交通的劣势及可持续解决方案

社区发展正向越来越大的城市转移。交通系统不能应付这样沉重的负荷。这造成了严重的交通堵塞、长时间的延误、环境问题、空气质量低甚至交通彻底瘫痪。与此同时，乡下的居民数量减少，提供基本的服务变得越来越困难。

1）交通问题

有这样一种社区发展类型，以城市—乡村、郊区—中心区、购物与娱乐中心的形式将社区分开。许多生产、流通、储藏开始变得规模巨大而且集中化，导致了运输业需求的大量增长（图4-72）。即使环境的冲击在其他地区得到了缓解，交通所带来的冲击仍旧在增长（图4-73至图4-75）。有一种美国式的能源密集型趋势，这将消除文化和地域性的特色。大量的机动车不但带来公路的大量扩张，而且大量的场地将用作停车场。街道和广场被汽车所占据，从而损害了人们的利益。美国城市消耗的资源最多，而香港和莫斯科是人口密度最大的城市。有趣的是，像阿姆斯特丹和哥本哈根这样的欧洲城市在他们的城市规划中有很多有趣的方法，而且在结合减少燃油消耗和增加居住空间的尝试中取得了成功（图4-76）。

2）交通的劣势

交通运输业是最主要的碳氧化物排放源之一。在瑞典，交通运输业消耗能源总量的30%而造成45%的二氧化碳排放（包括国际航班和海运），私家车的二氧化碳排放量最大，其次是航空业，铁路运输位于第三位（图4-77、图4-78）。交通运输是整个社会中二氧化碳排放增长最快的部门。为了在2050年将二氧化碳排放减少到现在的85%（欧盟定下的目标，为了使全球温度增长不超过2℃），交通运输业必须作出根本的改变。这些改变包括更有效率的技术，从化石燃料到可再生能源的转变，还有生活方式的改变。交通不但造成能源问题，还制造噪音、难闻的气味和空气污染。交通业当然存在危险问题，但是机动车也对自然和文化遗产造成损害。显然，高密度的区域需要以这种方式加以规划从而使这些损害最小化。

3）交通问题的解决方法

尽量整合多样的社区活动的规划可以解决交通问题。其中一个模式就是在规划中将步行交通和自行车交通放在首位，然后确保廉价而便捷的公共交通彻底建立（图4-79）。使乘坐公共交通系统比驾驶私家车更加方便。这些导致对于政府指导的新的形式的需要。这将需要一些激励措施使交通运输业向更加环保的模式转变，将交通定位为国家级、区域级和地方级，逐步改善各种模式交通运输的硬件条件，加快环保动力技术和代用燃料的研发（图4-80）。世界上许多案例表明建立新的公路并不能解决交通问题。公路条件越好，就有越多的机动车在上面行驶。相反，控制机动车数量的方法则可以起到作用，例如增加各种税费。新加坡是第一个征收电子税的国家。2003年，伦敦开始收取堵车费。实践证明收费是有效的。现在斯德哥尔摩正准备启用收费系统。

图4-71　网状城市

相比绿化地图上用红色斑点表示城市，网络图能让我们看得更现实。此图提供了规划的另一个视角，即相比于城市规划，我们更需要规划的全局观。资料源于《瑞典2009，图景提案——建筑及规划报告》，1994:14

图4-72　1900 2000年每人每天的行驶里程

出行的平均长度在20世纪中显著增长。今天，我们人均每年出行的距离是1950年的四倍。其中汽车部分的增长最显著。资料源于《建立一个可持续的社会》。比吉塔 约翰松（BirgittaJohansson）、拉尔斯 奥斯孔（Lars Orrskog），2002

图4-73　德国卡尔斯鲁厄（Karlsruhe）的公共交通系统

其是欧洲最为发达的公共交通系统，它以轨道交通为基础，既解决城外进城的通勤交通，也解决市内交通。KVV（Karlsruher Verkehrsverbund GmbH）有一系列服务于乘客的政策：* 越是客流量大的地方线路越密集，有显示屏播报列车到站时间。* 公共交通提供学生优惠。* 高峰时段交通可以携带自行车。* 持有月票的个人可以在周末携带全家乘坐公交。* 公交车采用大窗户以提供良好的视线。* 公交车内不设广告，尽管这已经被证明可以减少涂鸦和破坏行为。总长650 km的轨道交通线连接起卡尔斯鲁厄所有的中心，乘坐公交比私家车更迅捷，尤其是在高峰时段

图4-74　市郊往返有轨电车

这种电车在专有轨道上行驶得很快

图4-75　市内有轨电车

在城市中，穿梭于行人和车辆间的有轨电车行驶缓慢

图4-76　城市密度（每公顷人数）与人均年石油消耗量（单位：MJ，1980年统计）的关系

资料源于《建筑与城市规划中的太阳能》，托马斯 赫尔佐格（Thomas Herzog），1996

（1）步行带。步行带的建设应该在整个城市范围内形成连续的结构——包括市中心的步行街、繁忙街道两侧的步行路、外围的步行路。步行交通的一个重要方面就是诸如服务娱乐及文化等休闲设施必须设置在合理的范围之内。步行区域必须是令人愉悦的：婴儿车、轮滑或是轮椅都能够在其上轻松行驶；需设置长椅以供人休息；通道、游廊和公共候车站需要有顶覆盖；购物中心内部需要有步行街。哥本哈根有世界上最好的步行街系统。早在1962年斯特勒格特（Ströget）就被改造成步行街。从那以后，步行街网络从1962年的16 000 m2增加到2000年的100 000 m2。与其他城市相比，这里的地下人行通道及过街天桥没有恼人的台阶。步行系统包括城镇广场、公共空间、座椅空间还有露天咖啡厅。近年来，步行街系统又增加了步行优先的街道，这是一种步行与自行车道结合的街道，机动车在符合步行条例的情况下也可以使用（图4-81）。

（2）自行车道。自行车自其发明以来一直是独一无二的节省能源的运输工具。为了骑车人使用方便，应该建设美丽而安全的自行车道。在加州的戴维斯，自行车道被设计成骑车人能够行驶在下风面，能够遮挡强烈的阳光，并且每隔一段距离有饮用水提供。为什么不在规划中将自行车道放在首位，这样一来机动车就得绕路而行而位居其次呢？为什么不多生产一些自行车和自行车架或者人力车来搭载旅行者呢？自行车可以装备电动的辅助引擎。还有装在台阶和坡道上的自行车升降梯。自行车规划中重要的是要有自行车停靠点、防盗系统和自行车库（图4-82）。① 丹麦哥本哈根。丹麦的自行车交通系统世界领先（图4-83至图4-85）。哥本哈根的自行车交通着力于建设大街两侧的自行车道系统，从而使自行车网络可以到达城市所有区域。自行车网络从1930年开始建设，截至2000年，已经从当初的80 km增加到现在的300 km。交叉口问题是自行车交通中最大的问题，解决方法和人行交通的解决方法一样。道路交叉口的自行车道采用蓝色沥青以示区分。1995年引进了一个城市自行车系统，这个系统中城市里的自行车可以像大商店里的购物车一样借出，也就是说，投入硬币可以取车，而还车时则能够收回硬币。哥本哈根城内有125个这样的免费自行车服务点。② 荷兰豪滕。荷兰的豪滕（Houten）城拥有30 000人口，是一个最初以人行和自行车交通规划的小镇。镇中心是火车站和购物中心。步行路和自行车道从镇中心扩展开来。机动车道是最后规划的。城市有环行道路环绕，这些道路有许多不同的小路组成并通向城市的不同区域。自行车道没有巨大的高差，在等待时间超过一分钟的区域设有遮阳棚。豪滕城中心到外围的距离不超过1.5 km。

图4-77　瑞典国内出行交通方式统计（以千米数表示）

资料源于《未来的出行》，彼得 斯蒂恩（Peter Steen）、乔纳斯 阿克曼（Jonas Åkerman）及其他。环境策
略研究所中心，KFB-报告，1997:7

图4-78　2005年瑞典交通运输所产生的温室气体比较

瑞典2005年交通运输所产生的温室气体（包括瑞典国际交通占排放总量45%，大约35 Mt的氧化碳）。资料源于《眼前目标》，乔纳斯 阿克曼（Jonas Åkerman），2007

图4-79　1950 2030年哥本哈根年人均运输的距离和交通方式

为了减少私家车，必须增加自行车、步行系统和公共交通系统上的投资。每人每年运输的距离和交通方式。资料源于《能源管理、保护、经济》，约尔根 斯蒂格 诺加德（Jörgen Stig Nörgård）、利斯本特 克里斯滕森（Bente Lis Christensen），1982

图4-80　可持续交通发展关系图

交通部门是驾驭可持续发展最困难的部门。但仍有许多方面值得我们去做。总的来说，他们可以做积极的努力。资料源于《建立一个可持续的社会》，比吉塔 约翰松（BirgittaJohansson）、拉尔斯 奥斯孔（Lars Orrskog），2002

图4-81　挪威滕斯贝格（Tönsberg）城的街道空间（单位：m）

其街道有一些空间提供给步行者、骑自行车的人以及开车的人。在挪威，优先考虑的是更加有利于城市环境的发展。他们的目标是使得骑自行车就能容易地到达整个城市的任何地方，而不至于增加交通的危险性。资料源于《自行车城市滕斯贝格-内特岛（Tönsberg-Netteröy）》，项目报告，1991 1994

（3）公共交通。在欧洲公共交通只占道路交通的20%。公共交通在建筑密度高的区域有望增长，但是在人口稀疏的地方还需要调整。有很多方法可以调整公共交通系统，如今的信息技术可以提供有效的支持。目前，对于普通大众、学生、老年人和残疾人以及邮政和其他运输工作的公共交通是分开的。调整这些服务类型也许能够带来好的影响。轻轨是一种既能在已有的轨道上运行又能在新型街道轨道上运行的轨道交通。在公共交通必须增加的情况下，轨道设施必须提升。根据研究，高速列车的能量消耗将提升45%，与此同时速度将从200 km/h提升到250 km/h（图4-86）。轻轨和轨道电车系统结合了列车和电车的优点，因此在欧洲许多地方都有建设（图4-87）。在德国的卡尔斯鲁厄建设了一个800 km长的轨道电车系统，以网状的轨道连接整个区域。舒适的公共交通是公共交通超越私家车的首要条件，这样才能满足乘车人的需要（图4-88、图4-89）。公共交通必须全面周到，不管在时间上还是空间上。不应该让人们必须依靠车才能出行，无论是工作日还是周末抑或假期。乘坐公共交通工具出行，人们可以在车上工作、学习，或是做其他任何事，而不打扰到想休息的人。这样就能适应每个人的不同需求。建立公交专用线路可以提升公共交通的速度、舒适度和吸引力。多数人能够接受每天1 h乘车的时间而不感到疲劳。车站之间的距离必须适当。行程中应该有较高的平均速度和较少的停站。等待或换乘的时间少于4分钟是合适的。换乘必须方便，最好不要有高差，例如只需要通过一个平台。等车需要在一个舒适的环境中进行。电子指示牌能够显示下一班车到达前的剩余时间。最好能方便携带自行车、轮椅、滑板等物品，并且在旅程中能照看到它们。① 丹麦哥本哈根。丹麦哥本哈根的公共交通系统运作良好。它由适用于长途旅行的高速列车系统、市中心的公交系统和郊区公交系统连接火车站有效地组成。不仅如此，还有一条地下线路来补充这个系统。哥本哈根是城市中心的私家车数量在多年中没有增长的为数不多的几个城市之一。这归结于对于城中心的明智的规划使驾驶车辆在城中心穿行和停车都极不方便（步行街在城中心比比皆是）。② 巴西库里蒂巴。巴西的库里蒂巴（Curitiba）是一个人口超过100万人的城镇，在功能高效的公共交通系统方面是很好的例子。快速的穿梭巴士和运行在公交专用车道的低速公交车使公共交通占到客运交通的70%。穿梭巴士拥有各自的车道，而且不受红绿灯的限制。这意味着穿梭巴士可以避免塞车并准点运行。这个城市中也有一流的自行车道（图4-90）。

（4）汽车交通。一般来说在城市中完全消除汽车是不可能的，除非有特殊情况。然而，减少汽车的工作可以持续进行，并且确保城市中的汽车尽可能环保。解决方案是使用由额外的电动马达（混合动力）驱动的使用电力和生物燃料的汽车（图4-91、图4-92）。在瑞典，最好的生物燃料是沼气和生物柴油，其中生物柴油由造纸行业中产生的黑液汽化生成。汽车共享俱乐部通常是有很多成员参加的一种组织。俱乐部共同拥有许多汽车，汽车可以登记预定。俱乐部成员用车的花费只是买车的一半。成员们共同对汽车进行保养，必要时对汽车进行修理和检查。俱乐部保证会员在主要节假日和暑假都能拿到车，因为当俱乐部没有足够汽车时协会会从普通汽车租赁公司租车来补充。有时汽车共享协会和市政公司合作以确保汽车能够全部租出去。市政公司通常需要在工作日的白天使用汽车，而俱乐部成员通常在工作日晚上、周末和假日使用汽车（图4-93）。

图4-82　弗赖堡（Freiburg）中心的自行车车库

在这里，你能安全地停放你的自行车。你可以修车和租车。这里的建筑顶部还有咖啡厅，屋顶上有光电板

图4-83　哥本哈根汽车自由街道和城市广场的网络图

资料源于《城市空间，城市生活》，扬 盖尔（Jan Gehl），拉尔斯 格姆祖（Lars Gemzøe），1996

图4-84　哥本哈根内部庭院里的自行车停放点

图4-85　交通流量变化与城市自行车通道网络图

该图说明了在过去的几十年里哥本哈根的交通流量怎样增长了65%，并显示了哥本哈根和腓特烈斯贝（Fredriksberg）的城市自行车通道网络。资料源于《城市空间，城市生活》，扬 盖尔（Jan Gehl），拉尔斯 格姆祖（Lars Gemzøe），1996

图4-86　2040年平均每人客运交通能量消费额预测

相比较1995年的情况，推测2040年平均每人的交通能量消费额。假定每人的占有率（每人每车）和速度是不变的。资料源于《未来的出行》，彼得 斯蒂恩（Peter Steen）、乔纳斯 阿克曼（Jonas Åkerman）及其他。环境策略研究所中心，KFB报告（KFBReport），1997:7

图4-87　斯德哥尔摩新的有轨电车系统

斯德哥尔摩成功建设了一种新的有轨电车系统。它像章鱼的爪子一样从城市的中心伸出，连接各个地铁出口

（5）节能的汽车。节能汽车就是消耗较少燃料的汽车，是能解决部分交通问题的一种办法（图4-94）。根据瑞典学者的研究[乔纳斯·阿克曼（Jonas Åkerman），皇家理工学院，斯德哥尔摩，2007年，“眼下的目标（Tvågradersmålet i sikte）”]，这种特殊能源汽车能减少60%—85%的能量。燃油消耗量变化很大。汽车的重量是油耗的重要指标。使用更多塑料、碳纤维增强塑料、铝镁合金可以减轻汽车自重。省油的汽车可配备较小的油箱。以空气动力学设计的汽车有较小的前部和光滑的表面，这是另一个决定因素。采用窄胎能够减小摩擦力和风阻。汽车变速箱方面，无级变速器和手自一体变速器比较节能。通过减少摩擦力的方法也可使汽车变得更节能，如减少运动部件的重量、使用直排发动机、涡轮增压器和使用更多不同周期时间的气门使汽缸能够被关掉。负阻管是一种结合了启动电机、辅助电机和发电机的装置，可以节省15%的燃油。装有负阻管装置的汽车在停止时不会消耗燃油。瑞典的汽车调配场是欧盟中消耗燃油最多的地方。一辆四轮驱动的SUV每行驶10 km消耗燃油1.5 L，而通常一辆同样大小的汽车（Volvo V70）每行驶10 km消耗燃油0.9 L。然而，节能汽车已经存在了。如今最好的节能汽车每行驶100 km消耗燃油4—5 L。这还可以降低到每行驶100 km消耗燃油2—3 L。早在2002年大众汽车已经推出了每行驶100 km消耗1 L燃油的小车，但是这个概念车因为造价太贵而不能量产。① 电动汽车。电动汽车十分安静并且不会排放任何废气（图4-95、图4-96）。电动车辆和使用汽油的车辆出现的时间是一样的，但它有三个问题：只能行驶较短的行程，需要大容量的电池组，电池充电需要大量的时间。② 电动车。电动车的效率是普通车的两倍。近年来电动车发展迅速。许多公司都在研发新型电池。锂电池是最有前途的电池之一。许多公司都蓄势待发要推出新款电动车。挪威电动车“城市思考”（Think City）可以以100 km/h的速度运行并且充一次电可以行驶180 km（图4-97）。美国电动车“特斯拉跑车”（Tesla Roadster）的最高时速可达210 km/h，并且一次充电可行驶320 km。加州产的电动车“翼”（Aptera）可以以150 km/h的速度行驶，并且一次充电可行驶200 km，“翼”同样有混合动力的版本。城市中心行驶的小型电动车是一个不错的主意。在意大利的立夫诺，供出租的电动车有明显优势。它们可以到达机动车无法到达的区域，包括巴士路线和汽车停车场。租用电动车的费用很低。城市中设有许多电动车的充电点，用一种专门的信用卡来支付。这种信用卡内装有汽车电脑提供的信息从而决定需要充多少电。快速充电器可以在20分钟内完成充电，但是比普通的需要4—6 h的充电器贵。电动车的前景取决于电池的发展，而这方面发展迅速。铅电池（Pb/A）的储电能力是30—40 Wh/kg，镍镉电池（NiCd）为50—60 Wh/kg，镍氢电池（NiMH）为 50—80 Wh/kg，钠镍氯电池（Zebra）是95—115 Wh/kg，锂离子电池（Li-ion）为80—150 Wh/kg，金属锂电池（LMP）为120—140 Wh/kg。③ 混合动力车。混合动力车（HEV）是一种可以避免电动车缺点的解决方案。混合动力车是电动车和节能车的混合体。车内有两个引擎，一个燃油引擎和一个电动引擎，还有电池系统。混合动力车使用燃油引擎，在引擎停止运转时给电池充电，并且在低速时使用电动引擎提供动力。当加速时两个引擎一起工作。两个引擎在汽车停止时都停止工作，并且制动产生的能量也可以为电池充电。混合动力技术可以节省20%—30%的能量。④ 插电混合动力车。插电混合动力车（PHEV）比混合电动车拥有更好的电池，并且在不使用时可以充电。这意味着驾驶这种车进行短途旅行可以完全依靠电力。当电池用完后燃油引擎会继续工作。使用这种车行驶50 km，75%的旅程可以依靠电力。一个非常有趣的解决方案是装有生物燃油引擎的插电混合动力车。⑤ 氢能源汽车。许多厂商已经研发出氢能源汽车。氢能源汽车使用传统引擎通过排管放水和氮氧化物。这种车结合了清洁排放和氢气高容量存储两项优点。氢燃料的缺点是容易爆炸，不过将氢气以金属氢的形式储存的技术已经研发出用来代替压力罐储藏方式。氢燃料汽车的最主要问题是能量转化效率低。⑥ 燃料电池车。装备有电动马达的燃料电池车也许是最环保的汽车，但是从输电网获得电力的插电混合电动车的效率更高（图4-98）。燃料电池车排放物仅仅含有水蒸气。氢气和空气被引进燃料电池中用来产生电力，对环境的冲击力取决于氢气如何生成。例如，一种合理方法是使用太阳能电池进行电解。燃料电池车也许是未来的一个解决方案。(www.xing528.com)

图4-88　不同国家公共交通工具所占比例的比较

通过不同旅行交通方式的比对，可以很清楚地看出采用公共交通工具旅行是多么有趣，还有自行车改变了旅行的模式

图4-89　不同交通工具的排放物和能源消耗的比较

在250 km的旅行中每人每公里的耗费（200和300 km，各自的，航空旅行）。资料源于咨询与结果（Råd och Rön）5/98

图4-90　库里蒂巴的公共汽车站

库里蒂巴的公共汽车站本身也像一种巴士。乘客在一端付款进入可以得到一个舒适的座位。它的好处是当公车到站时，人们已经付好钱并且准备上车，这样可以缩短公车停留的时间。这些公车也方便残疾人上去。资料源于“库里提巴—生态革命（Curitiba-A Revolucão Ecologógica）”，　库　里提　巴　市（Prefeitura Municipal de Curitiba），1992

图4-91　快速客运

一辆无人驾驶的全自动车辆的行驶轨迹。只需输入你的目的地，然后享受你的旅途

图4-92　阿姆斯特丹某住区地下车库的外观

这是MVRDV事务所设计的地下车库。在这个车库，驾驶者把车开到入口，然后机器会自动把车送到地下车库

图4-93　位于斯德哥尔摩生态村安德斯坦雪登（Understenshöjden）的共享汽车的专用车位

图4-94　法国小型节能汽车空气舱（Airpod）

这种车行驶起来特别节能。它利用增压空气运行，车长2 m，足以容纳三人。最高时速70 km，当在充满增压空气的槽内行驶时时速可达100 km。将槽充满需要花费几分钟时间。资料源于IMD出版社

图4-95　Vectrix的电动机车

这种车可以以100 km/h的速度高速运行，还完全可以达到110 km / h的速度。随车携带的充电器需要在标准的110 / 220 V（3孔）的插座上充电2 h

图4-96　沃尔沃汽车公司的概念车

这种车一直靠电力运行，而且只有一个小的电池箱。但它仍备有一个小的燃料动力的燃气涡轮机，以备在电池不足时产生电能高速行驶

图4-97　挪威公司的“城市思考”电车

图4-98　燃料电池动力汽车

制造动力火车的方法是将压力槽、燃料电池、电池组以及引擎都放到一个底盘里。电能驱动每个轮子上的小发动机，还可以储存能量到电池组里。不同种类的自动体都被连接到底盘上。插图为雷夫 金德戈恩（Leif Kindgren）绘制

（6）汽车引擎。柴油引擎比汽油引擎效能高，但是关于柴油废气的问题在持续探讨中。柴油引擎的二氧化碳排放量比汽油引擎低20%，但是柴油废气中含有更多的氮氧化物和相当多的固体颗粒。从健康角度来讲这些微小颗粒可以造成癌症、心脏病或者引起哮喘。使用柴油引擎需要更好的废气处理装置来减少固体颗粒和二氧化碳排放。对燃料的驱动效率来说汽车柴油机不足22%，而汽油引擎甚至只有18%。混合动力车的效率大约为37%，燃料电池汽车的效率为55%。燃料电池车以氢为燃料，所以混合动力车与燃料电池车的效率大约都是32%。对于混合动力车和电动车来说，使用电能驱动时效率是73%。电动车从风力发电和水力发电提供的电能来驱动的效率是67%。向电力驱动的转变意味着更加节能。

（7）代用燃料。乙醇、沼气和RME（油菜籽甲基酯）是瑞典的第一代代用燃料。其中乙醇是使用最为广泛的。乙醇使用甘蔗、玉米或小麦制造。这种燃料因为燃料生产和食物生产之间产生冲突而广受批评，而且从整个生产过程来讲也不节能。RME用来取代柴油，但也由于其废气污染而受到批评。而且RME还不如柴油效率高。沼气也是一种代用燃料，利用有机物废料和腐烂的植物淤泥制成。第二代代用燃料包括用林业废料制成的乙醇和甲醇、DME（二乙醚）（使用林业和有机物废料制成）（图4-99、图4-100）。① 沼气。沼气发展有不错的前景，但它不能代替所有燃料的需要。如果所有的原始废弃物都用来生产沼气，那么20%的车可靠沼气来供给燃料。在目前沼气的流水生产线中，清洗过程中甲烷会泄露，发动机会泄露氮氧化物。一种新的沼气生产技术运用了另一种模式（冷冻技术），可以避免甲烷泄露。使用这种新的汽化技术可以生产更多的沼气。更好的发动机催化剂系统将解决氮氧化物的泄露问题。② 乙醇。在瑞典恩舍尔兹维克市，一家与之同名的公司发展了依靠一种酶和一种改良的酵母从纤维素中提炼乙醇的生产工艺。以这种方法生产能源的效率不是很高（25%），但如果结合一种合适的设备（辅以电流和热量）生产效率将会大大提高（65%）。这种从废弃物中提炼乙醇的方法也可用来生产沼气。在瑞典，其商业化生产在2015年得到实现。③ 甲醇。在瑞典韦姆兰（Värmland），甲醇AB公司发展了另一种工艺从纤维素中提取甲醇。这种加工过程是在汽化中完成，而且它的能源效率比乙醇高（达到60%）。④ 二乙醚。DME（二乙醚）是从造纸黑液中提炼出来的。瑞典盛产纸张。生产纸张所产生的废弃物就是造纸黑液。在高温高压的条件下，生物燃料能从中汽化提炼出来。在这个汽化过程中，一种合成气体产生并转化成甲醇或者是合成柴油的综合气体将会产生。DME的合成需要一种特别的发动机，而甲醇的合成可以依靠改良的柴油发动机，合成柴油则需要柴油发动机。这种方法被检验证明是最有效的一种生产生物燃料的方法。在瑞典皮特奥市，一家专门生产DME的工厂于2013年完工。⑤ 合成柴油。在瑞典的松兹瓦尔市依靠汽化的方法从纤维素中提取合成柴油（生物柴油）正在计划中。这种合成柴油是由费托法合成，并且一种催化剂用来把一种气体转化成合成柴油。这种合成柴油的优势也可用在一般的柴油机里。芬兰石油公司已经建造了生产这种合成柴油的工厂。

图4-99　瑞典社会自然保护组织预测的车用燃料的发展

资料源于《新技术》，1996:46

图4-100　替代燃料能效方法的比较

一种评价替代燃料能效的方法是比较一辆车利用1 hm2农田庄稼产出的燃料能跑多远。以这种方法比较出来的结果表明，最有前途的技术是生产汽化的生物燃料。最高能效的生物汽化燃料是二甲醚、甲醇、合成生物柴油和氢气。然而，考虑到可操作性和经济因素，二甲醚和甲醇看来是最有前途的燃料。资料源于《沃尔沃卡车与环境》，2007-08

（8）燃料电池。燃料电池是一种当氢气在阳极、氧气在阴极就能产生电能的电池。与此同时，在技术条件具备的情况下，将会产生80 1 000℃的高温，依赖于这种技术的使用。燃料电池不仅轻小，没有零件，而且效率很高（大约有47%的能量转化为电能），并且能量损失很小。如果拿天然的气体燃料电池与矿物燃料电池相比较，二氧化碳的排放量明显比较低，氮氧化物的排放量几乎为零。当然，这种燃料电池的费用也比较昂贵。一个燃料电池的三个基本组成部分是正极、负极和电解液。有许多不同种类的燃料电池。燃料电池可以用多种不同种类的电解液。它们有磷酸燃料电池（PAFC）、可溶性碳酸盐燃料电池（MCFC）、固体氧化物燃料电池（SOFC）、碱性燃料电池（AFC）和聚合体燃料电池（PEFC）。由于水是主要分解产物，燃料电池的环境污染通常可以忽略不计。然而，分解也会释放少量的氮氧化物。许多人相信燃料电池将是未来主要的能源科技之一（图4-101）。燃料电池在混合电动车中作为动力来源（图4-102）。使用燃料电池对驱动马达的电池充电，这样可以达到可观的性能而造成很小的污染。有了电池组，刹车时产生的能量和燃料电池产生的多余能量可以被利用。对于飞机来讲，使用氢气作为动力有两个主要优点：首先，能够减轻重量（单位体积液态氢中储存的能量是喷气式飞机储能的3倍）；其次，排放物主要是水蒸气，不会影响到气候变化。氢气的缺点是需要大容量的燃料箱。为了使用氢气作为燃料，必须在-253℃使它液化。这项技术已经发明，并且已经被用在航天领域。氢气可以用来为建筑物提供电力和供暖。氢气动力引擎带动发电机。引擎的冷却水及废气产生的热量用来供暖和生产热水。这样一来，就成为一个完全自主并且环保的系统。科学家正在研发供手机和便携式电脑使用的微型燃料电池。使用这样的燃料电池的手机能够连续使用一个月。氢气之城（氢气城市）是一个关于车辆给建筑供能的有趣概念。燃料电池有一种高效能的设备，它能够在一年中96%的时间里实时地保存及输送电力给电网，或给每个住户。这样，这种汽车就不是用作交通工具了。氢气和电能是两种重要的相互关联的能源。而且具有可结合在一个电网中的潜在能力。在可转化的燃料电池中，能量的转化是双向的。电能（从可再生资源中产生的）在燃料电池中将水转化为氢气和氧气。在燃料电池中电能由空气和水产生。汽车是依靠燃料电池中由氢气产生的电能运行的。备有以氢气供能的燃料电池的汽车，当停在房子旁边时，可与房子连接，并为房子提供电力和热能。氢气借贷信用在网上处理。因为有了可转化的燃料电池，氢气能源能在自我生成的同时还能为汽车供能。它为城市的供电和供热设备作出了卓越的贡献。

图4-101　燃料电池工作原理示意图

图4-102　使用混合电源车技术的卡车和公共汽车

资料源于沃尔沃公司

（9）货物运输及长途运输。增加本地生产能够减少货运。必要的货运可以通过火车、轮船或者是传送带等相比较长短途卡车消耗较少能量的工具运输（图4-103）。为了避免在两地之间传送时出现不必要的路途和时间的浪费，后勤工作是十分重要的。可以开发日用品的交付系统，但在经济可行的情况下必须满足一定区域内所有的家庭生活所需。① 公路运输。增加公路上的卡车数量将影响环境和长短途运输的到达与安全的目标。更多的大型运输工具意味着增加公路上来往的交通压力。对于卡车来说，其潜在的经济效益小于私家车，因为卡车的自重大于小汽车。现在的卡车已经使用柴油机引擎，变得更有效率。但因为废气的排放，柴油机引擎的数量被限制。更好的动力机制、更轻的自重、更优的材质、更有效的发动机以及综合的解决方法将使卡车运输变得更有效率。曾经有一个研究表明它们可以将长途运输的效率提高30%，将短途运输的效率提高40%。瑞典的卡车制造商提出了一个关于超级电容器的综合概念，它可以代替制动闸系统。随后，这种超级电容器被用于汽车驱动。1997—2010年度，瑞典国家公路管理局的预测显示，未来卡车运输量将增加近40%。这需要政治干预运费使卡车运输转向铁路运输和海上运输。瑞典国家议会规定所有的运输系统必须能够承受自身的花费，但公路运输的税收是最高的。高额的公路运输税使得铁路运输和海上运输得益。1 000 m的公路运输税是其他工具跑遍全国的运输税。苏格兰已经引进了1 000 m的公路运输税，还有超过28 t的公路运输是被禁止的。欧盟的几个国家也补充了类似的政策。这些国家将把税收用于公路、铁路以及河道的维护。② 铁路运输。铁路运输是能效很高的。推动火车仅需0.06 kWh/（ t · km）的能耗。火车运输以最高160 km/h的速度一个晚上跑1 250 km。如果要拿铁路运输与其他运输相比较，它与重新分布费用的原始船运一样重要（通过陆地运输）。③ 海洋运输。轮船比铁路和公路运输效率更高（图4-104）。国际船运非常便宜，使得长途运输变为可能。海洋运输在将来可能会变得更加重要。海港具有战略意义，不会变成其他功能。河道又将会变得重要。在欧洲，现在有许多新的河道（比如在多瑙河和莱茵河之间以及巴黎和比利时之间）。新种类的船意味着新的运输可能。集装箱轮船因为使用廉价燃料使得海运更有效率。尽管如此，考虑到硫黄和氮氧化物的泄露问题，至今为止船运仍是最脏的一种运输模式。这不仅仅是缺乏先进的技术来减少硫黄和氮氧化物的泄露问题。高速的船运能减少运输时间但花费更多的能源，还对环境产生更大的影响。用船运货是最节能的，但用船运人将会耗费更多的能源。在速度上仍有许多值得我们努力之处。能源的消耗与速度的提高是成二次方增长的。减小船身以及更高效的发动机和传送可以使每只船减少能耗达30%左右。在港口，结合降低10%—15%的速度，可以降低能耗达50%。④ 航空运输。空运在过去的10年中变得更有效率。研究报告表明，它已经节约54%以上的能耗。这得益于材料的变轻以及机身和机翼形状的改善。还得益于组织、减少空座、缩短空运路程、最佳的飞行高度以及“绿色”的降落过程。低速的螺旋桨飞机（640—700 km/h）代替涡轮喷射飞机（820—920 h）可以降低能耗近25%。苏联曾用过使用氢气作燃料的飞机，并且用生物制造煤油。用氢气当燃料的飞机不需要大油箱，它是未来空运问题的解决之道（图4-105）。为了承载笨重的货运，不论齐柏林式飞艇有多慢，它还是复兴了，用来承载重物和人。还有一种节能的飞机是一种特殊的低速飞机，它可以离海平面6 m飞行。从飞机里产生一种低压波以及借助海洋的表面可以帮助其平稳飞行。⑤ 传送带运输。传送带是运输大量液体和气体的一种节能的运输方法。它只限于在有传送带的连续的大陆上使用。

图4-103　2040年平均每人的货运交通能量消费额预测

相比较1995年的情况，推测2040年平均每人的交通能量消费额。假定每人的占有率（每人每车）和速度是不变的。资料源于《未来的出行》彼得 斯蒂恩（Peter Steen）、乔纳斯 阿克曼（Jonas Åkerman）及其他。环境策略研究中心，KFB报告（KFB-Report），1997:7

图4-104　地中海俱乐部的巡航舰

其是用发动机驾驶的。仍有许多关于降低化石燃料附属的新种类帆船正在试验中

（10）电子商务。减少运输的一种方法就是利用科技信息（图4-106）。比如，通过网络购物。越来越多的人通过网络购买食物及其他物品。当邮购到达人们不一定在家时，伊莱克斯公司发明了一种盒子专门用于家庭投递（UDT=无人照顾投递单元）（图4-107）。这种盒子包括三个独立的隔间：一个冰箱和一个为食物投递用的冷藏库，第三个隔间是放其他物体的。这种盒子有200 L的容量，相当于5包食物。每笔订单的盒子上有一个一次性的代码。一旦投递人员用这个代码打开了盒子把物体放进去，这个代码就失效了。

图4-105　未来的航空飞行器

这种飞行器还处于原型开发阶段。插图为托马斯 汉密尔顿（Tomas Hamilton）绘制

图4-106　不同运输方式的比较

左边的图说明了星期六去一个普通小卖部的行走距离，总共走了6 000 km的路程。右边的图说明了两种自动送货服务是怎样在一周内完成同样的工作，总共走了接近300 km。这意味着减少了15 t的二氧化碳排放量。资料源于克拉斯 布瑞索茨（Claës Breitholtz），1997

图4-107　带有网络包裹收件箱的楼梯间