文章其余部分我们都在放大问题 2,探讨它是怎么变成今天这样、怎么一直保持这样,以及为什么我们可能正在见证它终于改变的那一刻。
今天我们不会深入问题 1——但马斯克通过他联合创办的美国领先的太阳能板安装公司 SolarCity,以及特斯拉推出的新产品——Powerwall 固定式电池,26 也在能源方程式的这一半里领跑。对此感兴趣的读者,我另外写了一篇小文,讲太阳能和 SolarCity。
人们还没完全意识到这一点,但截至此刻,一个家庭或一家企业已经可以选择独自迁移到可持续的未来里去。只用 SolarCity 和特斯拉 (Tesla) 的产品,你今天就可以住在一栋房子里、开着一辆车,两者都由连接着太阳能板的电池供电,完全靠阳光生活。马斯克和他的公司已经为任何想离开化石燃料时代的人铺好了一条通往外面的黄砖小路。而如果现代科技能让个人、企业、甚至整座城市脱离化石燃料生活,那就暗示着我们所有人唯一熟悉的这个时代,或许很快就要走到尽头了。
如何改变世界
对特斯拉的研究,不是关于一辆车或一家汽车公司——而是关于变革是如何发生的。以及为什么它常常不发生。
我们的直觉告诉我们,技术、社会规范、运动和思想会随着时间自动向前推进,好像"前进"是一条河、这些东西就漂在筏子上顺流而下。我们把时间的流逝跟进步联系得太紧了,以至于我们用"未来"这个词来指代当下世界的一个更好、更先进的版本。
现实中,如果一个更先进的未来真的降临了,那是因为那个未来被少数几个勇敢的人 强行拽 进了我们的生活。当下并不欢迎一个先进的未来,因为当下是被一层厚厚的树冠所统治的,这层树冠是由 过去 的想法、规范和技术编织而成的。人们会对已被证实有效的概念做一些渐进式微调和轻微迭代,这在我们看来 似乎 是在走向未来,但其实只是在给过去打磨抛光。
真正的变革到来时,你会知道自己看到了它。当你目睹一个颠覆式的创新者一头撞破那层树冠时,那是一种独特而令人兴奋的感觉。2007 年我看史蒂夫·乔布斯 (Steve Jobs) 发布 iPhone 时就有过这种感觉。那一刻之前,我一直以为满大街的黑莓、诺基亚和 Razr 就是最前沿的科技——但那场发布会让我猛地醒悟,那些手机其实早就深埋在过去里了。你不会意识到自己的黑莓有多烂,直到 iPhone 出现。看那场发布会时我的那种感觉,跟我 6 岁时第一次看到有人用电脑文字处理器打字时的感觉一模一样——那一行的最后一个词碰到边缘时,居然会神奇地自动跳到下一行。早上看还挺正常的打字机,突然就变成了古董。我第一次看到 iPod 时,也是同样的感觉,瞬间就嫌弃起自己那本笨重又低效的 CD 大册子来。
上个月,当我试驾特斯拉 Model S (Tesla Model S) 时,我又一次有了这种感觉。那天早上我开着一辆感觉像全新的租来的车去特斯拉工厂,离开工厂时开的还是同一辆车,却突然觉得它像 1982 年的老古董。我现在明白为什么马修·英曼 (Matthew Inman) 把他的 Model S 叫做"魔法太空车"了——因为开起来就是这种感觉。任何一项全新的、革命性的技术给人的感觉都是这样。我们的现代世界之所以能发展到如此先进的程度,并不是因为它顺着一条必然进步的河流漂到了今天,而是因为在漫长的时间里,某个人或某家公司做出了一连串让所有人下巴掉下来的时刻。
但这些改变世界的时刻并不是平滑地滑进这个世界的:这些通向未来的跃迁,通常必须硬生生地把自己顶穿现状的天棚,然后再拼命地把自己留在那儿。过去这东西,喜欢在我们的当下世界里赖着不走,它讨厌未来的某一块突然冒出来登场,因为那会把过去的真面目暴露出来——它就是过去。所以一项新的、颠覆性的技术在出现时往往会遭到敌意,现有的天棚会想尽一切办法在这个潜在的颠覆者获得势头、开始扩散之前把它压死。旧势力知道,一旦颠覆者站稳脚跟、开始迅速传播它的理念,整个游戏规则就变了——一旦这种平衡倾斜过去,那么大家就不再是想着压死颠覆者,而是要手忙脚乱地去模仿它。
特斯拉现在正在做的事情,就是这种变革如何发生的一个近距离样本。
改变汽车产业的想法,一开始只是在埃隆·马斯克 (Elon Musk) 脑子里嗖嗖飞来飞去的脑电波——克里斯蒂·尼科尔森 (Christie Nicholson) 就是这样吃了苦头才明白过来的——但光靠马斯克一个人也做不成什么。要把想法变成现实,他必须把这些脑电波放大,而他是通过创办特斯拉来做到这一点的。这就给汽车行业带来了一个新玩家,由 11000 名特斯拉员工组成的集体超级大脑来运营,而这些人恰好也对电动车思考得非常多。
变革不是发生在一个已知的地形上——变革得自己去建造那个地形。这也是为什么特斯拉承担的挑战如此巨大的部分原因。亨利·福特 (Henry Ford) 不仅仅是造了一辆车——他建造了一整片地形,定义了什么叫"汽车"。从那以后,所有汽车公司都在福特搭建的地形里工作。回想马斯克说过的关于福特的话——他是那种碰到障碍物挡道时,总能想办法绕过去的人,他就是能把事情搞定。他非常专注于客户需要什么,哪怕客户自己都不知道自己需要什么——很明显,这就是马斯克和特斯拉现在正在做的事情。如果长途出行的充电站不够,那就建一个由超级充电桩组成的能源网络。如果锂离子电池的高价格拖累了规模化,那就建一座工厂,把全世界的电池供应量翻一倍,把价格打下来。就是要把事情搞定。
但是,当目标宏大到「加速可持续交通的到来」、胜利条件深远到「一半的新车都是电动车」27 的时候,只造出一家伟大的车企是远远不够的。要把 Musk 最初的想法推向下一个层次,Tesla 需要让自己规模化。为此,Tesla 正在打造一系列出色到能改变公众对汽车预期的车,好让整个行业不得不适应这个新预期。
而且,通过为自家车解决了这么多电动车 (EV) 难题,它同时也在为其他所有公司铺平通往电动车主导世界的道路。一家想要登顶行业的公司,一般会把创新秘密捂得死死的——但因为 Tesla 的目标是改造整个行业,它在 2014 年把所有专利开放给了任何想用的人。
其他公司对这个使命至关重要,因为 Tesla 的目标是把产量拉到 50 万辆,而这也只是每年全球汽车总产量的大约 0.5%。他解释道:「Tesla 自身能带来的影响其实相当小。也许它能改变人们的认知,但仅凭它自己是无法改变世界的。但如果有大量的人选择购买 Model 3,车企看到再也没有借口——因为这车续航够长、操控和加速在方方面面都比汽油车更好、而且价格实惠——而且人们非常确信这就是他们想买的东西——那这就会促使车企真正投入真金白银去做自己的电动车项目,间接通过激发竞争,Tesla 就能成为催化剂,推动整个行业向电动化发生数量级的转变。」
这就是如何把一个人的脑电波传遍整个庞大行业和全球公众——等这件事做成的时候,每个人都会对电动车想很多。
也许我某些地方判断错了,或者会冒出一些意料之外的事——但就我所看到、读到、聊到的这些来看,特斯拉真的很可能会完成它的使命并改变世界。它将*通过尽快把有吸引力的大众市场电动车推向市场,来加速可持续交通的到来。*如果 Model 3 最终真如他们说的那么棒,那我毫不怀疑,电动车成为主流的时间会比原本要早得多。反过来说,这意味着 50 年后,大气中的 CO2 浓度可能会比原本低,城市会比原本雾霾少,全球气温会比原本低,那只可怜的北极熊又能吃到海豹了,再加上大概另外 12 项会实实在在影响我们生活的正面效应。这已经是相当标准的「改变世界」的定义了。
与此同时,这只是马斯克每周花两天时间在做的事。剩下的时间,他都在试图让人类成为一个跨行星物种——一个让他的特斯拉使命看起来像开个葡萄柚水果摊一样的目标。这些我们会在下一篇里讲。
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本系列下一篇:
第 3 部分:SpaceX 将如何(以及为何)殖民火星
本系列其他文章:
第 1 部分:马斯克系列:引言
第 4 部分:厨子与大厨:马斯克的秘密武器
附加篇 #1:SolarCity 是怎么回事
**附加篇 #2:超级高铁是怎么回事
**附加篇 #3:SpaceX 那枚超级大火箭——完整故事
还有一篇 2017 年写的,讲马斯克全新公司的:Neuralink 与大脑的神奇未来
其他一些马斯克风的 Wait But Why 文章:
以及史上最不 Musk 味的一篇:
**
资料来源:**
IPCC:特别报告:排放情景 (Special Report: Emissions Scenarios) 劳伦斯利弗莫尔国家实验室 (Lawrence Livermore National Laboratory) —— 流程图档案 (Flowcharts Archive) 麦肯锡公司 (McKinsey & Company):通往低碳未来之路:减少全球交通系统中乘用车的二氧化碳排放 (Road toward a low-carbon future: Reducing CO2 emissions from passenger vehicles in the global transportation system) EIA:国际能源数据与分析 (International energy data and analysis) NPC 全球油气研究:专题论文 #4:发电效率 (Topic Paper #4: Electric Generation Efficiency) BP:2014 年世界能源统计评论 (Statistical Review of World Energy 2014) 纪录片:《谁杀死了电动车?》(Who Killed the Electric Car?) 纪录片:《电动车的复仇》(Revenge of the Electric Car) Shades of Green:全球各地电动车的碳排放 (Electric Cars' Carbon Emissions Around the Globe) Scripps:图表画廊 (Graphics Gallery) IEA:化石燃料的可获取性 (Availability of Fossil Fuels) Judy 与 Curtis Anderson:《电动车与混合动力车:一部历史》(Electric and Hybrid Cars: A History) 访谈:百度 CEO 李彦宏对话比尔·盖茨与伊隆·马斯克 (Baidu CEO Robin Li interviews Bill Gates and Elon Musk) BBC:50 年过去:基林曲线的遗产 (50 years on: The Keeling Curve legacy) 牛津马丁学院 (Oxford Martin School):伊隆·马斯克谈能源与交通的未来 (Elon Musk on The Future of Energy and Transport) Andrew Pollack:《通用汽车就电动车销售配额起诉加州》(General Motors Sues California Over Quota for Electric Car Sales),《纽约时报》,2001 年 《消费者报告》(Consumer Reports):特斯拉 Model S —— 粉碎一切迷思的电动车 (Tesla Model S – The electric car that shatters every myth) Alex Taylor,《财富》(Fortune) 杂志:丰田:普锐斯的诞生 (Toyota: the Birth of the Prius) 《滚石》(Rolling Stone):全球变暖令人恐惧的新数学 (Global Warming's Terrifying New Math) 《纽约时报》:马斯克称自动驾驶特斯拉将于今夏登陆美国 (Elon Musk Says Self-Driving Tesla Cars Will Be in the U.S. by Summer) 特斯拉博客:特斯拉的使命 (The Mission of Tesla) 特斯拉博客:特斯拉的汽车分销与服务之道 (The Tesla Approach to Distributing and Servicing Car) Green Car Reports:尽管有快充,丰田高管仍称电动车无法胜任长途 (Despite Quick Charging, Toyota Exec Says Electric Cars Won't Work For Long Ranges) Richard Muller,《纽约时报》:一位气候变化怀疑者的转变 (The Conversion of a Climate-Change Skeptic) 雅虎财经:特斯拉推出革命性超级充电站,便利长途驾驶 (Tesla Motors Launches Revolutionary Supercharger Enabling Convenient Long Distance Driving) EIA:石油有哪些产品和用途?(What are the products and uses of petroleum?) EIA:燃烧不同燃料会产生多少二氧化碳?(How much carbon dioxide is produced when different fuels are burned?) 彭博 (Bloomberg):加州的特斯拉,竟然帮着把脏雨带到了中国 (Teslas in California Help Bring Dirty Rain to China) TED 演讲:伊隆·马斯克:特斯拉、SpaceX、SolarCity 背后的头脑 (Elon Musk: The mind behind Tesla, SpaceX, SolarCity) 可汗学院 (Khan Academy):对话伊隆·马斯克 (Interview With Elon Musk) SXSW:伊隆·马斯克访谈 (Interview with Elon Musk)
我在做研究时看到的东西远远多过这些文章能装下的,所以我会把额外的花絮和相关想法塞进整篇文章里这些蓝色圆圈脚注里。有空的话就点进来看看。↩
至于太阳本身最初是怎么获得能量的,这是个非常物理学式的解释。太阳里满是有质量的粒子。质量具有引力势能。当这么多粒子像太阳里那样聚集在一起时,它们会不太舒服地被挤压在一起,直到彼此融合,这叫做核聚变,是一个释放大量能量的剧烈过程。所以无聊地说一遍:太阳粒子的引力势能点燃了聚变,聚变产生辐射能,这就是我们在地球上从太阳接收到的能量。我很后悔把这个当作第一条脚注,因为人们很可能会点开第一条来看看脚注到底有没有意思,然后再据此规划——而这条第一脚注挺无聊的。↩
一卡路里大约等于 4 焦耳。不过当你在营养标签背面看到大写 C 的 "Calories" 时,那是千卡 (1000 卡)。所以一食物大卡等于 4184 焦耳。↩
人们过去会用一台蒸汽机能替代多少匹马来表示它的功率——这就是 "马力 (horsepower)" 一词的由来。↩
你在街上看到的电线,做的事情不过是把远处某场大火的焦耳送到人们家里。这算是很显而易见的一点,但我以前从没这么想过。↩
说到传统石油的储量,中东是老大。我发现这张地图(来自这个来源)挺有意思的,因为它显示了你其实只需要非常小的一片土地位于油田之上,就能成为一个石油富国。↩
有意思的是,我们都以为植物是从地里长出来的,可实际上植物本身的构成物质——碳——是从空气里来的。↩
为了保持简单,我把水从整个叙述里省掉了,但水是光合作用的关键部分,会被吸收进树里;而在燃烧过程中,水蒸气是排放产物之一。木材和化石燃料不只是碳,它们是碳氢化合物 (hydrocarbon),而其中的氢来自植物根部吸收的水。↩
通过在南极冰层深处钻孔并取出一根冰柱,科学家可以分析冰里困住的空气——冰柱里位置越深,气泡被困住的年代就越久远。用这个技术,科学家能够确定:A) 每个时期大气中的 CO2 水平,以及 B) 每个时期的气温水平。↩
这种振荡是因为我们正处在一场持续 500 万年的冰河时期中,大约每 10 万年一个周期。每两个 10 万年的冰期周期之间,是大约 1 万年的 "间冰期 (interglacial)",这期间两极仍有冰,但气温温和。我们现在就处在这样一个小小的间冰期里。↩
在钻研 "汽车引擎是怎么工作的" 这个兔子洞第三个小时的时候,我终于不得不承认自己未来某天是要死的,才把自己拽住停了下来。↩
这是一个很长很复杂的故事。通用汽车 (General Motors) 其实在 90 年代造过一辆很棒的电动车,客户都很爱,叫 EV1。但通用意识到,如果这车太火,加州的强制令看起来就会像个巨大的成功,其他州可能也会跟进。同时,顾客们可能也都决定他们全都想要电动车。这一切都不理想——毕竟通用一年造 1000 万辆新车,其中 99.9% 都烧汽油,如果通用整个库存突然被视作过时了,那就糟糕透顶。所以通用和其他公司竭尽全力不去卖他们的电动车,以此显示这世界对它们兴趣多小、加州强制令是多么大的失败。他们用尽了所有的政治肌肉把强制令干掉(在布什政府的帮助下,当时的白宫办公厅主任 Andy Card 之前就是美国汽车制造商协会的 CEO),然后车厂就把他们造好的新电动车迅速从公路上撤走了。通用只把 EV1 租给了顾客,所以要求把每一辆都收回来,不顾承租人的苦苦哀求,然后把它们全部碾碎,活像黑手党处理掉一个想让其消失的坏家伙。EV1 的爱好者们为这些车办了一场葬礼。历史上没几次一家公司从愿意付钱的顾客手里把一个产品硬扯走,而这些顾客还如此在意,以至于要为它读悼词。制作精良的纪录片《谁杀死了电动车?》 (Who Killed the Electric Car?),2006 年拍的,讲的就是整个故事(2011 年拍的续集《电动车之复仇》 (Revenge of the Electric Car) 讲的是特斯拉和近期电动车市场复兴的故事)。↩
据说 Musk 那天晚上没能得手。↩
交流电 (Alternating current) 就是从你家里插座出来的那种电,它通过电子在导线里来回快速振动来输送电力。相对的是 DC,也就是直流电 (direct current),那是更直观的那种,电池用的就是它,电子沿导线单向流动(因为电动车用电池,电池产生的是直流电,然后必须通过车里一个叫逆变器 (inverter) 的盒子转换成交流电)。回到 19 世纪 80 年代,重仓 DC 的爱迪生 (Thomas Edison) 与联手尼古拉·特斯拉 (Nikola Tesla) 推动 AC 的乔治·威斯汀豪斯 (George Westinghouse) 就家庭供电的最佳方式展开了一场大战。这被称为电流之战 (The War of Currents)。特斯拉的 AC 赢了,因为它可以远距离传输而不会过热——爱迪生那套方案会需要大量小型发电站,让每户家庭都离其中一个相对较近,而 AC 可以在一个巨型电厂里生产,再通过电网传输到很远的地方。↩
发现电磁感应的法拉第 (Faraday) 是他们的第二选择。↩
氢能车相比电动车看起来劣势明显,原因很多,这里列四个:
氢能车看上去逃不开天然气 (natural gas) 这种化石燃料,得靠它来提取氢燃料;而电动车随着发电变得越来越清洁,自身也会越来越清洁。
在能量密度、续航里程和成本上,氢燃料电池的最好情况和现在电动车电池差不多,而电动车电池会随时间变得更好。
氢是种有点危险、难以处理的物质,和电动车用的简单墙上插座电相比简直是噩梦。
未来,当在自家车库里给车充电成为常态时,还要开去某个加气站加燃料这件事就会显得原始。
在我与 Musk 就氢能车做的一次邮件往来中,他是这么解释的:
如果你把太阳能板产生的电用来给电池充电,你能得到大约 90% 的效率。简单又便宜。反之,如果你用那些电去电解水、把氢以极高纯度分离出来、加压到疯狂的水平(甚至更糟——液化),转移到车里一个巨大的(即使是液态形式)氢储罐里,然后再把它和氧结合起来发电,你能拿到 20% 效率就算走运了。昂贵、复杂、笨重、超级低效。它在每一个维度上都输了,包括加燃料时间——如果把电池组更换算进来的话。
燃料电池的成本很糟糕,但那只是众多糟糕维度之一。如果燃料电池在任何方面比锂电池更好,那它们至少会被用在卫星上——有些卫星造价超过 5 亿美元。事实上它们并没有。
最后,如果我还没被说服的话,这篇非常详尽、相当致命的关于氢能车论点的驳斥让我永远想不通:为什么那些日本公司还想在这条路上继续往下走。↩
当你点开 "kWh" 旁边的那个脚注时,你就报名参加 "学习什么是 kWh" 了。开始吧:
瓦特 (watt) 不是能量单位,它是能量使用的速率——是功率的单位。能量的单位是焦耳 (joule)(而焦耳本身是把一牛顿的力移动一米所需要的能量)。1 瓦 = 1 焦耳/秒。1 千瓦 = 1000 焦耳/秒。1 兆瓦是每秒 100 万焦耳,1 吉瓦是每秒 10 亿焦耳。它们都是功率的单位。
但瓦特小时 (watt-hour),就像焦耳一样,是能量的单位。它是让某个东西以 1 瓦的速率运行 1 个小时所需的能量。谈到汽车电池时,我们不用焦耳,因为那些数字会太大太不方便。相反,我们用 kWh。1 kWh = 1000 焦耳/秒 × 一整个小时 = 3,600,000 焦耳。↩
那时,他们还没拿到这个名字的使用权——萨克拉门托 (Sacramento) 某个哥们儿手里握着。↩
他们俩为这事都难过得不行,直到今天都还没在说话。↩
Musk 对 CEO 角色的看法:"CEO 接收公司里所有最糟糕问题的萃取物,只把时间花在出问题的事情上,你会拿到所有其他人搞不定的东西,所以你就成了公司里最烂问题的过滤器。"↩
我烦透了写 von Holzhausen 这个名字——那个小写 v 和让人抓狂的拼写,真希望他叫别的名字。↩
在插电式混动这个 "几乎算电动车" 的世界里,雪佛兰 Volt (35,000 美元,汽油介入前 38 英里续航) 和 丰田普锐斯插电版 (31,000 美元,汽油介入前 11 英里) 是明显的领先者。↩
世界上没人听起来比 "一群忧心忡忡的科学家" 更没意思一起玩了。↩
Musk 和某人打了个赌:这事儿会在 2027 年之前发生。↩
灰色方块脚注就跟你想的那种灰色方块脚注一样无聊。只是些出处——除非你想看某句引言或某个事实的来源、或想找到哪里能读到更多相关内容,否则不用理它们。↩
GIF 来源:trumpetb.net↩
图片:Ecotricity↩
http://en.wikipedia.org/wiki/Ferdinand\_Verbiest[↩](#note2-17-3667)
"Electric Vehicles Attract Attention"(《电动汽车引发关注》)。纽约时报 (New York Times)。1911 年 11 月 12 日。↩
GIF:Ajit Vadakayil。↩
马达 GIF 来自 TD Flash Zone。↩
Ashlee Vance:埃隆·马斯克传:特斯拉、SpaceX 与追寻梦幻未来 (Elon Musk: Tesla, SpaceX, and the Quest for a Fantastic Future),第 307 页。↩
Ashlee Vance,Elon Musk: Tesla, SpaceX, and the Quest for a Fantastic Future, 第 353 页。↩
图片:http://skepticalscience.com/97-percent-consensus-cook-et-al-2013.html↩
Fox News,The Five,2012/1/27,来源 Nexis↩
图片:忧思科学家联盟 (Union of Concerned Scientists),《天然气赌局》(The Natural Gas Gamble),2015。↩
图片:忧思科学家联盟,《充电状态》(State of Charge),2012。↩
图片:忧思科学家联盟,《充电状态》(State of Charge),2012。↩
