有哪些方法可以减少交通运输的油耗与温室气体排放量呢?

来源:百度文库 编辑:神马文学网 时间:2024/04/29 20:32:42
  如果我们够诚实,大多数生活在较富裕国家里的人,都会承认自己满意目前的运输系统。不论是只身或和亲友同行,现有的交通系统让我们想去哪里就去哪里,而且常常连人带行李直接送到门口。默默运作的货运配送系统则负责运送物资,支持我们想要的生活。那么,为什么还要忧虑未来呢?特别是忧虑运输能源可能对环境造成的影响?

原因就在这些系统的规模,以及它们的成长眼看无法抑遏。运输系统消耗的化石燃料(汽油与柴油)之多,超乎我们想象。而这些燃料里的碳在燃烧过程中会氧化成温室气体二氧化碳,所以大量使用化石燃料,就表示同样会有大量的二氧化碳进入大气。交通运输产生的二氧化碳,占全球温室气体排放量的25%。当开发中国家快速机动化之际,全球的燃料需求也将同步窜升,这对大气温室气体浓度的管制将是一大挑战。目前在美国,轻型车(轿车、货车、休旅车、厢型车和小卡车)每年消耗的汽油量高达5500亿公升,相当于每人每日消耗五公升。如果其它国家也以相同的速度消耗汽油,全球的油耗将成长近10倍。

往前看,有哪些办法可协助我们在可接受的成本之下,让运输的方式更加永续?

降低运输系统的能源消耗

有几个选择方案说不定可以带来重大改变。我们可以改良或改变汽车科技、改变车辆的使用方式、缩小车辆体积,也可以使用不同的燃料。若要大幅降低消耗的能量与温室气体的排放量,我们可能要用上所有的方法。

在检验这些替代方案时,我们必须牢记现有运输系统的几项特性。首先,它与已开发国家已经紧密结合在一起了。过去数十年中,它历经时间的焠炼,在经济成本与使用者的需求之间取得平衡。其次,这个巨大的最佳化系统,只仰赖一种便利的能源,那就是石油。而且,它所演化出来的技术──陆用内燃机以及空中喷射引擎,把运输机具的运作与这种高能的液态燃料结合得很好。最后,这些机具寿命很长,因此要很快有什么改变就更难了。想抑制并减缓运输用能源对各地区与全球的冲击,将历时数十年。

另外,我们也要记得,与效率相关的数据可能会产生误导,重要的是实际驾驶过程中所耗去的燃料。今天的火花点火式汽油引擎在都会区驾驶的效率大约只有20%,即使是最佳的运作状况,效率也只有35%。在许多短程驾驶中,引擎和传动装置尚处于低温,燃料的消耗率就更高了,如果再遇到冷天或是激烈的驾驶方式,情况只会更糟。另外,引擎空转时间过长与传动过程中的耗损,也会降低效率。实际的驾驶状况会降低引擎的平均效率,所以油箱内储存的化学能量,真正用来推动轮胎转动的大概只有10%。极力主张开发更轻、更有效率的车辆的洛文斯(Amory Lovins)曾经表示:假设汽车效率为10%,驾驶加乘客和行李的重量约为车重的10%,即140公斤左右的负载,那么「真正用来移动负载的能量,只占油箱内燃料能量的1%而已。」

我们也必须纳入其它考虑,包括:燃料的制造与配送,车辆大约行驶24万公里就会遭淘汰,以及车辆制造、维修与废弃处理等所需的成本。车辆运作的这三个阶段一般称为「油井至油箱」(well-to-tank,所用能源与温室气体排放量占所有过程中总排放量的15%)、「油箱至车轮」(tank-to-wheels,占75%)和「出厂至报废」(cradle-to-grave,占10%)。令人讶异的是,制造燃料与车辆所需的能量不可小觑。当我们思考非化石能源与新类型的车辆技术时,更需要重视这种涉及车辆从制造到废弃整个过程的计算方式,把所用的与所排放的物质全都涵括在内。

改良目前的轻型车辆技术,可带来很大的帮助。如果投资更多金钱提升引擎与传动装置的效能,或是减轻车重、改良轮胎并降低阻力,在未来约20年内,以平均每年改善1~2%的速率,油耗可能减少1/3。(每辆车的成本将因此增加500~1000美元,但若把未来的燃料价格考虑进来,拥有一部车的整体成本并不会增加。)这类进步在过去25年中已陆续发生,但我们买的轿车与小卡车也变得更大、更重、更快,因此原本可实现的优势又被这些特色抵消。世界各地的汽车越造越大,马力也越来越强,这种趋势在美国尤其明显。我们必须设法让买家有意愿采用可能减少油耗和温室气体的方案,这样才能真正节约能源与减少废气排放。

短期而言,如果车辆的重量与体积能够减小,而且买家与车厂不再持续追求更高的马力与性能,那么在已开发国家,也许能减缓石油需求量的增加速率,让石油需求量在15~20年内达到高峰(约比目前多出20%),然后开始下降。这样的预期也许谈不上积极,但已经很难达成了,而且与目前预估的趋势相去甚远。目前对汽油消耗量的预估是每年稳定成长2%左右。

长期来看,我们还有其它选择。我们可以开发其它燃料,至少能取代部份的石油。我们可以改用新型的氢气或电力推进系统,也可以更积极一点,大幅改良设计,并且鼓励消费者接受更小、更轻的车辆。

开发其它燃料可能较为困难,除非这些燃料能使用现有的配销系统。另外,目前的燃料为高能量密度的液体,一油箱的燃料大概可供应车辆行驶650公里路程,如果采用低能量密度的燃料,可能需要较大的油箱,或者忍受较差的续航力。以此来看,非传统石油是较可能出线的选择,其中包括油砂、重油、油页岩、煤。不过,想从这些原料榨出「油」来,需要大量使用其它形式的能源,好比天然气或电力。因此,整个过程依旧会排放可观的温室气体,对环境造成其它的冲击。不仅如此,这些处理过程也需要巨额的投资。不过,即使对环境有广泛的影响,人类已经开始利用非传统石油能源了。在未来20年中,这类能源预计可提供10%左右的运输燃料。