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电动货车很快就能在成本优势上超越柴油车

作者:和记编辑  时间:2021-03-08 20:41  来源:和记  人气:

   
  美国国会刚刚通过了十多年来最有意义的气候变化立法。然而,尽管意义重大,但遗憾的是,它忽略了公路货运,而这是减少气候污染、改善人类健康、促进国内新产业发展的最及时、最重要的机会之一。
 
   政府可以通过未来的立法来纠正这一问题,包括对生产、购买和充电基础设施的投资和政策支持,以实现向零排放电动货车的全国转型。
 
  不幸的是,尽管人们越来越认识到电池在为汽车、公共汽车和货车提供动力方面的重要作用,但对于远距离、重型(例如,要在两个加油站之间的行驶300英里以上)的纯电动货车,通常由化石燃料和内燃机行业的现有企业提供的错误信息所支撑。甚至一些清洁交通拥护者也没有完全理解由远程纯电动牵引式拖车来替代污染严重的柴油货车车队的可行性和吸引力。
 
   事实是,在有针对性的政策支持下,纯电动和燃料电池远程货车很快就能在成本优势上超越柴油车,同时为公众健康和气候带来巨大利益。
 
  事实上,电池与柴油的竞争正处于快速发展阶段,这一方面是因为电池成本的下降,另一方面是为了从如今廉价的零碳能源中获取廉价的电力。
 
  降低零碳氢燃料的成本是可能的,但更具挑战性,因为生产和分销链不具备电池那样的学习速度优势。如果我们真的认真对待应对气候变化问题,积极而严格的政策支持对于零排放技术取代柴油车队至关重要。
 
 
  不到五年前,气候学界几乎没有人相信远程货车可以在没有内燃机的情况下行驶。许多人所期望的最好结果是用生物燃料来替代化石燃料。
 
  少数人看到了无污染尾气的零排放货车未来的潜力,大多数人认为氢燃料电池是唯一可行的零排放技术,前提是我们可以大幅降低拥有、运营和方便地补充燃料的成本。
 
 
 但在制造商计划在2022年前推出的约25款远程零排放货车车型中,只有5款是燃料电池货车。其余的都是由锂离子电池供电。
 
  这是一个深刻的转变。不久以前,很少有人认为电池会变得足够便宜、足够轻、足够耐用,而且充电速度足够快,可以为远程货车提供动力。如今,电池越来越多地成为零排放道路运输的技术选择,包括中型和重型货车。
 
 
   那么,为什么还不采取更多措施鼓励使用货车呢?一些批评纯电动货车的人错误地声称,电池总是太重,而且充电速度永远不够快,无法成为远程货车零排放的可行解决方案。
 
   既得利益集团,比如石油和天然气行业的一些人,已经抓住这些虚假声明,在氢和电池的支持者之间挑拨离间,目的是制造混乱,减缓零排放转型的进程。
 
 让我们逐个检查一下这些说法,来理解为什么它们是错误的。
 
重量 
 
  北美货运效率委员会(NACFE)估计,在美国,几乎90%的最重货车平均每天行驶不到500英里。在500英里范围内,纯电动牵引式拖车将需要一个能够提供大约1.2兆瓦时能量的电池。虽然电池很重,但是与柴油货车相比,纯电动货车需要的组件要少几百个。
 
  根据劳伦斯伯克利国家实验室(LBNL)最近的一项研究,由于纯电动货车不需要发动机、油箱、多速变速器和大部分传动系统,所以1.2兆瓦时的纯电动货车的净重增加只有大约8000磅。因此,如果制造商只是简单地将一辆8万磅重的牵引式拖车改装成电池驱动的,而没有在空气动力学和轻量化方面进一步投资,最多将导致10%的有效载荷损失。
 
  10%的有效载荷损失是显著的,但还没有大到使远程货车无以为继——根据NACFE,超过80%的美国货车将不受这一重量损失的影响。但现实情况可能会更好。如果一辆货车设计成纯电动汽车,同时考虑到减重、空气动力学以及使用电池组来提高结构强度等问题,那么以目前的电池组能量密度计算,载重损失可降至3%。
 
  特斯拉首席执行官埃隆·马斯克(Elon Musk)最近接受采访时表示,他预计,一旦电池组能量密度达到每公斤300瓦时(仅比目前的行业平均水平提高15%),里程在500英里(或以上)的货车重量将与柴油货车持平。电池能量密度自2010年以来已经提高了300%。在接下来的几年中,15%的增长几乎是毫无疑问的。
 
 充电和设施升级
 
  一个持续存在的误区是,给大型货车充电需要几个小时,或者电力需求会给电网造成压力。通常隐含在这些主张中的是假定快速充电器不会超过250kw的输出。但要建造30分钟内提供500英里续航的充电站,并没有不可逾越的技术障碍。
 
  一个能够同时为多达5辆牵引式拖车快速充电的电站将产生大约10兆瓦的电力,这比通用电气的新型风力涡轮机产生的电力还要少。每年,世界各地都有数千个新的城市负荷中心(如医院)投入使用,需要超过10兆瓦的电力,但这些中心很少需要对电网进行重大升级。
 
   此外,货车充电站不需要建在城市中心,更适合建在配电中心或靠近高压输电线路的主要公路沿线,这进一步降低了成本。升级配电系统和建设货车充电网络当然不是小事,但对于提前规划的公用事业公司来说仍然是例行公事。简而言之,电动货车不会“破坏电网”。
 
  但请不要误解,世界范围的远程货运货车车队向零排放转型仍将是一个巨大的挑战。它将要求制定严格的车辆标准,以激励货车制造商生产和销售零排放货车,就像加州的先进清洁货车规定(Advanced Clean Truck rule)一样。
 
   这需要公共和私人部门在充电基础设施、制造业和培训方面持续投资,以创造新的就业机会。它将受益于有针对性的激励措施、对港口和城市的优惠准入以及其他措施,这些措施使零排放货车对所有用户具有经济吸引力。不幸的是,它将面临来自现有和落后的行业参与者的反对。
 
 但幸运的是,它不需要我们发明一种全新的技术。纯电动货车已经准备好了。

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