为了了解 20 年后的汽车会是什么样子，特约编辑斯图尔特·F·布朗对通用汽车、特斯拉汽车和丰田汽车的高管进行了一次小组采访，并与电力研究所的一位项目经理进行了单独交谈。受访者的评论已为篇幅而编辑，他们预见到汽车之间通信的增加以及车辆类型的组合。有些像特斯拉目前的跑车一样，将从电池组中获取能量。另一些则与今天的丰田普锐斯和 2010 款雪佛兰 Volt 相似，将是混合动力设计，依靠电动机和小型内燃机。许多即将推出的混合动力汽车将通过插入电网来为电池充电，氢燃料电池可能会成为现实。但这并不是参与者看到的一切。请继续阅读。 —编辑部
参与者
拉里·D·伯恩斯
通用汽车公司研究与开发及战略规划副总裁*
(*伯恩斯在参与此处记录的采访后于 10 月退休。)
比尔·雷纳特
丰田汽车销售美国公司先进技术车辆国家经理
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马克·S·杜瓦尔
电力研究所电力运输和储能主管
JB·斯特劳贝尔
特斯拉汽车首席技术官
大众科学：让我们首先谈谈我们预计在 2030 年之前看到的交通燃料。
雷纳特：在未来十年中期，汽油价格应保持在相当低的水平。我认为至少在未来五年，甚至可能在未来十年，主要数量的汽车将配备内燃机。您将看到六速到八速自动变速器、无级变速器、低损耗润滑油，甚至可能是新的陶瓷轴承以减少摩擦。我们还有许多近期到中期的开发项目，真正能够大幅改进内燃机的功能。
然而，如果我们展望 2020-2025 年，您会看到汽油发动机和柴油发动机开始融合在一起，变得非常相似。您会看到乙醇逐渐消失，我认为这应该是这样。但它将被生物汽油以及与旧汽车兼容的第二代和第三代生物燃料所取代。生物质，可能来自藻类，也可能来自城市固体废物，将用于生产合成汽油和合成柴油。
到那时，我们可能会看到一种成熟的电池，一种替代锂技术的电池，可以实现完全、不妥协的电动汽车。但它们仍然只是一个小众市场。我认为您可能会开始看到低碳氢 [编者注：并非来自天然气]，它已被开发出来为燃料电池供能。因此，您将看到小众电池电动汽车的出现，并且该市场将在未来几年开始更加成熟。插电式混合动力汽车和主要增程型混合动力汽车将是市场的一个子集。将会有大量的内燃机式混合动力汽车，然后燃料电池将开始进入市场。
到 2030 年，我们仍然有一个内燃机式组件、强混合动力汽车、可能还有增程型电动汽车和小型电动汽车，燃料电池开始取得更大的进展。
大众科学：无线通信正在我们周围蓬勃发展。它将如何影响汽车？
伯恩斯：联网汽车是另一项重要的变革性技术。事实是，我们现在开始拥有可以相互通信的汽车。我们有机会让汽车自主完成越来越多的驾驶任务。我们所有自主驾驶汽车和不会发生碰撞的汽车的使能技术路线图将在未来五到十年内汇集在一起。
雷纳特：我想谈谈车辆通信如何影响城市车辆。我认为，不仅当我们开始为缓解拥堵而将汽车编队行驶时，点对点车辆通信至关重要，而且从社交网络的角度来看也很重要，因为当千禧一代开始涌入时，他们总是联网的。并且您开始拥有跟随人们的计算云。您不再依附于计算机，您的汽车成为计算平台的一部分。
伯恩斯：我有一个 18 岁的女儿。当我长大的时候，我的成人礼是我的第一辆车。对于我的女儿来说，我认为那是她的第一部手机。今天她有一部 iPhone，她有一辆土星 Vue。如果我问她，如果她必须放弃其中一个，她会放弃哪个，我认为她会放弃汽车，而不是放弃与 iPhone 相关的社交网络。您提出的这个社交网络观点非常重要。它是一种如此强大的行为力量。当您遇到一个想发短信的没有经验的驾驶员时，这是一个真正令人担忧的公式。我认为作为技术专家，我们掌握了解决方案，以便这些年轻驾驶员可以两者兼得。
雷纳特：当然。如果我们不能让这些汽车像 iPhone 一样成为社交网络工具，我们将失去比拉里的女儿更年轻的客户。如果他们失去了社交网络云，他们根本就不想进入汽车。我猜想汽车公司迟早会有连接合作伙伴来帮助我们度过难关。我猜想合作伙伴关系将是从这一切中开始出现的新事物。
大众科学：电池对于目前正在开发的许多先进车辆至关重要。它们现在足够好了吗？
杜瓦尔：在短期内，我们绝对有理由努力提供尽可能长的电池寿命。汽车制造商一开始会为了略高的成本而呵护电池。稍后，成本会下降，电池会得到更充分的利用。我们已经在混合动力汽车中看到了这一点，这使它们每加仑行驶的里程更多。
伯恩斯：雪佛兰 Volt 将配备 16 千瓦时的电池，我们将仅使用该能量的一半来运行汽车。我们将学习和发现，我们肯定会改进，但我们必须走出去并开始做这件事。
在正常时期，我们的行业每年生产 7000 万辆汽车和卡车。因此，对于任何基于电池的解决方案而言，要发挥作用，您都必须达到每年数千万辆的规模，而且我认为在 [耐用性和成本问题得到充分解决以允许这种规模之前]，我们还有一段路要走。
作为制造商，如果您必须在具有 150,000 英里寿命的车辆中更换一两次电池，您就麻烦了。我确实相信锂离子电池会不断改进，但我认为我们需要一些发明和突破，才能将每千瓦时的成本降至我们需要的水平。
我们必须在化学方面取得一些突破。在记录设备和手机中使用这些电池与在汽车中使用这些电池之间存在很大差异，这体现在极端温度和 [不断变化的功率需求] 以及均匀冷却电池和均匀管理其充电状态的需求方面。当我们推出这些早期应用的锂离子电池时，我们将发现很多这样的情况。
雷纳特：在某种程度上，电池寿命将在一段时间内决定应用。因此，丰田，我假设其他制造商，将非常谨慎地对待我们如何循环使用电池，我们运行它们的保电和耗电模式，以及电池的实际尺寸，并着眼于保修成本。锂离子电池仍然无法达到内燃机 150,000 英里的耐用性。因此，这将限制电池动力汽车渗透到小众市场、城市汽车、配备非常小电池的插电式混合动力汽车或配备中等尺寸电池的增程型汽车。
斯特劳贝尔：我想提出另一种看待这个问题的方式，即考虑每英里的成本。我们可以谈论所需的最低耐用性，但这与可更换电池组的情况略有不同。您必须考虑每英里运行车辆的成本，以及更换电池组的相关更换成本（如果有）。在这些指标上，我们已经接近，甚至在某些情况下超过了阈值，即运行和拥有一辆电动汽车实际上比拥有一辆汽油车更便宜。对于每加仑 2 美元的汽油来说，情况并非如此，但对于欧洲大部分地区每加仑 3.50 美元或 4 美元的汽油来说，情况绝对如此。尤其是在有任何政治激励或税收抵免的情况下。
杜瓦尔：许多公用事业公司可能愿意帮助支付您的家庭基础设施成本，因为他们对用电低谷充电非常感兴趣。反过来，您将参加一项费率计划，该计划将导致您的车辆主要在用电低谷时段充电。这实际上意味着您的车辆在一年中最热的六个月中，例如下午 2 点到晚上 9 点之间不会充电。
大众科学：使用插电式电动汽车来填补电网的低需求时段是否可行？
杜瓦尔：这就是公用事业公司的利益所在。在短期内，我们同意汽车制造商的观点，我们需要在车辆方面达到某些目标，包括长寿命电池。然后我们可以开始谈论做其他事情。对我们来说，智能充电 [电动汽车和电网可以安排最低成本的电池充电] 对于目前来说是一项艰巨的任务。
我认为您可能会看到公用事业公司对其大多数客户采用所谓的按时段定价——这意味着您在高峰时段为家中的负载支付更多费用，而在夜间支付更少费用。因此，车辆充电器或在凌晨 3 点自动开启的干衣机将比在高峰时段运行的成本更低。偶尔，如果车主想要点击一个按钮说“立即充电”，他们只需在这样做时支付更多费用。但他们的默认行为将是在用电低谷时段充电。
大众科学： 在过去的十年中，我们听到了很多关于燃料电池的消息。它们今天的 перспективы 看起来如何？
杜瓦尔：我想说燃料电池面临的最大挑战可能不是车辆本身，而是提供氢气的 инфраструктура。当归结到这一点时，我们可以通过重整化石燃料来制氢，也可以通过电解水来利用电力制氢。如果我们用电力制氢，那么电动汽车是更有效利用这种能源的方式。而且基础设施成本要低得多。
因此，我认为，如果您今天从头开始设计美国能源网络，您将更容易为氢气创造角色。您可以建立氢气基础设施，例如先进的电解技术。但目前，除非氢气汽车能够带来效率的绝对巨变，否则电力作为交通燃料在效率方面很难被击败。而且它将来自与氢气相同的来源。
斯特劳贝尔：我绝对认为燃料电池在任何时间范围内都很难有意义。我认为围绕该燃料循环的能源效率的物理学将是需要解决的最棘手的问题之一。我不认为燃料电池是长期的圣杯。
雷纳特：但目前，戴姆勒、通用汽车、本田和丰田都拥有非常成熟的燃料电池，主要是在等待燃料电池基础设施，这应该会在 2025 年左右发挥作用。我认为您会看到更细分的用途模式，并且我们将在车队中的每辆车都拥有 400 英里续航里程的想法可能在 10 年后不如今天对客户那么重要。例如，拥有足够的续航里程来满足您一天的需求以及 [再半天] 可能就足够了，并且您拥有 Zipcars 等服务，使您可以购买您需要的精确汽车使用量，而无需更多。
大众科学：车辆的燃油效率、尾气排放和安全性都必须符合标准。您对未来的监管有什么看法？
斯特劳贝尔：我们确实需要将这些政策决策重点放在可以在经济上实现规模化的事物上。如果我们制定政策来实施一些在未来二十年内都不经济的东西，那将是毫无用处的。它不会影响任何与减少二氧化碳排放、能源安全或任何其他方面相关的问题。
伯恩斯：我担心尝试挑选 [未来交通运输的] 赢家的原因是，这可能会导致政策制定者排除一些选择，在我看来，现在排除其中一些选择还为时过早。我们一直在做一些非常有趣的工作，我们将此视为一个“与”的问题，而不是“或”的问题：即它是电池还是燃料电池还是生物燃料，但我们将其视为一个“与”的问题。如果我们把它们都投入使用会怎么样？无论是电力还是可再生能源，还是氢气，它们本身都无法取代我们正在谈论的石油和二氧化碳的量。不要忽视任何这些，将它们全部投入使用，看看世界将走向何方。
只有当我们能够将所有这些技术实现大规模生产时，它们才会有意义。因为如果您只销售专业的小众产品，您就不会对能源、环境、安全和拥堵产生影响。我只是发现有太多的监管机构、政治家和其他人参与到这场辩论中，他们根本不了解一项技术实现大规模商业化需要什么。
杜瓦尔：在我们采用非常昂贵的替代方案来尝试创建一种万能技术之前，请务必谨慎。我们需要避免银弹方法——事实证明，它总是更昂贵，成功的机会更小。