电动汽车转型解释:重塑劳动力市场

数以百万计的汽车、能源和矿业工作岗位将被创造出来……并摧毁了

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2022年5月20日,在德国北部埃姆登的生产基地,工人们在德国大众汽车公司ID 4电动汽车的装配线上工作。

去年,员工们在德国埃姆登的大众ID 4电动汽车装配线上工作。

大卫·赫克/法新社/盖蒂图片社

大规模向电动汽车转型所面临的最棘手的社会挑战之一,是如何应对政府的电动汽车转型政策将对各行各业数百万个就业岗位产生的影响。例如,拜登政府已经做到了骄傲地宣称转向电动汽车将成为新的高薪工作岗位的来源。拜登总统说,他的电动汽车政策将为美国汽车工业创造100万个新工作岗位。一百万年。”

总统's”模糊数学然而,正如美联社(Associated Press)所称的那样,该计划未能计算出奥巴马的政策将导致多少人失业。


就像美国2050年净零战略文件这本书解释了美国将如何在2050年实现温室气体净零排放。这本书有60页的篇幅,详细阐述了实现净零排放将带来的无数好处和新“高薪工作”的假设,但只有三句话专门讲述了实现净零排放将在未来30年带来的“艰难过渡”。

据估计,全球已有超过8万名汽车工人和类似数量的汽车供应链工人被裁员,以支持电动汽车的转型。

但工人们已经感受到了这种转变的影响。比如福特,最近减少3000名高薪员工和合同工,作为向电动汽车转型的首付款。福特首席执行官吉姆·法利就有在美国,裁员是必要的,因为“毫无疑问,福特在某些地方的职位太多了。我们有不再有用的技能,我们有需要改变的工作。”

电动汽车转型的解释

这是第九次系列文章探索当我们从内燃机汽车大规模转向电动汽车时必须解决的主要技术和社会挑战。在阅读每一篇文章时,读者应该牢记诺贝尔奖得主物理学家理查德·费曼的告诫:“对于一项成功的技术,现实必须优先于公共关系,因为大自然是不会被愚弄的。”

福特并非个例。Stellantis正在为美国员工提供一些高薪离职方案,以帮助其“转型为一家可持续发展的科技出行公司和低排放汽车的市场领导者”公司发言人表示.这家汽车制造商已经开始行动了空转的汽车厂,是未来关闭的警告以支付向电动汽车的过渡,并努力保持电动汽车的价格。

一些估计在美国,为了支持电动汽车的转型,已有超过8万名汽车工人和类似数量的汽车供应链工人在全球范围内被裁员。例如,据报道,戴姆勒(Daimler)和奥迪(Audi)就是如此消除2万个工作岗位,而汽车供应商博世将会裁掉1000名工人支持汽车电气化。

政策制定者宣扬其政策决策的好处,而忽视其不利方面,这并不奇怪。比如密歇根州州长格雷琴·惠特默,声称自她2019年上任以来,通过她在“移动和电气化的未来”方面的领导,该州增加了2.5万个新的汽车工作岗位。然而,更准确的数字是,由于内燃机(ICE)的工作岗位被削减,电动汽车的工作岗位转移到其他地方,净损失了1600个工作岗位。

了解向电动汽车和相关可再生能源的过渡将创造、改变或消除多少净工作岗位——以及在什么时间内——对于确定政府政策的影响以及是否需要修订至关重要。然而,准确的工作数字很难确定,这个过程可能会变得傻瓜的游戏如果不小心的话。

计算工作

在许多方面,最容易确定需要多少新的电动汽车相关工作。一个明显的例子涉及数百万辆电动汽车电池的制造。例如,能源部长詹妮弗·格兰霍姆所述美国“到2035年需要超过100个电池制造厂”来满足预计的电动汽车需求。目前有15家电池工厂正在进行还是将要进行五年内。

如果每个工厂雇用2000 ~ 3000名工人,那么将创造20 ~ 30万个与电池相关的新工作岗位,以及建设工厂所需的数万个工作岗位。对他们来说,欧洲委员会官员预测电动汽车将为27个欧盟国家带来主要的就业增长,到2025年,与电池相关的新就业岗位将多达400万个欧洲电池联盟

当然,电动汽车电池工厂越多,对原材料的需求也就越大。矿产市场分析公司基准估计到2035年,至少需要74座锂矿、55座钴矿、64座镍矿和97座石墨矿,以及54座新的合成石墨工厂,才能满足全球对电动汽车和可再生能源储能电池的需求。每个矿山和工厂都需要数百名工人来操作。

电动汽车对汽车制造业和供应商工作岗位的影响更难评估。电动汽车需要改组了工厂每一家都需要数千名员工。目前还不清楚有多少是新员工,而有多少是接受再培训的现有员工。比如宝马,索赔在向电动汽车转型的过程中,它不会裁员,但很可能会裁员仍然在裁员就像其他德国汽车制造商正在考虑的那样,通过重新培训和减员来实现。此外,考虑到电动汽车据说需要少30%的劳动力生产比ICE车辆,再加上更多的自动化这将用于他们的制造,许多装配线的工作可能会消失。

据估计,到2035年,至少需要74个锂矿、55个钴矿、64个镍矿和97个石墨矿,以及54个新的合成石墨工厂来满足电动汽车和可再生能源储能电池的需求。

此外,取消内燃机汽车所需的动力系统意味着汽车供应商领域所有与汽车零部件制造相关的工作岗位都将消失。的国会研究服务部(CRS)估计“在美国从事汽车零部件制造的近59万名员工中,大约四分之一——近15万人——生产内燃机动力系统的部件。”

汽车供应商的高端工程、计算机软件和系统工作是这样的也有风险因为汽车制造商正在转向美国将这些工作转移到内部.例如,大众汽车前首席执行官赫伯特·迪斯说,他预期到2030年,软件“将占我们开发成本的一半”。和其他汽车制造商一样,大众也希望控制这些成本。

最近的一项分析经济政策研究所(EPI)发现如果到2030年纯电动汽车销量达到50%,美国组装汽车的市场份额从目前的50%提高到60%,那么到2030年,美国汽车行业的就业机会将增加15万个。作为一个数据点,美国15家主要汽车制造商雇佣了大约38.8万名工人,根据美国汽车制造商政策委员会.包括供应商、经销商和服务中心等雇主在内,该行业的就业人数超过725万人,约占美国劳动力的5%。

然而,EPI承认,要实现这些目标,需要更多的政府政策干预。EPI指出,如果政府不进一步干预电动汽车市场,该行业可能会失去7.5万个工作岗位。

2022年4月11日,在伊利诺斯州Normal的Rivian电动汽车厂,工人们将一辆R1T卡车的车身放在装配线上。在伊利诺伊州Normal的Rivian电动车厂,工人们正在将一辆R1T卡车的车身放到装配线上。, 2022年4月11日。布莱恩·卡塞拉/芝加哥论坛报/论坛报新闻社/盖蒂图片社

一个波士顿咨询集团(BCG)分析欧洲汽车行业的研究机构预测,到2030年,随着电动汽车的引入,现有的汽车制造和供应商岗位将减少93万个,但将新增89.5万个工作岗位。因此,波士顿咨询集团表示,向电动汽车的过渡基本上将是一次净清洗。的欧洲汽车供应商协会然而,CLEPA的看法则更为悲观。它相信会有一个净亏损到2040年,汽车行业将有27.5万个工作岗位,其中大部分将在2030年至2035年之间减少。

目前还不清楚有多少现有工人能找到薪水相当的工作。

在日本,或者至少在丰田,也有人担心向电动汽车转型可能导致就业岗位流失。丰田汽车首席执行官丰田章男有所述仅仅转向纯电动汽车将“有可能失去日本汽车行业550万个工作岗位中的大部分”。然而,咨询集团的另一项研究表明阿瑟·d·小日本对这个数字表示怀疑。它估计在美国目前的68.6万个汽车零部件供应商岗位中,到2050年将减少8.4万个。

化石燃料对就业的影响

电动汽车显然也会对化石燃料和生物燃料行业的就业产生影响。同样,要确定电动汽车与可再生能源的转变有多大的直接影响是很难解决的。例如,深度研究研究通过普林斯顿大学安德林格能源与环境中心评估了美国为在2050年实现净零排放而采取的从保守到激进的不同政策方案。普林斯顿的分析估计到2030年,美国化石燃料能源领域的净工作岗位将从13.1万减少到21万。另一方面,该研究估计,到2030年,美国可能会创造77万7千到510万个与能源相关的新工作岗位。

其他工作也可能受到影响。加州估计3.2万名汽车修理工到2040年,仅在该州就会有数千人为家族企业工作,而他们将失去工作服务站和加油站全国各地也将面临风险。

也有担忧几十个州依靠化石燃料销售来资助学校、图书馆、医院和其他公共服务将无法替代这些资金,或者他们创造的就业机会。

加拿大联邦自然资源部长乔纳森·威尔金森另一方面,他认为,向电动汽车和可再生能源的过渡将“在全国每个地区创造大量高薪工作岗位和经济繁荣”,以至于没有足够的工人来填补这些岗位。

威尔金森告诉他在接受加拿大广播公司新闻采访时表示,“我多次公开表示,我不相信我们将面临的挑战是,有工人被取代,找不到其他高薪工作。”

“实际上,我很担心有这么多机会……我们将没有足够的工人来填补这些工作岗位。”

普林斯顿大学的一项研究估计,到2030年,美国可能会创造77万7千到510万个与能源相关的新工作岗位。

然而,所有这些数字都应该受到很大的怀疑。值得记住的是,即使电动汽车销量增加,即使在乐观的情况下,也可能仍会有3亿辆内燃机汽车在路上从2020年的2.8亿增长到2030年仅在美国。在那之后的20年或更长时间里,仍需要就业机会来支持数千万辆ICE汽车。一个研究显示,即使在2050年,全球销售的所有汽车中,仍有44%将使用内燃机,尽管可能使用生物燃料。

这并不是说,在大规模向电动汽车转型的过程中,多个行业的数万名工人不会面临巨大的个人和经济痛苦。不幸的是,很容易将这些数字视为抽象的统计数字,而不是生计受到破坏的实际个人。

虽然有一些考虑仅仅帮助那些即将失业的人是远远不够的。此外,政府再培训项目有着悠久的历史代价高昂的失败

最重要的是,没有人真正知道电动汽车转型会增加或减少多少工作岗位,也没有人知道转型的速度有多快。我们需要更好的统计数据。然而,电动汽车数量的增加以及它们在多个行业中日益加剧的工作颠覆性,确实指向了一个重要的需求:掌握新技能的工人。

对人才永不满足的需求

自2010年以来,全球政府在大力推广电动汽车和可再生能源方面的政策发生了迅速且基本上不可预见的转变,这使得相关行业缺乏实现转型所需的技术和管理技能。

例如,电动汽车电池行业种植从2015年的3个超级工厂,到目前全球正在建设或规划的超过285个超级工厂。不足为奇的是,这暴露了工人和管理人员之间的巨大技能差距,这种差距可能会持续数年,领先的电池制造商正在进行激烈的竞争人才争夺战.例如,韩国电池制造商就是如此大约3000名拥有研究生学位的新员工将从事电池研究和设计工作。为了填补其电池人才短缺,欧盟正着手再培训或提高技能到2025年将有80万工人。

通用汽车在一份投资者称该公司将把到2023年底在北美生产40万辆电动汽车的目标推迟到2024年年中。通用汽车首席执行官玛丽·巴拉表示,推迟的一个原因是,该公司在招聘和培训新员工方面花的时间“比预期的要长”俄亥俄州沃伦市的电池厂.另一个原因是:“电池组组装”问题需要纠正。

技能短缺正在冲击矿业能源,汽车行业特别是对于那些患有高血糖的工人工程而且数字的技能.即使是传统的工作,比如合格的电线工人,在美国也供不应求,影响即使是小型公用事业。约29,000名边裁需要在2023年之前录用包括技术人员、工厂/现场操作员和工程师在内的数以万计的人。

为了填补其电池人才短缺,欧盟正着手再培训或提高技能到2025年将有80万工人。

汽车行业正在花费数亿美元来提高员工的技能。比如福特(Ford)承诺未来五年在美国投资5.25亿美元,培训电动汽车技术人员。梅赛德斯-奔驰(Mercedes-Benz)表示将会如此投资到2030年,仅德国就将投入13亿欧元(14亿美元),对从生产到管理的所有员工进行汽车电气化和数字化培训。汽车供应商博世(Bosch)表示将会如此支出在已经投入10亿欧元的基础上,在未来五年内再投入10亿欧元,对员工进行电动汽车相关技术的再培训。

电动汽车电池初创公司SPARKZ将在西弗吉尼亚州的工厂满足工人的需求招聘和再培训下岗的煤矿工人。该公司表示,新工厂将雇佣至少350人,并可能增加到3000名工人。

与以前相比,煤矿工人将获得多少工资和福利,这将是一个值得关注的问题。如前所述,向电动汽车转型的一个争论点是,新工作是否真的像人们经常承诺的那样是“高薪的好工作”。传统上,化石燃料行业的工人不需要大学学位就能获得高额工资。虽然能源行业的就业收入普遍高于平均水平,但是国际能源机构数据还表明可再生能源工作岗位的薪酬低于化石燃料行业。

现在布拉德Markell先生该机构的执行董事劳联-产联产业劳工委员会,告诉一个国家科学院电动汽车研讨会“自2000年以来,汽车行业非监督生产工人的实际工资下降了20%。”工会有关汽车制造商和电池制造商将致力于进一步降低新电动汽车和电池工厂的工人工资和福利。



事实上,福特和通用正在兴建新工厂在肯塔基州和田纳西州等成本较低、争取工作权利的州,将有数千名非工会工人收入明显减少比他们的工会同行。斯巴鲁最近宣布它不会在美国建立电动汽车工厂,因为它在美国汽车工厂支付的工资无法与麦当劳竞争。UAW正在努力联合通用电池工厂就像在俄亥俄州洛兹敦的提高工人的工资和福利,与加入工会的汽车工人保持一致。

加剧这一趋势的是,汽车工人的工作岗位正在离开他们在密歇根州和俄亥俄州的传统工作地点电动汽车补贴死笼竞赛竞价大战在各州州长中数十亿美元的联邦援助拥有电动汽车和电池工厂,以及它们带来的工作岗位。田纳西州提供福特获得8.84亿美元的激励,以在肯塔基州落户提供2.5亿美元。北卡罗来纳州有提供向越南电动汽车初创企业提供12亿美元的激励VinFast而格鲁吉亚则提供了值得的激励措施18亿美元韩国公司现代而且15亿美元Rivian

密歇根州一直是中心在过去的一个世纪里,美国拥有11个组装厂,2200个汽车研究或设计设施,以及26个汽车制造商和供应商总部.然而,随着中西部地区电动汽车电池工厂的涌现,密歇根州发现汽车工业的重心正在转移。”电池带“汽车制造商喜欢将电动汽车工厂安置在他们的电池工厂附近,这意味着汽车行业不会成为就业岗位的创造者在密歇根州曾经是这样。

密歇根州对州外金融胡萝卜的回应是提供为了留在该州,福特和通用汽车将获得近20亿美元,还有数十亿美元的激励措施。这是否足以让汽车行业的工作岗位留在该州是不太可能的,而且是长期的影响对密歇根州经济和中产阶级就业的影响可能会很严重。

未来几年,有望有更多的州出台电动汽车激励措施。它们是否是个好主意则是有争议的.每一个被引入或保留的工作岗位都要花费数十万美元的补贴,而汽车制造商已经知道了这一点拿着钱跑吧.然而,各州仍然将它们视为很好的投资,至少会带来比现在更好的薪酬工作。

作为北卡罗莱纳州的商务部长米歇尔·贝克·桑德斯“汽车装配厂是经济增长的不可思议的引擎,因为它们在整个地区的经济中产生了积极的连锁反应。”

在本系列的下一篇探讨大规模过渡到电动汽车的文章中,我们将研究购买电动汽车时应该考虑的因素。

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基础电子学的内在美

O笔电路展示了无源组件的惊人复杂性

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垂直
高稳定性薄膜电阻器的照片,黄色字母为“MIS”。
所有照片由Eric Schlaepfer & Windell H. Oskay拍摄
蓝色的

Eric Schlaepfer是尝试在修理一个坏掉的测试设备时,他偶然发现了问题的原因——一个有问题的钽电容器。这个组件不知怎么就短路了,他想知道原因。于是他把它擦得锃亮,想看一看里面。他从未找到这段短片的来源,但他和他的合作者温德尔·h·奥斯卡(Windell H. Oskay)发现了更好的东西:电子设备中隐藏着一个令人惊叹的世界。接下来是一个又一个小时的抛光、清洁和摄影,结果是开路:电子元件的内在美(No Starch Press, 2022),摘录如下。正如作者所写的,关于这些组件的一切都是为了满足特定的技术需求而故意设计的,但这种设计导致了“意外之美:你从未期望看到的事物的涌现美学。”

从一本书,跨越广阔的电子世界,我们在什么亚博真人yabo.at令人惊讶的是,我们不花太多时间去思考的东西的内部是被动组件。晶体管、led和其他半导体可能是它们发挥作用的地方,但电阻器、电容器和电感器的简单物理也有它们自己的辉煌。

高稳定性薄膜电阻

高稳定性薄膜电阻器的照片,黄色字母为“MIS”。

所有照片由Eric Schlaepfer & Windell H. Oskay拍摄

这种高稳定性的薄膜电阻器直径约为4毫米,其制作方法与廉价的碳薄膜电阻器非常相似,但精度极高。在陶瓷棒上涂上一层薄薄的电阻膜(薄金属、金属氧化物或碳),然后在薄膜上加工出一个完全均匀的螺旋槽。

电阻器没有涂上环氧树脂,而是密封在一个有光泽的小玻璃信封里。这使得电阻更加坚固,非常适合精密参考仪器等特殊情况,其中电阻的长期稳定性至关重要。与环氧树脂等标准涂层相比,玻璃外壳能更好地隔离水分和其他环境变化。

15转微调电位器

一张蓝筹股的照片
电路板上蓝筹股的照片。

调整螺丝旋转15圈才能将一个15圈的微调电位器从电阻范围的一端移到另一端。需要用精细分辨率控制进行调整的电路使用这种类型的微调锅,而不是单圈品种。

这个微调器的电阻元件是一条金属陶瓷——陶瓷和金属的复合材料——丝印在白色陶瓷衬底上。丝网印刷的金属将每一端的带材连接到连接线上。这是一个扁平的,线性的马蹄形电阻元件在单圈修剪。

转动调节螺丝使塑料滑块沿着轨道移动。雨刷是一个弹簧手指,一个弹簧加载的金属触点,连接到滑块上。它使金属条与电阻膜条上选定的点接触。

陶瓷圆盘电容器

一个陶瓷圆盘电容器的剖面图
陶瓷圆盘电容器的照片

电容器是以静电的形式储存能量的基本电子元件。它们被用在无数方面,包括大容量能量存储,平滑电子信号,以及作为计算机存储单元。最简单的电容器由两块平行的金属板组成,它们之间有间隙,但电容器可以有多种形式,只要有两个导电表面,称为电极,由绝缘体隔开。

陶瓷圆盘电容器是一种低成本的电容器,经常在电器和玩具中发现。它的绝缘体是一个陶瓷圆盘,它的两个平行板是极薄的金属涂层,蒸发或溅射到圆盘的外表面。连接线使用焊料连接,整个组件浸在多孔涂层材料中,这种材料干燥坚硬,可以保护电容器不受损坏。

薄膜电容器

电容器切割后的图像
绿色电容器的照片。

薄膜电容器经常出现在高质量的音频设备中,如耳机放大器、唱机、图形均衡器和无线电调谐器。它们的主要特点是电介质材料是塑料薄膜,如聚酯或聚丙烯。

这种薄膜电容器的金属电极真空沉积在长条形塑料薄膜表面。在引线连接后,薄膜被卷起并浸入环氧树脂中,将组件粘合在一起。然后,将完成的组件浸在坚硬的外层涂层中,并标记其价值。

其他类型的薄膜电容器是由金属化塑料薄膜的平层堆叠而成,而不是将薄膜层卷起来。

浸钽电容器

一个浸入钽电容器的剖面图的照片

电容器的核心是一个多孔的钽金属小球。该颗粒由钽粉烧结制成,或在高温下压缩成致密的海绵状固体。

就像厨房里的海绵一样,所产生的颗粒具有单位体积的高表面积。然后对颗粒进行阳极氧化,形成具有同样高表面积的绝缘氧化层。这一过程将大量电容封装到一个紧凑的器件中,采用海绵状几何结构,而不是大多数其他电容器使用的堆叠或滚动层。

该器件的正极或阳极直接连接到钽金属上。负极或阴极是由一层薄薄的导电二氧化锰涂层形成的。

轴向电感器

轴向感应器的剖面图
一组剪断电线的照片

电感器是以磁场的形式储存能量的基本电子元件。例如,它们被用于某些类型的电源中,通过交替存储和释放能量来在电压之间转换。这种节能设计有助于最大限度地延长手机和其他便携式电子产品的电池寿命。

电感器通常由一圈绝缘电线包裹在铁芯或铁氧体(一种充满氧化铁的陶瓷)等磁性材料上组成。在磁芯周围流动的电流会产生一个磁场,这个磁场就像电流的飞轮,在电流流过电感器时平滑电流的变化。

这种轴向电感有许多圈的清漆铜线绕铁氧体形式和焊接到铜引线在其两端。它有几层保护:绕组上的透明清漆,焊点周围的浅绿色涂层,以及醒目的绿色外层涂层,以保护整个组件,并为表示其电感值的彩色条纹提供表面。

电源变压器

一组剪断电线的照片
电路板上黄色元件的照片。

这种变压器有多组绕组,用于电源,从一个交流输入(如墙壁插座)产生多个输出交流电压。

靠近中心的小导线是磁铁线的“高阻抗”匝。这些绕组的电压较高,但电流较低。它们被几层胶带、铜箔静电屏蔽和更多胶带保护着。

外层的“低阻抗”绕组采用较厚的绝缘电线和较少的匝数。它们能处理较低的电压但较高的电流。

所有的线圈都缠绕在一个黑色的塑料筒子上。两块铁氧体陶瓷粘在一起,形成变压器中心的磁芯。

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