為了瞭解 20 年後的汽車會是什麼樣子，特約編輯斯圖爾特·F·布朗對通用汽車、特斯拉汽車和豐田汽車的高管進行了一次小組採訪，並與電力研究所的一位專案經理進行了單獨交談。受訪者的評論已為篇幅而編輯，他們預見到汽車之間通訊的增加以及車輛型別的組合。有些像特斯拉目前的跑車一樣，將從電池組中獲取能量。另一些則與今天的豐田普銳斯和 2010 款雪佛蘭 Volt 相似，將是混合動力設計，依靠電動機和小型內燃機。許多即將推出的混合動力汽車將透過插入電網來為電池充電，氫燃料電池可能會成為現實。但這並不是參與者看到的一切。請繼續閱讀。 —編輯部
參與者
拉里·D·伯恩斯
通用汽車公司研究與開發及戰略規劃副總裁*
(*伯恩斯在參與此處記錄的採訪後於 10 月退休。)
比爾·雷納特
豐田汽車銷售美國公司先進技術車輛國家經理
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馬克·S·杜瓦爾
電力研究所電力運輸和儲能主管
JB·斯特勞貝爾
特斯拉汽車首席技術官
大眾科學：讓我們首先談談我們預計在 2030 年之前看到的交通燃料。
雷納特：在未來十年中期，汽油價格應保持在相當低的水平。我認為至少在未來五年，甚至可能在未來十年，主要數量的汽車將配備內燃機。您將看到六速到八速自動變速器、無級變速器、低損耗潤滑油，甚至可能是新的陶瓷軸承以減少摩擦。我們還有許多近期到中期的開發專案，真正能夠大幅改進內燃機的功能。
然而，如果我們展望 2020-2025 年，您會看到汽油發動機和柴油發動機開始融合在一起，變得非常相似。您會看到乙醇逐漸消失，我認為這應該是這樣。但它將被生物汽油以及與舊汽車相容的第二代和第三代生物燃料所取代。生物質，可能來自藻類，也可能來自城市固體廢物，將用於生產合成汽油和合成柴油。
到那時，我們可能會看到一種成熟的電池，一種替代鋰技術的電池，可以實現完全、不妥協的電動汽車。但它們仍然只是一個小眾市場。我認為您可能會開始看到低碳氫 [編者注：並非來自天然氣]，它已被開發出來為燃料電池供能。因此，您將看到小眾電池電動汽車的出現，並且該市場將在未來幾年開始更加成熟。插電式混合動力汽車和主要增程型混合動力汽車將是市場的一個子集。將會有大量的內燃機式混合動力汽車，然後燃料電池將開始進入市場。
到 2030 年，我們仍然有一個內燃機式元件、強混合動力汽車、可能還有增程型電動汽車和小型電動汽車，燃料電池開始取得更大的進展。
大眾科學：無線通訊正在我們周圍蓬勃發展。它將如何影響汽車？
伯恩斯：聯網汽車是另一項重要的變革性技術。事實是，我們現在開始擁有可以相互通訊的汽車。我們有機會讓汽車自主完成越來越多的駕駛任務。我們所有自主駕駛汽車和不會發生碰撞的汽車的使能技術路線圖將在未來五到十年內彙集在一起。
雷納特：我想談談車輛通訊如何影響城市車輛。我認為，不僅當我們開始為緩解擁堵而將汽車編隊行駛時，點對點車輛通訊至關重要，而且從社交網路的角度來看也很重要，因為當千禧一代開始湧入時，他們總是聯網的。並且您開始擁有跟隨人們的計算雲。您不再依附於計算機，您的汽車成為計算平臺的一部分。
伯恩斯：我有一個 18 歲的女兒。當我長大的時候，我的成人禮是我的第一輛車。對於我的女兒來說，我認為那是她的第一部手機。今天她有一部 iPhone，她有一輛土星 Vue。如果我問她，如果她必須放棄其中一個，她會放棄哪個，我認為她會放棄汽車，而不是放棄與 iPhone 相關的社交網路。您提出的這個社交網路觀點非常重要。它是一種如此強大的行為力量。當您遇到一個想發簡訊的沒有經驗的駕駛員時，這是一個真正令人擔憂的公式。我認為作為技術專家，我們掌握瞭解決方案，以便這些年輕駕駛員可以兩者兼得。
雷納特：當然。如果我們不能讓這些汽車像 iPhone 一樣成為社交網路工具，我們將失去比拉里的女兒更年輕的客戶。如果他們失去了社交網路雲，他們根本就不想進入汽車。我猜想汽車公司遲早會有連接合作夥伴來幫助我們度過難關。我猜想合作伙伴關係將是從這一切中開始出現的新事物。
大眾科學：電池對於目前正在開發的許多先進車輛至關重要。它們現在足夠好了嗎？
杜瓦爾：在短期內，我們絕對有理由努力提供儘可能長的電池壽命。汽車製造商一開始會為了略高的成本而呵護電池。稍後，成本會下降，電池會得到更充分的利用。我們已經在混合動力汽車中看到了這一點，這使它們每加侖行駛的里程更多。
伯恩斯：雪佛蘭 Volt 將配備 16 千瓦時的電池，我們將僅使用該能量的一半來執行汽車。我們將學習和發現，我們肯定會改進，但我們必須走出去並開始做這件事。
在正常時期，我們的行業每年生產 7000 萬輛汽車和卡車。因此，對於任何基於電池的解決方案而言，要發揮作用，您都必須達到每年數千萬輛的規模，而且我認為在 [耐用性和成本問題得到充分解決以允許這種規模之前]，我們還有一段路要走。
作為製造商，如果您必須在具有 150,000 英里壽命的車輛中更換一兩次電池，您就麻煩了。我確實相信鋰離子電池會不斷改進，但我認為我們需要一些發明和突破，才能將每千瓦時的成本降至我們需要的水平。
我們必須在化學方面取得一些突破。在記錄裝置和手機中使用這些電池與在汽車中使用這些電池之間存在很大差異，這體現在極端溫度和 [不斷變化的功率需求] 以及均勻冷卻電池和均勻管理其充電狀態的需求方面。當我們推出這些早期應用的鋰離子電池時，我們將發現很多這樣的情況。
雷納特：在某種程度上，電池壽命將在一段時間內決定應用。因此，豐田，我假設其他製造商，將非常謹慎地對待我們如何迴圈使用電池，我們執行它們的保電和耗電模式，以及電池的實際尺寸，並著眼於保修成本。鋰離子電池仍然無法達到內燃機 150,000 英里的耐用性。因此，這將限制電池動力汽車滲透到小眾市場、城市汽車、配備非常小電池的插電式混合動力汽車或配備中等尺寸電池的增程型汽車。
斯特勞貝爾：我想提出另一種看待這個問題的方式，即考慮每英里的成本。我們可以談論所需的最低耐用性，但這與可更換電池組的情況略有不同。您必須考慮每英里執行車輛的成本，以及更換電池組的相關更換成本（如果有）。在這些指標上，我們已經接近，甚至在某些情況下超過了閾值，即執行和擁有一輛電動汽車實際上比擁有一輛汽油車更便宜。對於每加侖 2 美元的汽油來說，情況並非如此，但對於歐洲大部分地區每加侖 3.50 美元或 4 美元的汽油來說，情況絕對如此。尤其是在有任何政治激勵或稅收抵免的情況下。
杜瓦爾：許多公用事業公司可能願意幫助支付您的家庭基礎設施成本，因為他們對用電低谷充電非常感興趣。反過來，您將參加一項費率計劃，該計劃將導致您的車輛主要在用電低谷時段充電。這實際上意味著您的車輛在一年中最熱的六個月中，例如下午 2 點到晚上 9 點之間不會充電。
大眾科學：使用插電式電動汽車來填補電網的低需求時段是否可行？
杜瓦爾：這就是公用事業公司的利益所在。在短期內，我們同意汽車製造商的觀點，我們需要在車輛方面達到某些目標，包括長壽命電池。然後我們可以開始談論做其他事情。對我們來說，智慧充電 [電動汽車和電網可以安排最低成本的電池充電] 對於目前來說是一項艱鉅的任務。
我認為您可能會看到公用事業公司對其大多數客戶採用所謂的按時段定價——這意味著您在高峰時段為家中的負載支付更多費用，而在夜間支付更少費用。因此，車輛充電器或在凌晨 3 點自動開啟的乾衣機將比在高峰時段執行的成本更低。偶爾，如果車主想要點選一個按鈕說“立即充電”，他們只需在這樣做時支付更多費用。但他們的預設行為將是在用電低谷時段充電。
大眾科學： 在過去的十年中，我們聽到了很多關於燃料電池的訊息。它們今天的 перспективы 看起來如何？
杜瓦爾：我想說燃料電池面臨的最大挑戰可能不是車輛本身，而是提供氫氣的 инфраструктура。當歸結到這一點時，我們可以透過重整化石燃料來制氫，也可以透過電解水來利用電力制氫。如果我們用電力制氫，那麼電動汽車是更有效利用這種能源的方式。而且基礎設施成本要低得多。
因此，我認為，如果您今天從頭開始設計美國能源網路，您將更容易為氫氣創造角色。您可以建立氫氣基礎設施，例如先進的電解技術。但目前，除非氫氣汽車能夠帶來效率的絕對鉅變，否則電力作為交通燃料在效率方面很難被擊敗。而且它將來自與氫氣相同的來源。
斯特勞貝爾：我絕對認為燃料電池在任何時間範圍內都很難有意義。我認為圍繞該燃料迴圈的能源效率的物理學將是需要解決的最棘手的問題之一。我不認為燃料電池是長期的聖盃。
雷納特：但目前，戴姆勒、通用汽車、本田和豐田都擁有非常成熟的燃料電池，主要是在等待燃料電池基礎設施，這應該會在 2025 年左右發揮作用。我認為您會看到更細分的用途模式，並且我們將在車隊中的每輛車都擁有 400 英里續航里程的想法可能在 10 年後不如今天對客戶那麼重要。例如，擁有足夠的續航里程來滿足您一天的需求以及 [再半天] 可能就足夠了，並且您擁有 Zipcars 等服務，使您可以購買您需要的精確汽車使用量，而無需更多。
大眾科學：車輛的燃油效率、尾氣排放和安全性都必須符合標準。您對未來的監管有什麼看法？
斯特勞貝爾：我們確實需要將這些政策決策重點放在可以在經濟上實現規模化的事物上。如果我們制定政策來實施一些在未來二十年內都不經濟的東西，那將是毫無用處的。它不會影響任何與減少二氧化碳排放、能源安全或任何其他方面相關的問題。
伯恩斯：我擔心嘗試挑選 [未來交通運輸的] 贏家的原因是，這可能會導致政策制定者排除一些選擇，在我看來，現在排除其中一些選擇還為時過早。我們一直在做一些非常有趣的工作，我們將此視為一個“與”的問題，而不是“或”的問題：即它是電池還是燃料電池還是生物燃料，但我們將其視為一個“與”的問題。如果我們把它們都投入使用會怎麼樣？無論是電力還是可再生能源，還是氫氣，它們本身都無法取代我們正在談論的石油和二氧化碳的量。不要忽視任何這些，將它們全部投入使用，看看世界將走向何方。
只有當我們能夠將所有這些技術實現大規模生產時，它們才會有意義。因為如果您只銷售專業的小眾產品，您就不會對能源、環境、安全和擁堵產生影響。我只是發現有太多的監管機構、政治家和其他人參與到這場辯論中，他們根本不瞭解一項技術實現大規模商業化需要什麼。
杜瓦爾：在我們採用非常昂貴的替代方案來嘗試建立一種萬能技術之前，請務必謹慎。我們需要避免銀彈方法——事實證明，它總是更昂貴，成功的機會更小。