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2018
02-24

柴油的末日


曾几何时,柴油将成为未来。与其他化石燃料相比,以每加仑里程为基准,它被认为更有效率,因此也被认为污染更少。大约二十年前,根据这些信念,欧洲的政策制定者 - 高能源价格已经使得里程成为比美国更紧迫的问题 - 制定了一系列规则,激励轿车用于乘用车的柴油增长,超过了其在卡车运输和建筑业中的传统角色。

这些政策在实现目标方面非常成功,柴油动力汽车很快就占据了该大陆售出汽车的一半。汽车公司投入资源开发柴油相关技术。但是,这一成功的结果并不是更环保,更友善,更便宜的驾驶,而是在欧洲主要城市形成有毒云。根据该市污染监测机构Airparif的数据,截至2016年年底,巴黎十多年来最严重的一次烟雾窒息,持续时间超过两周,并促使该市制定紧急措施,包括限制汽车使用。这不是第一次。在2015年3月的污染事件中,巴黎是世界上污染最严重的城市,超过了着名的北京雾霾。伦敦在今年1月份首次在北京击败北京时表现出耻辱。

Diesel在此扮演主要角色。自20世纪60年代以来,处理和过滤汽油发动机排气的技术进步,如催化转换器的广泛使用,减少了这些发动机向周围环境喷出的肮脏,不健康和产生烟雾的排放量。但是,尽管柴油获得更好的里程数并且对全球气候变化的贡献较小,但柴油污染的局部影响比汽油污染严重得多。柴油是一种不太精炼的燃料,因此它含有更多的颗粒物质,当它们喷入周围环境时会产生致命的健康影响。燃烧柴油会产生其他有毒气体,二氧化氮是造成烟雾的主要原因。

在很多情况下,几年前试图让公民进入柴油机的相同监管机构现在正在努力使发动机完全脱离道路,在城市中制定额外的柴油专用拥堵收费和其他抑制措施承认他们的绿色友好是错误的。在特别糟糕的烟雾肆虐期间,几个欧洲城市暂时禁止直接驾驶,或者实行限制计划,例如,在单独和偶数号牌的汽车可以隔日停车。雅典,墨西哥城和马德里市长已承诺到2025年完全消灭他们的城市柴油汽车,巴黎市长安妮·伊达尔戈说:“2020年巴黎将没有柴油车。”欧洲大陆和世界各地的其他城市都是也实施较小规模的努力来阻止柴油。

但最近,柴油机的最大故事仍然是大众汽车公司正在进行的“Dieselgate”丑闻,该公司在其中安装了“失败装置”,允许其柴油车在道路上排放更高水平的有毒排放物,在监管机构的实验室测试中。发现作弊一年半后,丑闻的全部结果仍不确定:美国已对该公司征收超过220亿美元的罚款,该公司是全球最大的汽车制造商,而且可能还会有更多。与此同时,数百万欺骗性的大众仍然在世界各地,随之而来的欧盟在这个问题上的行动极少。

对于柴油而言,情况更糟糕,有传言称,违规行为不仅限于大众汽车集团,自丑闻首次爆发以来,大众汽车集团一直在流动,似乎是事实。环境保护局最近针对使用类似设备的跨大西洋汽车巨头菲亚特克莱斯勒提起诉讼,通用汽车因其柴油皮卡车作弊行为被起诉,这些卡车的数量超过了美国道路上违规的大众汽车几十万。欧盟也开始针对意大利未能履行作为成员国对菲亚特克莱斯勒执行法规的义务采取法律行动。

即使大众 没有作弊,对柴油有足够的指责,使用它的智慧可能仍然会受到质疑。柴油是应该拯救世界的主力燃料,注定了吗?为了评估其未来,重要的是了解如何将柴油首先作为未来的燃料。

1895年,一位名叫鲁道夫柴油机的德国发明家创造了压缩引擎之前,美国最早的石油公司曾经只是扔掉那些可能会出现他的名字的燃料。公司在1859年开始在美国钻井和提炼石油,但是他们将其蒸馏出来,密度分开,主要是为了获得十九世纪中叶点燃的灯光中很轻的煤油。为了照明和这个时代的其他大多数需求,像汽油这样的较重燃料被视为少量使用的副产品 - 除了有时作为特别辛辣和易燃的清洁剂。柴油是不受欢迎的,因为随着燃料油越来越重,它们变得越来越难以点燃,并且柴油甚至比汽油更重。

实际上,柴油的这种性质 - 它的密度 - 一直推动着它一直贯穿今天的故事。鲁道夫柴油机公司的发动机的伟大创新之处在于,柴油机的发明中,活塞本身的力量将压缩空气直到它获得,而不是普通的汽油发动机的点燃燃料和空气的混合物的方法,该混合物使用火花燃烧并驱动汽缸它被点燃的热量,几乎消除了最大热力学可能的能量。这样的发动机有许多好处,主要的一点是它们以低转速提供了许多动力,这就是为什么它们被广泛用于卡车,这些卡车需要承受重负荷。另一个好处是,更热的过程更好地使用燃料,更彻底地燃烧,以便发动机可以有更好的行驶里程和行驶里程。

大约一个世纪之后,大众汽车集团旗下品牌之一的FerdinandPiëch的创意工程师将成为那些注意到这些特征在乘用车领域有很多未开发潜力的人群,特别是在欧洲,燃油价格很高,泵的每升都是宝贵的。 Piëch继续经营大众,然后从90年代初开始担任董事会,直到2015年,他都参与了涡轮增压直喷或TDI技术的开发。这项技术使小型柴油发动机的行驶里程更大,以更大的速度提供更多的动力,这是一项令人印象深刻的发展,并且自此以后不断改进。

在这段时间里,许多与卡车,校车和建筑设备中常见的柴油发动机相关的传统问题都得到了解决:以前,柴油发出大声的响声,而汽油发动机则咕噜咕噜地发出咕噜咕噜声。 Diesels还闻到刺鼻的气味,并喷出可见的黑烟。现代柴油发动机技术对于当地直接环境来说依然肮脏 - 造成空气质量差和一些健康问题 - 但它已变得相对平静,并且它具有环境友好的气氛,完全颠覆了其以前的声誉和这个关键变化使得大众和其他公司可以将柴油动力作为一款实惠的廉价跑车的积极卖点。

在大众乘用车市场上增加柴油发动机还有一件事:对气候变化的担忧,这使得柴油发动机的高效物理更成为一项资产。公共政策开始(停止)承认,通过释放对气候变化有贡献的气体,排放的有害环境影响不仅局限于周围空气的污染,还包括全球范围内的污染。对于一些消费者来说,这改变了汽车和汽车所有权的道德地位:拥有良好的燃油经济性不仅仅是消费品,还是公民利益。就在最近五年前,柴油是许多政治家,汽车公司,科学家甚至环境活动家的环境优先事项。

政策制定者,特别是欧洲的政策制定者,在90年代和00年代通过泵的税收减免来激励柴油,并且他们收紧 (或相当于欧洲的测量单位,每100公升里程数),这本身就有利于Rudolph Diesel的热力学高效发动机,而不是汽油发动机的发动机,这种发动机使用更多的加仑但排放的毒素更少。在一些国家,包括法国和西班牙,柴油汽车的税收低于天然气。西欧柴油车的市场份额从1990年的不到14%下降到今天的一半,此前在2011年触及56%的高位。彭博的Leonid Bershidsky指出,日本柴油车在在千禧年的转折之际,如果没有类似的政策,在日本的制造商推入混合动力车的日本,在欧洲柴油销量增长三倍的时期,日本的销售额几乎消失。

Diesel在美国的市场份额相对较低,美国的燃油价格传统上要便宜得多,因此对高效发动机的需求压力较小,而且几乎总是如此。虽然北美和欧洲市场之间存在真正的差异,但有些人可能会争辩说,美国的柴油市场在理性上并不理想,这似乎是大众汽车在决定推出其“清洁柴油”大型活动时的评估。试图让美国人以接近欧洲人的速度购买TDIs。然而,美国人从来没有出现过,柴油现在受到各种丑闻的污染,他们可能永远不会。

与此同时,在欧洲,对柴油的推动变成了一场灾难。加州大学伯克利分校运输可持续性研究中心的联合主任Timothy Lipman说:“他们是这些相对强大和高效的发动机,它们的排放量是致命的。利普曼提到的“致命”影响非常严重。来自柴油发动机高压缩燃烧的氮氧化物和可进入人体组织的细小颗粒状颗粒物都会带来严重的健康影响,从而降低生命成本。除了慢性阻塞性肺病和哮喘之类的下呼吸道疾病,尤其是儿童可能导致的哮喘和哮喘患者病情加重之外,引擎烟雾中的颗粒物与心脏病,肺癌和中风相关其他事情。

巴西的分子生物学家Helotonio Carvalho说:“我确信欧洲城市的颗粒物和氮氧化物的水平将远远低于欧洲城市,伯南布哥联邦大学,累西腓。他补充说:“我们正朝着柴油汽车可能无法占有一席之地的方向发展。”Carvalho在医学杂志中撰文“柳叶刀”杂志报道,2011年欧洲各种各样的空气污染源有400,000人过早死亡我问他有多少人死亡可以归因于欧洲的柴油车比例上升,例如相对于北美洲,或者他的家乡巴西,那里的柴油轿车没有被允许作为政策问题。他告诉我这个数字是“数十万”。

欧洲的政策制定者似乎正在适应现实。英国政府首席科学顾问大卫金爵士以及其“柴油冲刺”政策的公开表态,曾经因宣称二氧化碳比恐怖主义更具威胁而引起争议,在四月份表示“事实证明我们是错误的“认为汽车制造商会制造排放在法规限制之内的柴油。前法国总理曼努埃尔瓦尔斯使用类似的语言。欧盟委员会负责监督汽车行业的Elzbieta Bienkowska在最近给决策者的一些评论中做出了一个大胆的预测:“Diesel不会从一天到另一天消失,但是在这一年的工作之后......我确信他们将消失的速度远远超过我们的想象“

这会对经济的影响产生影响,首先,随着普通汽油产量的增加,会出现滞后时期,因此,能源工业将适应供应变化,欧洲对汽油的需求增加将推高美国和其他地区的汽油价格,其次是汽车行业,Lipman告诉我,那些专注于电池和混合动力的公司 现在技术定位好于欧洲公司,这些公司在柴油方面做出了重大的赌注,部分原因是对柴油促销政策的回应。

最后,“Dieselgate”丑闻最紧迫的问题是数百万大众汽车和其他柴油车仍在路上,远远超出可接受的限值。为了有利于环境和公共健康,他们不能违规。但是像大众这样的公司想要首先作弊的原因是因为很少有人会想要拥有和驾驶符合法规的柴油车,并且表现得很好。他们现在只会在汽车墓地被腐烂吗?或者他们会变得合规但不可爱?

这些是关于柴油未来发展的问题。对于汽车爱好者,汽车公司以及健康状况良好的人来说,它们都很严峻。在一个相当真实的意义上,他们只是大众汽车工程师和管理人员必须面对的同样困境的一个不同版本,并且当公共卫生法规和发动机化学限制出现时,冲突。这些公司没有理由认为,他们认为代表柴油存在的压力存在的原因与工程师首先使用肮脏,密集的材料的原因相同:柴油发动机的动力,效率和便宜性为满足客户对性能的期望而制造汽车的挑战提供了一种解决方案,因为专注于全球气候变化的监管机构推动了更严格的燃油效率标准 - 而无需预见有毒空气污染的重大折衷。因此,柴油的故事似乎已成为一个悲剧,因为它的优良品质无情地与其不良品质联系在一起。就像任何好的悲剧一样,一切似乎都在朝着主角的死亡方向发展。在现代世界,柴油不适合。