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省油環保才是好車

省油環保才是好車 ▲專為雙人在都會及市郊的交通而設計的福斯概念車。這輛車目前還只是原型,重量僅有290公斤,每公升汽油約可行駛100公里。 有哪些方法可以減少交通運輸的油耗與溫室氣體排放量呢? 撰文∕黑伍德(John B. Heywood) 翻譯∕鍾樹人 如果我們夠誠實,大多數生活在較富裕國家裡的人,都會承認自己滿意目前的運輸系統。不論是隻身或和親友同行,現有的交通系統讓我們想去哪裡就去哪裡,而且常常連人帶行李直接送到門口。默默運作的貨運配送系統則負責運送物資,支援我們想要的生活。那麼,為什麼還要憂慮未來呢?特別是憂慮運輸能源可能對環境造成的影響? 原因就在這些系統的規模,以及它們的成長眼看無法抑遏。運輸系統消耗的化石燃料(汽油與柴油)之多,超乎我們想像。而這些燃料裡的碳在燃燒過程中會氧化成溫室氣體二氧化碳,所以大量使用化石燃料,就表示同樣會有大量的二氧化碳進入大氣。交通運輸產生的二氧化碳,佔全球溫室氣體排放量的25%。當開發中國家快速機動化之際,全球的燃料需求也將同步竄升,這對大氣溫室氣體濃度的管制將是一大挑戰。目前在美國,輕型車(轎車、貨車、休旅車、廂型車和小卡車)每年消耗的汽油量高達5500億公升,相當於每人每日消耗五公升。如果其他國家也以相同的速度消耗汽油,全球的油耗將成長近10倍。 往前看,有哪些辦法可協助我們在可接受的成本之下,讓運輸的方式更加永續? 降低運輸系統的能源消耗 有幾個選擇方案說不定可以帶來重大改變。我們可以改良或改變汽車科技、改變車輛的使用方式、縮小車輛體積,也可以使用不同的燃料。若要大幅降低消耗的能量與溫室氣體的排放量,我們可能要用上所有的方法。 在檢驗這些替代方案時,我們必須牢記現有運輸系統的幾項特性。首先,它與已開發國家已經緊密結合在一起了。過去數十年中,它歷經時間的焠煉,在經濟成本與使用者的需求之間取得平衡。其次,這個巨大的最佳化系統,只仰賴一種便利的能源,那就是石油。而且,它所演化出來的技術──陸用內燃機以及空中噴射引擎,把運輸機具的運作與這種高能的液態燃料結合得很好。最後,這些機具壽命很長,因此要很快有什麼改變就更難了。想抑制並減緩運輸用能源對各地區與全球的衝擊,將歷時數十年。 另外,我們也要記得,與效率相關的數據可能會產生誤導,重要的是實際駕駛過程中所耗去的燃料。今天的火花點火式汽油引擎在都會區駕駛的效率大約只有20%,即使是最佳的運作狀況,效率也只有35%。在許多短程駕駛中,引擎和傳動裝置尚處於低溫,燃料的消耗率就更高了,如果再遇到冷天或是激烈的駕駛方式,情況只會更糟。另外,引擎空轉時間過長與傳動過程中的耗損,也會降低效率。實際的駕駛狀況會降低引擎的平均效率,所以油箱內儲存的化學能量,真正用來推動輪胎轉動的大概只有10%。極力主張開發更輕、更有效率的車輛的洛文斯(Amory Lovins)曾經表示:假設汽車效率為10%,駕駛加乘客和行李的重量約為車重的10%,即140公斤左右的負載,那麼「真正用來移動負載的能量,只佔油箱內燃料能量的1%而已。」 我們也必須納入其他考量,包括:燃料的製造與配送,車輛大約行駛24萬公里就會遭淘汰,以及車輛製造、維修與廢棄處理等所需的成本。車輛運作的這三個階段一般稱為「油井至油箱」(well-to-tank,所用能源與溫室氣體排放量佔所有過程中總排放量的15%)、「油箱至車輪」(tank-to-wheels,佔75%)和「出廠至報廢」(cradle-to-grave,佔10%)。令人訝異的是,製造燃料與車輛所需的能量不可小覷。當我們思考非化石能源與新類型的車輛技術時,更需要重視這種涉及車輛從製造到廢棄整個過程的計算方式,把所用的與所排放的物質全都涵括在內。 改良目前的輕型車輛技術,可帶來很大的助益。如果投資更多金錢提升引擎與傳動裝置的效能,或是減輕車重、改良輪胎並降低阻力,在未來約20年內,以平均每年改善1~2%的速率,油耗可能減少1/3。(每輛車的成本將因此增加500~1000美元,但若把未來的燃料價格考慮進來,擁有一部車的整體成本並不會增加。)這類進步在過去25年中已陸續發生,但我們買的轎車與小卡車也變得更大、更重、更快,因此原本可實現的優勢又被這些特色抵消。世界各地的汽車越造越大,馬力也越來越強,這種趨勢在美國尤其明顯。我們必須設法讓買家有意願採用可能減少油耗和溫室氣體的方案,這樣才能真正節約能源與減少廢氣排放。 短期而言,如果車輛的重量與體積能夠減小,而且買家與車廠不再持續追求更高的馬力與性能,那麼在已開發國家,也許能減緩石油需求量的增加速率,讓石油需求量在15~20年內達到高峰(約比目前多出20%),然後開始下降。這樣的預期也許談不上積極,但已經很難達成了,而且與目前預估的趨勢相去甚遠。目前對汽油消耗量的預估是每年穩定成長2%左右。 長期來看,我們還有其他選擇。我們可以開發其他燃料,至少能取代部份的石油。我們可以改用新型的氫氣或電力推進系統,也可以更積極一點,大幅改良設計,並且鼓勵消費者接受更小、更輕的車輛。 開發其他燃料可能較為困難,除非這些燃料能使用現有的配銷系統。另外,目前的燃料為高能量密度的液體,一油箱的燃料大概可供應車輛行駛650公里路程,如果採用低能量密度的燃料,可能需要較大的油箱,或者忍受較差的續航力。以此來看,非傳統石油是較可能出線的選擇,其中包括油砂、重油、油頁岩、煤。不過,想從這些原料榨出「油」來,需要大量使用其他形式的能源,好比天然氣或電力。因此,整個過程依舊會排放可觀的溫室氣體,對環境造成其他的衝擊。不僅如此,這些處理過程也需要鉅額的投資。不過,即使對環境有廣泛的影響,人類已經開始利用非傳統石油能源了。在未來20年中,這類能源預計可提供10%左右的運輸燃料。 【意猶未盡嗎?欲閱讀完整全文,請參閱科學人2006年10月號〈迎向低碳能源時代〉】 想知道更多科學新知嗎? 請上科學人網站 http://sa.ylib.com/
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