刚看完马斯克在 twitter 上转发的他在2016年写的 特斯拉总体规划其二 这篇文章,写的非常好且都实现了,其中也提到了一些行业认知,顺手就把两篇规划内容都翻译了一下。本文翻译自 特斯拉总体规划其一 这篇文章,马斯克写于2006年,
您可能已经知道,特斯拉汽车的首款产品是一款名为特斯拉Roadster的高性能电动跑车。不过,可能有些读者还不清楚,我们长远的目标是推出各种车型,包括价格亲民的家用汽车。特斯拉的宏伟蓝图(也是我为何投资这家公司的原因)旨在加速从传统的矿产能源经济向太阳能电力经济的转变,我坚信这是向可持续发展迈进的关键路径,尽管它不是唯一的解决方案。
达成这一目标的关键是研发一款无需妥协的电动汽车。这就是为什么特斯拉Roadster在设计上要胜过传统的汽油跑车,如保时捷或法拉利,在直接对决中表现出色。此外,它的能效是丰田普锐斯的两倍。尽管如此,有人可能会质疑这样的车型是否真的能为世界带来好处。我们真的需要更多的高性能跑车吗?它对全球碳排放的影响真的有意义吗?
答案可能是并非必要,且影响有限。但这种看法忽视了一个重点,除非你了解了前文提到的秘密大计。几乎所有新技术在初期都会面临高成本问题,直到它们被优化,电动车也不例外。特斯拉的战略是从高端市场入手,那里的消费者愿意为新技术支付溢价,然后快速向下扩展到更广泛的市场,通过推出更多后续车型以实现更大的销量和更低的价格。
虽然不能透露太多细节,但我可以告诉您,第二款车型将是一款价格大约是特斯拉Roadster 8.9万美元一半的运动型四门家用车,第三款车型将更加平价。作为一家快速成长的科技公司,我们将所有自由现金流再投入研发,以降低成本,尽快将新产品推向市场。当有人购买特斯拉Roadster跑车时,实际上他们是在资助开发更加经济实惠的家用车。
现在,我想解答一些对电动汽车的常见质疑——电池处理和发电厂排放问题。对于第一个问题,答案很简单:我们的电池对环境无害! 虽然我不建议把它们当作餐后甜点,但特斯拉的锂离子电池并不属于危险物质,且可以安全填埋。然而,直接丢弃这些电池等同于浪费,因为在它们超过100,000英里的设计使用寿命后,仍可以将电池组卖给回收公司(无需补贴)。此外,即便到了那时,电池也并非完全报废,只是续航里程有所减少。
至于发电厂排放问题,也就是所谓的“长尾排放”问题 一种常见的误解是电动车只是将$CO_2$排放问题转移至发电厂。实际上,我们完全有可能通过多种方式发电,例如水力、风能、地热、核能、太阳能等,这些方法不产生$CO_2$排放。但让我们假设电力是通过燃烧天然气这样的碳氢化合物能源产生的,天然气是近年来美国新建发电厂中最常用的燃料。
通用电气的H-系统联合循环发电机组在将天然气转换成电力方面的效率达到60%。所谓的“联合循环”技术,是指先燃烧天然气发电,然后利用废热产生蒸汽,再次发电。天然气的开采效率为97.5%,加工效率也为97.5%,通过电网传输的平均效率为92%。这样,从源头到用户的总效率为97.5% x 97.5% x 60% x 92% = 52.5%。
尽管特斯拉Roadster的车身设计、轮胎和齿轮配置更倾向于性能而非最优效率,但它每公里仅需0.4 MJ的电力,换句话说,每兆焦耳能量可驱动2.53公里。特斯拉Roadster的完整充放电效率为86%,意味着每100 MJ充入的电力中,约有86 MJ能直接驱动电机。
把这些数据综合起来,我们得到的终极效能指标是2.53 km/MJ x 86% x 52.5% = 1.14 km/MJ。让我们将其与普锐斯和其他一些通常被认为节能的选项做对比。
一辆汽油车从源头到轮胎的整体能效相当于汽油的能量含量(34.3 MJ/升)减去炼油和运输过程的损失(18.3%),再乘以每加仑能行驶的英里数或每升能行驶的公里数。因此,按照EPA的评级,普锐斯以每加仑55英里的效率,其能效为0.56 km/MJ。与“普通”汽车如丰田Camry的0.28 km/MJ相比,这实际上是非常优秀的表现。
值得一提的是,目前市面上的“混合动力”车辆名称有些误导。它们实际上更多是带有辅助电池的汽油车,除非通过后市场改装,否则这些小型电池还是需要通过汽油发动机来充电。因此,从本质上讲,它们只不过是效率稍高的汽油车。如果EPA的认证里程是每加仑55英里,那么它实质上和一个达到55 mpg的非混合动力车没有区别。就像我的一位朋友所说,即便全世界的驾驶者都开普锐斯,我们仍然完全依赖石油。
不同能源的$CO_2$排放量是众所周知的。天然气每兆焦耳含有14.4克碳,石油则是每兆焦耳含有19.9克碳。将这些碳排放水平应用到不同车辆的能效上,包括本田使用天然气的燃烧和燃料电池汽车作为参考,纯电动汽车无疑是最佳选择:
汽车 | 能源来源 | 二氧化碳含量 | 效率 | 二氧化碳排放 |
---|---|---|---|---|
Honda CNG | 天然气 | 14.4 g/MJ | 0.32 km/MJ | 45.0 g/km |
Honda FCX | 天然气-燃料电池 | 14.4 g/MJ | 0.35 km/MJ | 41.1 g/km |
Toyota Prius | 石油 | 19.9 g/MJ | 0.56 km/MJ | 35.8 g/km |
Tesla Roadster | 天然气-电力 | 14.4 g/MJ | 1.14 km/MJ | 12.6 g/km |
即使我们假设美国电力生产的平均$CO_2$排放水平,特斯拉Roadster仍然以显著的优势胜出。煤炭相比天然气虽然$CO_2$排放量更高,但这被水力、核能、地热、风能、太阳能等几乎零碳排放的能源所抵消。不同地区的电力生产组合各不相同,且随时间而变化,因此这里以天然气作为一个固定的比较基准。
成为能源的贡献者
值得一提的是,特斯拉汽车计划与其他公司共同推广可持续能源产品。例如,我们将推出SolarCity提供的一种小型、价格适中的太阳能板(我也是这家公司的主要投资者)。这套系统可以巧妙地安装在您的屋顶上,或者作为车棚使用,每天可产生大约50英里的电力。
如果您每周行驶不超过350英里,那么就能实现在个人交通方面的“能源正增长”。这意味着,您不仅节约能源,甚至还能为系统贡献更多的能源!简言之,特斯拉的大计是:
- 打造跑车
- 利用所得资金生产价格亲民的汽车
- 再利用所得资金生产更加经济实惠的汽车
- 在执行上述所有步骤的同时,还提供零排放电力发电方案