“敵人是碳”我們?cè)撊绾螠p少碳排放？請(qǐng)看豐田首席科學(xué)家的見解

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? 我熱愛電動(dòng)車，并想談?wù)勛约旱南敕?/a>
? 遵從科學(xué)
? 為了盡快減少碳排放量

想必ToyotaTimes的讀者們對(duì)于“敵人是碳”這句話并不陌生。

這句話是豐田章男社長(zhǎng)在7月底時(shí)所說(shuō)的，當(dāng)時(shí)他使用搭載了氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的COROLLA Sports參加了日本超級(jí)耐力賽。

在邁向碳中和的道路上，我們所面臨的問(wèn)題是該如何處理化石燃料燃燒后排出的CO₂，而非內(nèi)燃機(jī)（發(fā)動(dòng)機(jī)）。

現(xiàn)在，我們暫時(shí)還找不到實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的“正確答案”。為了不做出讓選擇面狹隘的決策，我們懷著強(qiáng)烈的危機(jī)意識(shí)發(fā)布了這樣的信息。

事實(shí)上在美國(guó)，豐田還有一位站在同樣角度并不斷對(duì)外發(fā)布相關(guān)信息的人。他就是豐田尖端AI研究機(jī)構(gòu)TRI（Toyota Research Institute）的CEO，Gill Pratt。

在TRI中，Gill Pratt的頭銜是管理人員，但要知道，他之前曾在美國(guó)DARPA（美國(guó)國(guó)防部高級(jí)研究計(jì)劃局）中工作，負(fù)責(zé)過(guò)許多機(jī)器人的研究項(xiàng)目，擔(dān)任過(guò)5年的防衛(wèi)科學(xué)與戰(zhàn)術(shù)技術(shù)局的項(xiàng)目經(jīng)理等，是AI領(lǐng)域中享有權(quán)威的知名研究人員。

現(xiàn)在，他在豐田汽車中擔(dān)任“首席科學(xué)家兼Executive Fellow”的職務(wù)，在豐田中央研究所中擔(dān)任“Executive Adviser”的職務(wù)等，同時(shí)在以國(guó)際視角指導(dǎo)豐田集團(tuán)的研究活動(dòng)，從科學(xué)的角度出發(fā)，在實(shí)現(xiàn)碳中和的道路上給予豐田建議并進(jìn)行對(duì)外部的宣傳活動(dòng)。

Pratt CEO 7月開始寫博客，第1回的標(biāo)題是“敵人是碳：我們?cè)撊绾螠p少碳排放？”接下來(lái)的8月，他以回答評(píng)論投稿的形式，又發(fā)布了第2回博客。

本期ToyotaTimes將會(huì)把第1回的博客翻譯成日語(yǔ)進(jìn)行刊登。為實(shí)現(xiàn)碳中和，汽車制造商應(yīng)該做些什么呢？本篇報(bào)道從科學(xué)家的角度出發(fā)，以全球?yàn)橐暯菍?duì)上述問(wèn)題進(jìn)行了說(shuō)明。

為什么豐田采取了“商品全面化”的電動(dòng)化戰(zhàn)略？在Pratt CEO的解說(shuō)中我們得知，那其中其實(shí)有著相通的新視角。

我熱愛電動(dòng)車，并想談?wù)勛约旱南敕?/h2>

我特別喜歡電動(dòng)車（Electrified Vehicles）。要說(shuō)理由，那不僅僅是因?yàn)槲易约簭氖铝藥资甑碾妱?dòng)車研發(fā)工作，還因?yàn)槲沂窍蚋赣H學(xué)習(xí)的，我的父親在新澤西州環(huán)境保護(hù)局大氣污染對(duì)策部門工作。因此我對(duì)溫室氣體和氣候變化相關(guān)的問(wèn)題一直抱有濃厚的興趣。 現(xiàn)在我和我的家人一起生活在加利福尼亞州，去年這里發(fā)生了大規(guī)模的森林火災(zāi)。和附近的人一樣，我目睹了火災(zāi)的煙霧直沖而上，將天空染成橙色。而在地球?qū)γ娴臍W洲，正發(fā)生前所未有的大洪水災(zāi)害。 現(xiàn)如今的異常氣象某種程度上確實(shí)是氣候變化造成的，為了防止氣候變化在今后引起更加嚴(yán)重的自然災(zāi)害，我們強(qiáng)烈意識(shí)到：必須盡快實(shí)現(xiàn)碳中和。 在這樣的想法下，我從20世紀(jì)80年代后半段開始，作為MIT（麻省理工學(xué)院）的研究生，同時(shí)也作為研究人員和教師，負(fù)責(zé)電力電子方面的設(shè)計(jì)，為在世界各地參加比賽的MIT太陽(yáng)能車隊(duì)的勝利做出了貢獻(xiàn)。 之后，在美國(guó)光伏逆變器制造商Solectria Renewables成立之初，車隊(duì)隊(duì)長(zhǎng)James Worden為其出過(guò)力。而Solectria Renewables負(fù)責(zé)制造的是純電動(dòng)車（BEV）的零件、初期的BEV以及太陽(yáng)能發(fā)電用變頻器。 在1989年舉辦的太陽(yáng)能車?yán)悺癟our de Sol”上，我負(fù)責(zé)橫渡瑞士和阿爾卑斯山脈車輛的電力電子設(shè)計(jì)和制作的工作。 現(xiàn)在，我除了豐田的SIENNA HYBRID（HEV）和RAV4 Prime（PHEV）之外，還擁有TESLA MODEL X（BEV）。我對(duì)這三輛車非常滿意。 當(dāng)我說(shuō)了這樣的經(jīng)驗(yàn)，大家可能認(rèn)為我會(huì)很支持舍棄內(nèi)燃機(jī)，并盡快轉(zhuǎn)移到BEV。 但其實(shí)我的想法并非如此。

遵從科學(xué)

作為一名科學(xué)家，我認(rèn)為就像自然天理與人類構(gòu)建起來(lái)的系統(tǒng)一樣，為了防止氣候變化，比起完全倒向BEV，提供更多樣的電動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)將會(huì)更加有效。之所以這么說(shuō)，理由有二。 第一，制造電池的成本很高，不僅需要使用稀少的自然資源，還在制造過(guò)程中排放了大量的CO₂。 我很喜歡開TESLA MODEL X。不過(guò)要知道，美國(guó)平均通勤距離為30mi（大約48km），如果駕駛TESLA MODEL X通勤的話，每天晚上就得充電。TESLA MODEL X本來(lái)具有超過(guò)300mi（大約480km）續(xù)航距離的電池，是可以大幅減少CO₂排放的，這么一來(lái)反倒浪費(fèi)了這一點(diǎn)。 當(dāng)然，我偶爾也會(huì)坐TESLA出遠(yuǎn)門。但是大部分情況下，（編輯部注：由電池的集合體構(gòu)成的）電池組，其90%都沒有起到作用，而駕駛HEV和PHEV等其他電動(dòng)車的人則可以減少更多CO₂的排放。 為了能有效且最大限度地利用生產(chǎn)出來(lái)的電池組，此時(shí)巧妙的分配顯得尤為重要。即是說(shuō)，不是像我的MODEL X那樣將所有電池集中在可以長(zhǎng)距離行駛的BEV上，而是多分散在HEV和PHEV等“尺寸合適”的電動(dòng)車上。 為了實(shí)現(xiàn)碳中和，我們必須考慮3R。所謂3R就是Reduce（削減）、Reuse（再利用）和Recycle（回收利用）。 其實(shí)我?guī)缀鯖]有給RAV4 Prima這輛PHEV加過(guò)汽油。RAV4 Prime只搭載了MODEL X六分之一容量的電池組，這便是一個(gè)例子。 我們投資一輛MODEL X的電池組，如果換成RAV4 Prime的話，除了我以外還有5個(gè)人可以為減少CO₂做出貢獻(xiàn)。關(guān)于這一點(diǎn)，我將用下圖來(lái)說(shuō)明。 因?yàn)樯a(chǎn)電池對(duì)于環(huán)境和經(jīng)濟(jì)都會(huì)帶來(lái)一定負(fù)荷，所以通過(guò)“智能調(diào)整”過(guò)后的電池包，可以做到在更多的電動(dòng)車上安裝電池，從而更多減少CO₂的排放（圖中的紅色部分表示未使用的電池）。 第二個(gè)理由是，對(duì)于一般顧客來(lái)說(shuō)最好的方法并不是對(duì)所有顧客來(lái)說(shuō)的最好方法。 每個(gè)人的需求以及所處環(huán)境都不一樣，有的地區(qū)有可再生電力和BEV快速充電器，也有很多其他地區(qū)快速充電器這一基礎(chǔ)設(shè)施還不完備，需要通過(guò)大量排放CO₂來(lái)發(fā)電，因此BEV在車型周期中比PHEV，有些情況下甚至比HEV都會(huì)排出更多的CO₂。 也就是說(shuō)，即使某一天對(duì)于一般人來(lái)說(shuō)最好的選擇變成BEV了，那也并非對(duì)所有人來(lái)說(shuō)都是如此，即是說(shuō)在為減少CO₂排放做貢獻(xiàn)的方面，BEV不會(huì)是所有人的最好方法，也不是能最大程度減少CO₂的方法。 您可能會(huì)想：那應(yīng)該盡早增加電池的生產(chǎn)量，減少發(fā)電站的CO₂排放量，同時(shí)盡快增加快速充電站的數(shù)量。沒錯(cuò)，我也是這么認(rèn)為的。 包括美國(guó)在內(nèi)，很多國(guó)家已經(jīng)開始通過(guò)將燃料從煤炭、石油變成天然氣來(lái)減少發(fā)電站的CO₂排放量了（由此CO₂排放量大約變成了原來(lái)的一半）。 那作為進(jìn)一步的改善對(duì)策，就需要向綠氫和藍(lán)氫轉(zhuǎn)變；把火力發(fā)電站換成新的核電站、太陽(yáng)能發(fā)電站、風(fēng)力發(fā)電站、地?zé)岚l(fā)電站等等，這需要與新車壽命同等以上的時(shí)間，難度也高，會(huì)花費(fèi)更多的成本。

為了盡快減少碳排放量

那我們究竟該如何做呢？ 要知道，碳在大氣中會(huì)存在很長(zhǎng)時(shí)間，我們現(xiàn)在排出的碳，在今后100年以上的時(shí)間里都將存在。因此我們現(xiàn)在應(yīng)盡的責(zé)任顯而易見，那就是要盡快控制碳排放。 作為一名科學(xué)家，我借愛因斯坦的話來(lái)說(shuō)，為盡快減少碳排放的解決辦法是“一切都應(yīng)該盡可能地簡(jiǎn)單，但不要太簡(jiǎn)單”。 我和豐田的想法一樣：世界上的政府提出“把所有的汽車都變成BEV”，這個(gè)狹隘的解決方案是錯(cuò)誤的。我認(rèn)為這樣不對(duì)，我們應(yīng)該以提供多樣的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)為目標(biāo)，鼓勵(lì)汽車制造商去革新技術(shù)，使顧客能夠根據(jù)自身的狀況進(jìn)行符合低碳的選擇，這是更好的解決方案。 敵人是碳，不是內(nèi)燃機(jī)。在今后的一段時(shí)間里，在世界很多地區(qū)，PHEV和HEV在整個(gè)車型周期中CO₂排放量會(huì)和BEV同等或低于BEV。我們用開放源代碼提供了一個(gè)模擬工具來(lái)證明這個(gè)事實(shí)。 我需要重申的是，我現(xiàn)在仍非常喜歡BEV。預(yù)計(jì)到2030年，豐田的BEV和FCEV將占據(jù)豐田在美國(guó)銷售數(shù)量的15%。 豐田計(jì)劃在2025年之前引入包括7種“TOYOTA beyond ZEO”系列車型在內(nèi)的15種車型的BEV。TOYOTA beyond ZEO4X（照片為概念模型）是beyond ZEO系列最初的模型。 另外，豐田還對(duì)包括全固體電池在內(nèi)的新電池和用來(lái)預(yù)測(cè)電池性能并進(jìn)行優(yōu)化的AI工具等的開發(fā)研究進(jìn)行了大量投資。 豐田還充實(shí)了HEV、PHEV、BEV、FCEV全方位的產(chǎn)品陣容，預(yù)計(jì)2030年在北美銷售的豐田車，其中70%將電動(dòng)化。 于我而言，對(duì)各種狀況提供各種解決方案的辦法和“Think globally, act locally”這句話的意思是相同的。 而且，我相信這是能盡快減少往大氣中排放碳的最好方法。