从“八百里加急”到“走向深空”，人类的未来出行方式是什么？

2020年12月12日，联合国秘书长古特雷斯先生呼吁全球所有国家进入气候紧急状态，今年是气候危机纪元第三年。相较于前工业化时期，全球的平均温度由于人类活动已经升高了1℃，到本世纪中叶，全球平均气温可能上升1.5-3℃。

这个数字，看起来不多，但影响极大。根据科学家计算，全球气温上升2℃就能让脊椎动物的地域分布范围缩小8%，植物的地域分布缩小16%，昆虫的地域分布缩小18%。

国际学界判断，人类还有10年左右的窗口期来抑制气候恶化的趋势，如果成功了，人类就能为自己争取到更大的回旋余地。

必须要行动起来，对抗全球气候变化。每个人、每个企业、每个行业，都有责任为人类生存贡献一份力量。而交通运输行业，作为中国二氧化碳排放的大户——占比11%，承担了减碳、甚至实现碳中和的重任。

如何让汽车产生更少的碳排放？如何高效使用能源，让1升燃油、1度电，驱动汽车行驶更远？

这正是壳牌汽车环保马拉松比赛的初衷：用最少的能源，跑最远的路。

1939年，正是壳牌成立后的第32年。一群在美国伊利诺伊州工作的壳牌科学家产生了这样一个构想：如何让汽车更省油？这个想法演变成了一场比赛，当年的冠军实现了每加仑燃油跑49英里的成绩（约为21km/L）。46年后，这成为了一个壳牌的固定赛事。[1]

2019年，壳牌汽车环保马拉松首次在中国举办。随着时代的变迁，所谓“一单位燃油”也不再局限于化石燃料。电力、乙醇、氢气都成为参赛燃料。首届比赛，来自同济大学的志远车队以1086.14 km/L的成绩获得本次比赛原型车内燃机组冠军；来自华南理工大学广州学院的华汽电动车队以622.55 km/kWh刷新车队在该赛事的最好成绩，获得原型车电动车组冠军。[2]

而随着全球在对抗气候变化上达成重要共识，壳牌汽车环保马拉松中国站正在被赋予更多的意义。中国已表明，二氧化碳排放力争2030年前达到峰值，2060年前实现碳中和。而作为占中国碳排放总量的11%的交通行业也正面临一场全方位变革：更环保的道路、更多元化的汽车能源、以及更多样的出行方式。

所以，作为与每个人息息相关的交通行业，它会进化成什么样子？换言之，对于人类而言，“未来出行方式”是什么？在2022年壳牌汽车环保马拉松中国站比赛中，壳牌联合果壳，在比赛中加入了“共话未来出行”环节：从古代推及至今，有理有据地畅想未来出行。

从“八百里加急”到“汽车新纪元”

中国是世界上最早建立有组织传递信息的国家之一。

在人类文明的历史长河中，畜力（主要是马匹）承担了相当重要的角色。在此之前，人类只能依靠步行，速度大约4km/h。当5500年前马匹被驯化后，骑马大大扩宽了人类的活动半径，每日轻松前进100km以上。活动范围的增加，让不同文明有了更多的接触机会，同时也促进了农业的发展。

依靠马匹出行的时代持续了几千年，直到汽车诞生，开启了一个新纪元。汽车的出现，其意义是如何强调也不过分的。

如果你生活在20世纪的头20年，你会惊奇地发展整个社会在以肉眼可见的速度改变。马车迅速消失，偏远的农场、农民不再被孤立，有了汽车，他们依然可以与城市连接。

然而，汽车的普及还带来了一个副产品：碳排放。时至今日，全球大约有14.5亿辆汽车[3]。而截止2022年上半年，全球新能源汽车只有2000万辆[4]，在实现碳中和的路上还有相当的距离。

从全球来看，根据《Our World in Data》给出的数据，交通运输排放的二氧化碳在能源相关的二氧化碳排放中占比24%。根据壳牌能源远景之《中国能源体系2060碳中和报告》中国交通运输业的碳排放相对只占11%。

如何让道路更环保？

每当说起交通行业，最先想起的必然是汽车；每当说起交通行业碳中和，必然最先想到汽车尾气。如此大众却忽略了另一个重要的存在——道路。

中国是全球高速公路通车总里程数第一的国家。2012年，中国高速通车总里程9.6万公里，超过美国，成为第一。如今又10年过去，总里程数已经达到16万公里以上，是美国的两倍还多[5]。

如此多的道路，它们是用什么材料修建的呢？会产生污染吗？是否会产生更多的碳排放？

在今天的中国，我们最常见到两种路面，白路面和黑路面。前者就是水泥混凝土路，后者是沥青路。这两种路面各有千秋，但总的来说，沥青路面更优。水泥路的优势是价格便宜，只有沥青路的一半，但是缺陷也很明显，施工周期长，需要养护20天才能通车。相比之下，沥青路铺设完即可通车。

另一方面由于水泥路是刚性结构，一旦有病害产生很容易影响通车质量，必须马上修复；而沥青为柔性结构，轻微病害不影响通车。

所以，更少的修缮意味着什么？

更少的碳排放。

在施工的过程中，会产生大量的二氧化碳。比如生产水泥、动用大型机械设备、占用道路导致交通堵塞，汽车排放更多尾气等等。一条极少需要修复的路面，本身就是一种“减碳”。

而壳牌作为全球重要的沥青供应商，在“环保与减碳”这件事上，做了更多。

首先，沥青在加热过程中，容易产生异味，这对施工工人和道路附近的居民有影响。壳牌升级版必乐铺净味环保沥青通过影响分子间的化学反应，阻止影响空气质量的气体，如硫氧化物、氮氧化物等气体的排放。

根据实验室、施工现场测试，影响空气质量的气体及颗粒物的排放量平均降低了40%。

那么，碳中和的沥青是什么样子的？

所谓减碳沥青，是从沥青的生产、制造到运输，在各阶段减少乃至避免碳排放，通过高质量的碳信用抵消碳足迹。

2022年3月，壳牌第一船减碳沥青在东莞交付。其来自壳牌新加坡能源和化工园区，该园区已经通过采用太阳能电池板、数字孪生技术减少碳足迹，加之绿色电力的使用，预计减少263吨二氧化碳当量[6]，同时，壳牌通过实施“二氧化碳补偿项目”，对这一船沥青的碳足迹进行补偿。

壳牌还在产品克裂王改性沥青减碳版中加入了来自自然的负碳材料，每吨沥青中的负碳材料含有负25kg到负150kg二氧化碳当量[6]的生物信用，相当于负碳材料在生长阶段从大气中移除的二氧化碳量。该沥青产品的使用，大致相当于每1000吨沥青减少25吨二氧化碳排放。

交通行业未来：多种能源形式并存

未来世界必然面临更多人的出行和货的移动。但如果以目前的能源结构和能源消费方式，我们美丽的地球是否可以承受这么多的出行和能源消耗？答案不言而喻！只有通过创新和科技进步，通过人类的好奇心、创造力，才能帮助开发越来越清洁、越来越高效的能源，进而实现人与自然的和谐。

面对交通行业碳排放现状，如何实现碳中和？以同样多的热量为参照，石油和标准煤相比，二氧化碳排放量可减少29.25%，天然气又可进一步减少34.2%。而如果汽车使用清洁电力（即电力来自于太阳能、水电等可再生能源），碳排放可以认为是零[7]。

所以如果要真正地实现零排放，就必须从传统能源转向清洁能源。比如氢气，氢气的热值最高，使用氢气做汽车燃料，具有两大优势。第一是加氢比充电快得多，第二是氢能源汽车有更长的续航里程。

但是在未来，新能源汽车要赢得竞争，至少要做好以下三点，第一点，持续的创新和技术进步，包括但不限于电池技术。第二点，进一步显著降低车辆生命周期的总成本。第三点，让充电加氢变得和加油一样方便、一样快速、一样舒适；而且要充绿电、绿氢，将来的碳价可能会有点贵。

好在我们已经开始行动了，本届壳牌汽车环保马拉松中国站比赛中，北京理工大学翼昇车队使用的就是氢燃料电池。在氢燃料电池高效率的基础上，选手们通过建立神经网络模型，为整车降阻，以及开发新的电机控制算法，提高电机效率，进一步为整车“省油”。

对于电动汽车而言，续航和充电一直是限制其发展的瓶颈。电动汽车在发明后的100多年里没有什么进展，这主要是由于电池方面的瓶颈，能量密度不够，那时候科技也不够发达，无法解决。

随着电池技术逐渐突破，新能源汽车开始普及。在中国，2020年，新车销售中，电动汽车的渗透率只有5.9%，去年已经达到14.2%，而今年1-7月份，这个比例已经高达23.2%。虽然其总量不大，但是增长速度很快。

所以，在未来的若干年，我们在马路上可以看到这样的景象：有的汽车用汽油，有的用柴油，有的用天然气。还有的车需要充电，甚至加氢。这大概率会引发人们的能源焦虑：如何及时找到各类“加油站”呢？

壳牌正在积极布局的“一体化综合能源站”可以完美解决能源焦虑问题。不仅包括加油、加气、快速充电、换电、加氢，还能更换润滑油，甚至提供餐饮、咖啡服务。目前，作为全球最大的交通出行服务商，壳牌在八十多个国家和地区拥有46,000座加油站，每天服务的顾客超过三千万，每年服务的顾客超过一百亿人次。一体化能源站的建立，可以满足用户多元化的出行需求，同时也能帮助交通行业实现减碳与碳中和。

“为了我们孩子的蓝天白云，为了尽早实现净零未来，让我们立即行动起来，共同推动创新和科技进步，共同为人类的美好生活提供更清洁、更高效、更多元的能源解决方案，共同谱写美好生活、低碳出行的美好明天。”

人类的未来出行

在未来，交通行业要实现碳中和，除了通过减少道路建设中的碳排放，还需借助路上跑的汽车。事实上，各个国家已经提出了燃油车退出市场的时间表。欧盟要求在2035年，中国海南要求在2030年，其他省市区有望在2050年实现燃油车全面退出。

如果我们把目光放的更加长远，人类未来的出行方式会有哪些？

首先，自动驾驶汽车在未来的普及几乎是确定性事件。自动驾驶汽车不仅解放人的双手，提升了便利性、舒适性，更重要的是，它带来了一场革命——整个城市交通效率的提高。如今，私家车绝大多数时间停放在车库，而当自动驾驶遇上共享汽车，庞大的闲置私家车可以在整个城市运转起来。

第二，飞行汽车是另一种可能。虽然我们现在拥有汽车、火车、民航飞机，但是它们之间的换乘费时费力。飞行汽车可以解决从汽车到飞机的衔接问题，省去了等待时间，极大的提升了出行体验。另一方面，路怒症可能消失，当出行实现从二维平面到三维空间的自由移动，我们看到的是更广阔的空间。

在更远的未来，也许我们还有机会搭乘更快的交通工具，跨越光年级别的距离，来到另一个星系。

当人类出行脱离地球的束缚，飞向火星，乃至走向深空，飞出太阳系，这意味着需要更多的能源。美国物理学家弗里曼·戴森认为，随着人类文明的发展，只要时间足够长，对能源的需求就会越来越大，最终大到需要利用恒星发出全部能量。高等文明可能会建造一种装置，类似太阳能电池板，把恒星（如太阳）整体包裹起来。

这就是戴森球假想。

全球能源系统正在经历一场深刻的转型——从基于化石燃料的能源体转型为以可再生能源为基础的高效能源体系。至少在交通行业，这样的变革需要数十年。而人类对能源的高需求可能会导致能源供给不足，这就需要创新性的解决方案，在能源变革与满足能源需求之间找到平衡。

壳牌汽车环保马拉松所追求的正是这点——“用最少的燃料，跑最远的路”。它鼓励年轻一代在提高能源效率的同时，也要降低碳排放，从而推动交通行业的能源转型与碳中和。

参考文献

[1]关于壳牌汽车环保马拉松，

https://www.shell.com.cn/zh_cn/make-the-future/shell-eco-marathon/about-shell-eco-marathon.html

[2]2019年壳牌“壳”动未来大会圆满落幕20支学生车队参加“壳牌汽车环保马拉松”，挑战顶级自制节能车辆，中国青年网，

https://baijiahao.baidu.com/sid=1643167890161233880&wfr=spider&for=pc

[3]地球上有多少量汽车？中国人的汽车为什么最新？，

https://www.sohu.com/a/537509178_126302

[4]全球新能源汽车累计销量突破两千万辆，

https://baijiahao.baidu.com/s?id=1742458472122051808

[5]交通运输部：中国高速公路通车里程居世界第一，

https://baijiahao.baidu.com/s?id=1708997745048434182

[6]沥青供应链减碳的N种打开方式

https://mp.weixin.qq.com/s/a23lNjBCX4Yvi7F3m756xQ

[7]天然气、煤炭、石油燃烧的碳排放对比，

http://www.tanpaifang.com/tanjiliang/2022/0725/88926.html

[8]中国新能源车占全球55%！后来居上，弯道超车

https://www.sohu.com/a/580784573_120079989

封面图来源：壳牌官网

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