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                网大为:重新“设计”地球,将电力和空气作为基础设施

                2019/12/09
                导读
                如果能用具备垂直起降能力的混合动力飞行器取代汽车等交通工具,那么可以有效减少公路设施用地需求,解决日趋严重的人口问题,对于降低资源消耗、减轻环境污染也将产生重要影响。


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                网大为(David Wallerstein)先生的演讲题目是《重新“设计”地球:将电力和空气作为基础设施》。他为我们分享了名为“eVTOLs(Electric Vertical TakeOff and Landing Aircraft)”的新型交通技术——如果能用具备垂直起降能力的混合动力飞行器取代汽车等交通工具,那么可以有效减少公路设施用地需求,解决日趋严重的人口问题,对于降低资源消耗、减轻环境污染也将产生重要影响。


                以下为演讲全文:


                首先,我们要感谢在场所有来自各国的贵宾,以及全世界正在收看我们节目的观众朋友们。很高兴你们能来参加本次活动!


                我刚才说的中文意思是,在线上观看我们本次WE大会的观众已超过一千万人次,这才只是刚刚开始,一个庞大的群体正在关注我们获得的重要科学进展和学术成果。


                我今天想谈的事,对今天在座的每一个人都有影响,那就是我们如何在2050年世界总人口达到100亿时,仍能在地球上维持可持续发展。100亿人口,是经联合国预测得出的未来人口规模。这个数据广为人知,而对于如何应对气候变化等问题,我们真正要做的是重新塑造我们的星球,我们会引导人们以一种更智能的方式进行各种日?;疃?,以免破坏我们的星球。我们还将用一种可持续数千年的方法以满足我们的基本生活需求,不光是日益增长的人类,甚至也包括大量别的物种。


                现在,我将进行具体说明,无论在哪个地方,粮食、能源和水资源都是最重要的。在座的各位应该有很多人很熟悉“FEW”这个词,我们在过去的一年中经常提到这个词,你们可以在很多文章中看到,这是我们对粮食(Food)、能源(Energy)和水资源(Water)的重要性的阐释,以及我们如何通过人工智能等新兴技术使得我们实现农业发展、满足能源需求和水资源需求的方式变得更智能化?!癋EW”是我们刚接触的领域,其他领域我们也开始有所探究。在接下来的一年中,我们即将出品一部关于全球水?;募吐计?,并且计划出版一本书,因此,请继续关注腾讯,了解更多有关问题,以及我们所面临挑战的详细信息。


                今天我想谈谈一些新话题,主题是“我们在满足人类出行需求时所面临的挑战”。我指的不仅是现在,还包括未来30年的发展走向。我们要制定怎样的计划才能满足我们的出行需求呢?当前的相关策略是什么?


                在开始之前,我希望回顾一下历史,并思考我们过去在满足人类行动需求上所作出的努力已经到达何种程度。想象一下约一百年前的生活,当你走进集市,希望寻找一种能从a点快速到达b点的方法,你可能会想要买一匹马。随后,一个名为T型车的新事物出现了,即第一款真正量产的汽车。在1920年,它拥有大约50%的市场份额,这是当时市面上的主导产品。你可能会想,我是花和现如今三四千美元同等价值的货币去买这款看起来非常时髦的叫做“T型车”的新车,还是买一匹马呢?


                只有25%的人选择了马。这是一个很典型的假设,但是不管选择哪一种,它们都有能量需求。马需要喂食,而且可能实际需要的量很大,而T型车则需要加油。有意思的是,当我们对比它们的效益时,会发现汽油价格在一百年来基本没发生任何变化。我打赌现场有车的观众中应该只有少数人的汽车加满一加仑汽油能够跑20英里,是不是听起来很熟悉?这和一百年前的是一样的道理。显然这不符合摩尔定律,但也不是没有规律,只是换了另一种说法。


                不过,它们都带来了废弃物的问题。T型车解决了当时排泄废物“manure”的问题。有人知道“manure”这个词的意思吗?是马粪。我一直在说马粪很麻烦。马产生的粪便是一个令人很头疼的问题,这是一个中式笑话。谢谢你们捧场。不管怎么样,马每年会产生9吨粪便,一匹马 9吨。你能想象出你的交通工具能产生多少废弃物吗?虽然我们现今已解决固体废弃物的的问题,但我们又遇到了废气处理问题。每辆车会产生4.6吨气体废物,它会进入我们的大气层加速气候变暖,这就是过去城市街道上所看到的场景。马粪造成了步行困难,我的意思是我们虽然可以走,但需要小心翼翼,每走一步就要低头看脚下。


                所以,我们解决了一个问题,但又引发了另一个问题,而且这个新问题是目前世界面临的巨大挑战之一且导致了全球变暖。因此,是时候共同探讨这种现代汽车经济问题了。每年汽车销售量是9500万辆,其中,电动汽车的占比几乎不到1%。我们在开发和设计量产电动汽车方面取得了巨大进展,实际上,特斯拉(Tesla)最近在中国开设了制造厂,这是一项巨大的成就,我非常期待它的发展。但不要忘记,尽管取得了这些进步,但电动汽车的销量仍不到汽车总销量的1%,也就是说,世界每生产1亿辆新车,他们就像饥饿的小动物,和那些马一样需要能量。


                只不过它们需要的是燃料。我们每年要用掉7000亿加仑燃料,而这些燃料将变成温室气体,我正在寻找一种可以体现出该数量之庞大的数据点或类比。但要找到类比实际上并不容易,也许Brian Green以后可以提供。但就全球二氧化碳的排放量而言,是很多的,我们的地球已吸收了370亿吨二氧化碳。


                顺便一提,这些排放量每年正在以约3%的速度增长。因此,即使我们在应对气候变化方面取得了进展,但二氧化碳排放量仍在持续不断地增加,其中,有16%来自汽车。我们所面临的是一个重大的挑战。当我们查看国际能源署(IEA)等机构的预测结果时(它在能源方面的考虑和有关地球的预测方面具有绝对的权威性),我们实际上看到的是到2050年的预测,在接下来的30年中,情况会更加相似。人类会使用更多燃料,排放更多的温室气体,发展中国家将尤为突出。非经合组织实际上不是针对西方国家,而是发展中国家。即便是一小部分数据就足够令人震惊,因此,我们还有很长的路要走。


                因为汽车将会越来越多,需要的燃料也越来越多,碳排放也会不断增加,我们无法避免这种趋势。但我们要怎么解决这个问题呢?我们要做出哪些改变?这涉及的不仅是汽车和燃料,我们依赖的这个交通出行系统,显然需要道路。但别以为道路是免费的,它们肯定有成本。首先必须修建道路,这涉及到高昂的建设成本,还有水泥——全球温室气体排放量的8%来自于它。


                如今,我们的公路总长度达6500万公里,仅在10年内就增加了40%。这只是10年的数据,你会发现,未来30年内全球最大的基础设施投资类别就是道路投资。如果一个外星人低头看着地球说,对于这些人类来说最有价值的是什么,答案就是这些道路。这是我们投资最大的一个类别,比电力、电信、水资源等这些领域都要多。道路建设,就是一项世界性的计划,也是人类未来的任务,除非我们会做出一些改变。


                接下来,我会谈如何在短时间内做出改变。顺便说一下,很多道路基础建设将在发展中国家实施,90%的非经合组织国家,将不仅开展道路建设,还会有停车位建设。试想一下,在未来,路边一排排的汽车会占据大量空间。到时候需要多少停车位才能满足需求呢?然后我们会发现,我们需要的空间大约相当于重庆市或塞尔维亚的国土面积。


                这就是我们需要解决的事情,我们必须要找一个地方安置这些车辆,所以,空间对我们来说就非常重要。想象所有的汽车一辆接一辆停放,占据了一个国家那么大的面积,这就是地球上的汽车王国。想得再深一些,我们会发现除了需要修建更多的道路之外,城市化浪潮同样席卷全球,这是另一个完全不同的领域。中国和很多其他国家已经历过城市化浪潮,人们从农村转移到城市,再到市区,现在市区人口的比例大约为55%,这个数字将增加至65%。到那时,世界总人口正好增加至100亿。这样一来,新增的城市人口将达到20亿。这些人口稠密的地区仅占地球陆地面积的3%。因此,这个趋势也是我们要考虑的问题。


                我们现在已经了解了交通的情况,如果在城市规模越来越大的时候,又增加了更多汽车和更多道路,那么很可能会使交通更加拥堵。我一直在思考我们如何才能真正采用一种截然不同的、更好的模式,一种环保且不需要使人类面对艰巨挑战和重大压力的模式,我们是否真的能找到一种能让我们住在乡村但在城市工作的新模式呢?


                因为我们都倾向于在城市工作,这样的话我们就可以和朋友共进午餐、吃饭、看电影。如果我们不是住在高楼大厦顶层,而是住在城市之外,这可能实现吗?


                答案是肯定的。


                如果我告诉你,现在有一种新的模型可供我们开发呢?这种模型有可能在未来几年内推出,其仅用电力和空气作为基础设施。所以你们可能会问,大为,我们需要做些什么来实现这一目标呢?你能提供电力吗?你能提供空气吗?怎样付诸实践呢?


                看吧,我们已经做到了。


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                有谁听说过EVTOL吗?这是一种电动垂直起降飞行器,它们属于电动飞机,可以垂直起降和飞行,听起来有点像是科幻小说里才出现的,不是吗?但它现在已经生产出来了,并将经过测试、改良然后推向市场。有了这种新技术,我们就可以获得不可思议的新奇体验。


                我想向你们展示它飞行时候的样子。这就是我们在德国的合作伙伴Lilium制作的实物模型。该飞机为电力驱动,可以垂直起飞,它不需要跑道。在起飞后就可以直接飞行,你可以看到它能做这样的技术动作。


                这个视频实际上是几周前在德国拍摄的,拍摄地离公司办事处很近,而且你可以看到它上面安装有36个风扇和喷气发动机,所以它的平衡能力非常出色。前排12个、后排24个,移动范围是300公里,每小时可以飞300公里,载客量为5名乘客,它类似于一种汽车。但我们不要这么叫它,它是一架能垂直起飞的电动飞机,可以飞行300公里,然后在你的目的地降落。


                你们当中一定有部分人很好奇在城市中看到这种场景会是什么样子,所以我们做了一个模拟,这是虚幻的模拟。你可以看到飞机沿着一条航线飞行时的样子,它非常安静,没有什么噪音。


                在现在这个位置,你是听不到任何声音的,300米左右的距离,飞机看起来跟现在屏幕上这个小点差不多?;褂辛硪患?,在从机场飞向800米远的小镇,几乎看不清楚。很重要的一点是,它能很好地融入整个城市运作,因为它无噪声,就像你在这里看到的那样,其中一架飞机正在起飞的时候,也是非常的安静。


                它可以作为城市现有运营的一部分,实际上是一种非常平稳的过渡,可以将这类飞机引入到我们的生活中。现在,我们发现了一些很有趣的事情。当采用电力作为飞机的动力时,消费成本就下降了,这要比开车更划算。为什么呢?这个就说来话长了。不过,这类飞机的动力成本不到轿车所耗汽油成本的一半,例如奔驰,不仅是奔驰,其他品牌的轿车也是如此。奔驰仅作为示例,但其实所有品牌的都是如此。


                未来电价可能会下降,你所需承担的电费也会随之减少。因为它的耗电率极低,基本上总是满电状态。你可以根据每千瓦的电价标准计算出每兆瓦的电价是多少,测试你电池容量大小,然后你可以在家进行估算:它需要多少费用?你只需要估算飞机中的电池组的容量大小即可,计算很简单。


                当然,我们知道传统交通工具,比如直升机之类的交通工具非常昂贵,它的运行成本对我们来说过于高昂。它们有噪声,又贵,但是这架飞机改变了当前的局面。这些模型使我们改变了对飞行的看法,飞行交通工具不一定会污染环境,不必使用大量燃料,不会产生噪声,也不是少数人才能使用得到。当它对每个人来说是更好、更实惠的选择时,就能真正能够普及到每一个人,彻底地改变局面。


                这将改变我们的生活。例如,你可以从北京机场坐飞机前往我们的WE大会现场,整个过程不超过一个小时,只需10分钟不到就能到达。你可以通过一般性的假设来设想有关操作,我甚至有时候会想象,如果住在像承德避暑山庄这样的地方,一回到家就可以享受清凉夏日。但从承德到北京,可能需要花三个小时或更长时间,因为你永远不知道路况如何。不过,有了这种飞机,来回只要不到一个小时,这肯定可行。这可以将那些乡村地区与城市地区结合,创造另一种生活方式,让你住在乡村却仍然可以享受城市提供的所有服务,并普及到整个人类世界,我很期待发展中国家未来的发展。 


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                这是所有幻灯片中我最喜欢的一张。因为这是连接各个地区的新范式,尤其是当前尚未接入区域的发展中国家。想象一下,那些降落场还未建设基础设施,也没有道路基础设施,但你可以降落后通过本地非电网可再生能源为飞机充电,它可能是太阳能、风能或者其他类型的能源。总之有这样一个位于地面的可再生能源。你可以落地并充电,然后继续前进,依此循环。这样,发展中国家就连接起来了。


                这比目前的汽车驱动方法更好,无需进行部分基础设施投资,这是一个很好的机会,实际上也是一种可行的模式。我认为,这正是我们在考虑如何应对日益严峻的气候变化挑战,以及城市化和人口增长时所需要采用的一类模型。在打造更为创新和智慧化世界的同时,实现真正的绿色发展,塑造一个更加环保、更加可持续的世界,这是否意味着我们在倒退?


                实际上,恰好相反,这反倒意味着我们可能会向前迈出一大步。


                而且是巨大的飞跃。


                未来的生活可以变得更好、更快、更高效。但是我们必须拥抱新科技,并学习相关知识,使其得到不断发展。经常思考、探讨与它们有关的事情,而不是认为驾驶飞机是不可能的事。


                不要说我知道一些相关信息,但我认为不可能做到。而要说,这可能就是未来所需要的。因为我们不仅要了解生活中的一切,还要付诸努力,必须努力让它成为现实。


                变化不是从天上掉下来的。你需要让它变成日常,这就是我们想要追寻的未来。


                我认为尤其是中国,很有机会成为这项技术的先驱国家,因为中国拥有所有传统的基础设施投资和基础架构领导层,并且愿意接受新技术。我认为中国可能成为首个或其中一个最早使用这项技术的国家,我们可以拭目以待。


                我们很愿意与你们一起展开此类项目合作,我相信一定会碰撞出很多火花。那么,让我们一起拥抱美好的未来吧!


                非常感谢你们来到WE大会,期待与你们的下次再会。


                注:本文转载自公众号“腾讯科学WE大会”。

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