劉泓君
即使Hyperloop技術(shù)在理論上完全可行,但如果不能快速降低成本,這項黑科技可能再次被扼殺在搖籃中
王斌斌編輯/施智梁
中國航天科工集團將造時速4000公里的高速飛行列車。8月底,該公司副總經(jīng)理劉石泉在武漢的航天高峰論壇上將此消息一放出,立刻引來大量的圍觀與質(zhì)疑。
劉石泉稱,將分三步實現(xiàn)4000公里每小時的速度,分別是時速1000公里、2000公里和4000公里。
這兩家美國公司種運輸系統(tǒng)有一個時髦的英文叫法“Hyperloop”,中文也被稱作“超回路電車運輸科技”或者“超級高鐵”。它既不是一家公司,也不是一種列車,而是一種高速運輸技術(shù)。
這種技術(shù)使膠囊艙在減壓管道中,以太陽能供電的電磁懸浮原理在軌道中行駛,在短時間內(nèi)將時速提高到1000公里以上。
目前,這項技術(shù)正在研發(fā)階段,企業(yè)家伊隆·馬斯克(Elon Musk)發(fā)布白皮書正大力推動此項研究,號稱這種新型的交通方式最高時速可以達到1200公里,速度超過普通飛機,接近聲速,是中國高鐵速度的3倍。
盡管多數(shù)專家認為Hyperloop的技術(shù)在理論上完全可行,但考慮到建造成本和投入產(chǎn)出比,這項黑科技很有可能被扼殺在搖籃中。
Hyperloop的概念在100多年前就已經(jīng)存在了,最近一次火起來并真正付諸實踐,來自于馬斯克旗下的Space X團隊發(fā)布的一份白皮書《Hyperloop Alpha》。
這份白皮書中提出了一種新的城際交通方案,使用一種全新的低壓管道膠囊車,最高速度可以達到760英里/每小時(相當于每小時1200千米)。
其靈感來自于北加州高鐵系統(tǒng)的緩慢,白皮書以舊金山與洛杉磯為例,詳細列出了超級高鐵的技術(shù)原理和解決方案,將這兩座城市之間的通勤時間縮短為36分鐘。這兩座城市的開車距離近6小時,飛機時間近2個小時。
在原有高鐵設(shè)計方案中,影響速度提升的關(guān)鍵因素是空氣阻力和摩擦。磁懸浮列車的提出就是為了減少摩擦。如果能夠解決空氣阻力的問題,在趨近真空環(huán)境中運行,速度可以大大提高。Hyperloop的技術(shù)原理是:當列車在低壓管道中運行,在管道中以電磁懸浮的原理推進膠囊艙的高速前進,膠囊艙前面配有大型風(fēng)扇,吸氣排向后方減輕風(fēng)阻。
當?shù)貢r間2016年5月11日.美國拉斯維加斯北部.美國刨業(yè)公司Hyperloop One的超級高鐵推進系統(tǒng)首次戶外測試成功,3米長的實驗“滑車”在鋪設(shè)好的軌道上運行了2秒鐘,最終速度達到400英里每小時后(約合640公里\小時),撞擊到91米外的沙堆減速停車。
根據(jù)這一設(shè)計,每個膠囊艙乘坐28名乘客,2分鐘發(fā)車一次,高峰時間段可30秒發(fā)車。為了乘客的舒適程度,軌道的曲線半徑不可少于9公里,這意味著軌道需要異常筆直與精確,沿途如果有山地或者城市建筑物,都會成為實施Hyperloop的限制性。
類似于Hyperloop這樣的想法層出不窮,但又都因為造價高昂等問題中途放棄。100年多以前,液體火箭的發(fā)明者Robert H Goddard,曾經(jīng)在大學(xué)的一節(jié)課上講過關(guān)于Hyperloop的科幻故事并為此設(shè)計申請過專利,這也是馬斯克寫Hyperloop白皮書的靈感源頭。
盡管歷史上多次有專家提出這種方案設(shè)想,但都由于成本高昂沒能成為現(xiàn)實。2014年,我國西南交通大學(xué)也建成了世界首條真空管道交通實驗系統(tǒng)。
7月20日,馬斯克的一條推特引發(fā)了討論熱潮:“剛剛獲得了政府的口頭允許,Boring Company開始建立一條從紐約-費城-巴爾的摩-華盛頓的超級高鐵。未來紐約到華盛頓只需要29分鐘?!?/p>
這條推文再次讓Hyperloop進入公眾視野。之后,他所提及的聯(lián)邦交通部門、各州、市一級政府均對此表示否認。有消息稱,馬斯克還曾宣稱要在洛杉磯的地下挖一條隧道,但也依然未獲得市縣或者州一級的行政許可。
一個更有趣的現(xiàn)象是,盡管馬斯克發(fā)布了白皮書,但是他并沒有過多涉及Hyperloop技術(shù)解決方案。這份白皮書鼓勵更多行業(yè)人士來給Hyperloop提建議,他也曾經(jīng)在演講中提到會去造一臺樣機出來,最終只是成立了挖掘隧道的“Boring Company”。
在今年4月份Ted的一次公開采訪中,馬斯克稱他花在Boring Company上的時間僅僅占所有時間的2%,這家公司都是兼職人員和實習(xí)生。與此同時,他已經(jīng)是四家公司的創(chuàng)始人——新能源汽車Tesla、研究火箭發(fā)射的Space X、研究人工智能的公益組織Open AI和研究腦機系統(tǒng)的Neuralink。在他自己的Twitter頁面,也并未標注他的第五個身份。
Boring Company本身也并不是研究真空動力推進技術(shù)的公司,而是去年成立的一家基礎(chǔ)設(shè)施和隧道公司。今年3月,它開始使用自己的隧道挖掘機(TBM)在Space X進行地下隧道挖掘。在其官網(wǎng)頁面,Boring Company也特別提到了TBM是如何降低隧道挖掘成本的。
一位Hyperloop專家告訴《財經(jīng)》記者,馬斯克正在找隧道專家與車子專家。他對行業(yè)的影響更多是開源的白皮書以及強大的公關(guān)效應(yīng)。白皮書出來以后,美國研究超級高鐵的公司迅速大量出現(xiàn),再一次掀起了利用低壓推進的磁懸浮高鐵系統(tǒng)的熱潮。
真正受白皮書影響研究超級高鐵的有兩家公司:Hyperloop One與Hyperloop Transportation Technologies(下稱“HTT”)。endprint
白皮書的發(fā)布與硅谷風(fēng)險投資人Shervin Pishevar的推動不無關(guān)系,他曾經(jīng)與馬斯克在私人飛機上討論過這個想法,并希望馬斯克能夠做成促進行業(yè)發(fā)展的白皮書。
這個聰明滑頭的波斯商人Pishevar 創(chuàng)建并投資了Hyperloop One,還為這家公司打造了一支明星團隊。他邀請在Space X工作十年的工程師Brogan BamBrogan成為聯(lián)合創(chuàng)始人兼CTO,對馬斯克提出的建議進行技術(shù)性修改,重新設(shè)計路線,后來又找來了思科總裁Rob Lloyd擔(dān)任CEO。
目前,Hyperloop One三輪融資總額達到1.6億美元,曾計劃要在2017年募集2.5億美元的資金,至今沒有新的融資消息。
在白皮書發(fā)布之后的兩周,洛杉磯一家名叫JumpStarter的眾籌公司也開始投入Hyperloop的研究中。HTT的創(chuàng)始人兼CEO Dirk Ahlborn之前也是JumpStarter的CEO,曾在能源行業(yè)工作20多年,他在JumpStarter的合伙人Bibop G.Gresta也是HTT的投資方兼董事會主席。
Dirk告訴《財經(jīng)》記者:“白皮書發(fā)布之后的兩個月,即2013年11月,HTT公司注冊完成。2014年初,完成Hyperloop的可行性研究之后,開始與世界各地的政府簽訂合作協(xié)議,同時開始室內(nèi)研究低壓懸浮系統(tǒng)是否可行?!?/p>
相比于Hyperloop One的豪華團隊,HTT使用了一種全新的“眾籌”式工作方式。這是最早由哈佛大學(xué)提出的一個實驗?zāi)P?,讓有共同工作理念的人為一個共同的目標分享想法,每個團隊3個-7個人,每周至少工作10小時以上。
目前,HTT已經(jīng)在世界各地有了800多名來自全球50多個國家的航空航天、火箭、市場等方面的合作專家,僅有80名全職員工。這種方式除了可以削減全職員工帶來的成本,另一方面也可以吸引最優(yōu)秀的人才加入,并希望以此把Hyperloop的研究變成一項運動。
一份法律起訴書或許是Hyperloop從理想走向現(xiàn)實的催化劑。
最被行業(yè)看好的Hyperloop One聯(lián)合創(chuàng)始人Brogan在去年6月提起了對投資人Pishevar的法律訴訟,訴訟稱投資人的貪婪正在“錯誤”地管理該公司的技術(shù),并指責(zé)投資人不理解技術(shù),也沒有花時間去理解技術(shù),試圖將公司從技術(shù)驅(qū)動型變?yōu)槭袌鲵?qū)動型。
在離開Hyperloop One以后,Brogan率領(lǐng)舊部創(chuàng)建了一家新的研究Hyperloop的公司Arrivo。這家最被業(yè)界看好的明星公司正式分裂。
很多改變世界的夢想都需要技術(shù)驅(qū)動,如果縱觀整個產(chǎn)業(yè)的歷史,跟隨市場也不無道理。但Hyperloop產(chǎn)業(yè)鏈上的公司們正在將這場技術(shù)創(chuàng)新變成一場全球“搶單”競賽。
Hyperloop One正在快速刷新與全球各地政府的合作。預(yù)計到2020年,可以實現(xiàn)迪拜到阿布扎比的通車,時速將達到500mph;未來還將在一條從赫爾辛基到斯德哥爾摩的海底隧道中實現(xiàn)超級高鐵。同時,與印度、芬蘭、瑞典、阿拉伯等多個國家聯(lián)合開發(fā)貨運系統(tǒng)。
競爭對手HTT也正在快速建立合作。目前,與法國圖盧茲合作制作膠囊客艙,同樣簽訂了迪拜到阿布扎比的合作協(xié)議,還與印度尼西亞、伊朗等多地政府合作。一年半以前,與勞倫斯實驗室簽署獨家協(xié)議,使用它們的被動磁懸浮技術(shù)降低制造成本。
不難發(fā)現(xiàn),這兩家Hyperloop的公司也正在從技術(shù)驅(qū)動變成市場驅(qū)動,尋找更優(yōu)的低成本方案,并開拓客艙設(shè)計等核心技術(shù)之外的業(yè)務(wù)。超級高鐵面臨的不僅僅是一項技術(shù)考驗,而是如何在技術(shù)與成本間平衡。
在加州的一個超級高鐵的活動上,幾個物理學(xué)的博士對Bibop提出了技術(shù)方面的挑戰(zhàn)與質(zhì)疑。而在《財經(jīng)》記者廣泛的采訪中,各個專家對Hyperloop的質(zhì)疑主要集中在這幾個方面:
·能耗很大,對管道的維護成本很高;
·安全性存疑,一旦出現(xiàn)問題則人命關(guān)天;
·Hyperloop的技術(shù)原理要求一條完全筆直的通道,考慮到復(fù)雜的現(xiàn)實路況,這幾乎不可能實現(xiàn);
·乘客在進出時,如何維護管道的氣壓,這既需要浪費很多的時間,也不適合做短距離的城際交通方式;
·抽真空以及建立磁懸浮需要巨額的成本,磁鐵的老化速度快于輪軌,維護成本高昂;
·在近聲速的速度中,如何保持乘客的舒適體驗。
盡管Hyperloop面臨理論上的問題重重,但所有專家的統(tǒng)一結(jié)論是——技術(shù)問題都可以解決,關(guān)鍵是解決問題花費的成本。此前歷史上所有磁懸浮高鐵都曾受困于無法解決高昂的成本。德國磁懸浮項目的停止運行,就是最典型的例子。
在馬斯克的白皮書中,他預(yù)計舊金山到洛杉磯的高鐵成本最低只有60億美元,平均每英里造價1150萬美元。
最近Hyperloop One流出的融資文件顯示,僅僅是舊金山灣區(qū)建造一條107英里長的超級高鐵線路,造價高達90億美元,平均每英里花費8400萬美元,是預(yù)估成本的8倍。
融資文件還顯示迪拜到阿布扎比全程93英里,行駛時間15分鐘,造價高達48億美元,平均每英里價格5200萬美元;赫爾辛基到斯德哥爾摩路線每英里成本高達6400萬美元。而連接莫斯科到符拉迪沃斯托克的平均成本為2200萬美元。建立Hyperloop最大的成本可能來源于土地成本,不同地方成本均不相同,但都高于白皮書中提到的成本。
2016年1月,HTT拿到在加州Quay Valley的土地建筑許可,并做了周圍的環(huán)境研究,原本打算建造一個5英里的示范測試工程,預(yù)期2018年完成測試,但如今卻進展不明?!澳壳斑@項工程比原計劃落后一點,現(xiàn)在還沒有截止時間?!盌irk回復(fù)《財經(jīng)》記者的疑問中說道。endprint
Dirk透露:“這個工程每英里的造價是2000萬-3000萬美元。如果你地址選的好,有可能預(yù)算會更低。”
此前,HTT已經(jīng)獲得三輪融資共計1億美元。若按每英里的建造成本在2000萬-3000萬美元推算,5英里的造價在1億美元至1.5億美元之間。一位熟悉Hyperloop的投資人猜測稱:“很有可能是缺錢了,開啟這輪測試他們需要迫切募集下一輪融資。”
Lloyd也曾經(jīng)在采訪中提到,Hyperloop One并不是超級高鐵的建造者,而只是扮演著產(chǎn)業(yè)推動者,標準制定、技術(shù)供應(yīng)方和工程咨詢方的角色。因此,它們并不需要在實際超級高鐵的建設(shè)中花費成本,相反會在這個過程中賺取技術(shù)解決方案和咨詢的費用,但需要經(jīng)費完成測試。
“科技普及最大的麻煩不是技術(shù),而是等待政府的工作框架與批準許可?!盌irk告訴《財經(jīng)》記者,“大多數(shù)政府對解決公共交通問題的創(chuàng)新都非常感興趣。很多鐵路都不怎么賺錢,大多依靠政府的補貼。即使不依靠政府的補貼,我們也可以有利潤?!?/p>
政府在解決交通問題時,也考慮的是最后實際的投入產(chǎn)出比。瑞典境內(nèi)曾經(jīng)建了一個厄勒海跨海大橋。雖然實際造價高達26億歐元,但因為這座大橋產(chǎn)生了77億歐元的收益,交通帶來的通勤人數(shù)上漲了6.5倍,工作職位多了7.6萬個,最終在十年內(nèi)回收了成本實現(xiàn)盈利。
高昂的造價也讓人擔(dān)心其成本是否會導(dǎo)致票價昂貴。這兩家主要的Hyperloop公司均將票價價格限定在25美元-30美元之間。
知乎上曾有人根據(jù)白皮書算過一筆賬,最終結(jié)論是在理想狀態(tài)下,Hyperloop的成本是中國高鐵的2倍。如果再根據(jù)投資計劃流出的實際成本高達理想狀態(tài)下的5倍。10倍的成本極可能導(dǎo)致Hyperloop計劃的流產(chǎn)。
一位創(chuàng)業(yè)公司CTO兼HTT專家Daneil Su告訴《財經(jīng)》記者:“加州政府根本沒錢,在加州建高鐵根本是不可能完成的任務(wù)?!币虼?,這些Hyperloop公司把市場放到了美國以外。
當問及Hyperloop哪一年會真的實現(xiàn)時,Dirk稱HTT最先落地的地點可能在法國的圖盧茲和迪拜至阿布扎比?!拔覀円呀?jīng)為此工作了四年,商業(yè)化以前還需要一年的時間生產(chǎn)制作,之后需要三年實現(xiàn)?!?/p>
Daniel稱:“這些公司不過是在沙漠里做迷你玩具車而已,一個殺手是不會用沙漠的沙做減速的?!边@是在暗諷Hyperloop One在沙漠測試中使用沙子做阻力以幫助測試車停車,而HTT去年宣傳今年會完成測試的5英里項目至今還沒有下文。
9月中,Hyperloop One發(fā)起了一項新的全球競賽。讓參賽者提供最優(yōu)的Hyperloop路徑規(guī)劃,并在網(wǎng)頁上展出了所有獲勝路徑。最后,這些Hyperloop公司的終極目標是——找到成本最低的可行性線路并說服政府實現(xiàn)它。
一個更有趣的現(xiàn)象是,馬斯克在Space X總部地下挖了一條1.2公里長的隧道。8月底,Space X舉辦了一次面向世界各地的Hyperloop膠囊艙設(shè)計賽,來自德國的WARR代表隊在測試中時速達到324公里。就在一個月前,Hyperloop One在內(nèi)華達的測試時速為310公里。
單從速度來看,這支德國團隊的成果已經(jīng)超過了Hyperloop One近四年的研發(fā)速度。盡管速度是這場比賽的唯一衡量標準,但目前達到速度運用的成本價格還并不清楚。
在8月的最后一天,馬斯克發(fā)了一張照片,他把特斯拉和Space X的膠囊艙放在軌道中測試后發(fā)現(xiàn),最高運行速度達到355公里/小時,預(yù)計下次測試將達到500公里/小時,是現(xiàn)有測試中的最高速度。
北京交通大學(xué)運輸學(xué)院教授賈順平評價這次測試稱:“這些實驗是讓推進器瞬時達到很高的速度,但速度沒法持續(xù),很多問題都沒解決。前瞻性儲備的技術(shù),能在十幾年內(nèi)開展商業(yè)化運營就很不錯了。”
所有創(chuàng)新性技術(shù)都需要漫長的研究與商業(yè)化。此時,如果沒有新一輪融資進入,這些Hyperloop公司的實地技術(shù)測試恐怕都難以進行。
(實習(xí)生施暢對此文亦有貢獻)endprint