随着电动汽车停滞不前,转向更环保的卡车和公共汽车
本文最初发表于耶鲁大学360。
垃圾桶的叮当声可能还会一大早就把人们吵醒。但至少在加州的圣罗莎,轰鸣的柴油发动机将变得安静,取而代之的是静音的电动发动机。
计划今年夏天开始在这里行驶的电动垃圾车,可能没有特斯拉汽车公司(Tesla Motors)联合创始人、工程师伊恩·赖特(Ian Wright)帮助设计的运动型汽车那么有吸引力。但赖特,谁离开了高端电动汽车公司开始Wrightspeed这家为中、重型商用车生产电动传动系统的制造商正在开展一项运动,要求禁止使用排放大量碳的大型发动机。
莱特说:“我们现在的梦想是在五年内彻底淘汰垃圾卡车上讨厌、难闻、噪音大的柴油发动机。”
在当今这个高度活跃的世界,人口和物品的移动是地球上增长最快的以能源为基础的温室气体来源,一些预测称,随着发展中国家的工业化,到本世纪中叶,交通运输的排放几乎会翻倍。气候科学家和政策制定者说,用电动马达等替代品取代以石油为燃料的发动机,对于实现国际社会去年12月在巴黎制定的温室气体减排目标至关重要。
不过,尽管电动汽车的普及受到高价格、行驶里程有限、充电站不足以及来自廉价汽油的竞争等因素的阻碍,但在电池驱动的城市公交车、送货卡车、货运装载机和渡轮等应用领域,重型汽车正经历快速创新。专家们说,这些电动汽车可以在脱碳运输中发挥重要作用,并可以产生有利于电动汽车的技术,这是一个更大的——从碳排放的角度看,也是更重要的——市场。
Christopher Knittel,董事能源和环境政策研究中心麻省理工学院(Massachusetts Institute of Technology)的一名研究人员表示,重型电动机、电池和汽车技术的发展,可能有助于在未来几十年将商业和市政交通的碳排放量减少25%至50%。
科技市场分析公司IDTechEx的董事长Peter Harrop表示,工业部门可能比个人购车者更快地采用昂贵的新技术,因为成本可以摊销,节省燃料等好处将在整个设备行业成倍增加。Harrop表示,至少在未来五年之前,商用和工业电动汽车的销量将超过消费市场。
这些新发动机可以产生有利于电动汽车的技术,这是一个大得多的市场。
此外,为重型应用而开发的新技术也有可能提高电动汽车的行驶里程和性能。
莱特说:“我们正在降低组件成本,提高系统效率,我们有一个非常划算的架构。”“这一切都有助于将其用于更轻的车辆。”
电动商业交通工具并不是什么新鲜事。像叉车这样的小型电池驱动卡车已经在仓库里辛苦工作了几十年。电缆或轨道长期以来一直为有轨电车和火车提供动力。
但工业强度的电池和马达技术的出现,正在使公共交通从限制线路的线路中解放出来,使卡车能够在更长的距离上运载更重的货物。分析人士说,除个人汽车市场外,对排放影响最大的可能是公共交通的电气化。电池供电的大型城市公交车一次充电就可以行驶它们每天的全部路线(通常最高可达150英里)。中国在制造和出口电动巴士方面处于世界领先地位,同时也是电动巴士的最大用户,约有8万辆电动巴士在路上行驶,还有数千辆即将投入使用。仅上海就宣布了从2015年开始每年新增1400辆电动公交车的计划。
在美国和欧洲,电动公交车也在逐渐普及。在南加州的圣加布里埃尔谷、纳什维尔和圣安东尼奥等地,已有数十辆电动公交车开始运行。一些城市正考虑在未来几年内在全国范围内增加200多辆电动公交车。就连伦敦标志性的双层巴士也开始采用电动,前五种都是电动的今年春天投入使用。IDTechEx项目全球电动客车销售2017年将接近6万人,2025年将达到25万人。
这种新型电动驱动特别适合频繁停车的中重型车辆,它们也越来越多地用于短途货车、牵引式拖拉机和送货货车,其中联邦快递和联邦快递使用的800多辆电动卡车也在使用联合包裹。这项技术甚至正在向海上发展,包括混合动力拖船在洛杉矶港护送货船,和全电动渡轮它们已经开始在挪威的峡湾穿梭
然而,分析人士表示,作为限制全球变暖的一种手段,商业运输电气化并不能弥补消费市场的滞后。如今,轻型客车和卡车在运输过程中产生了大量的二氧化碳好用的买球外围app网站60% (PDF)在美国,雄心勃勃的气候目标,如奥巴马政府在去年年底之前让100万辆电动汽车上路的计划,一直未能实现。关于130万辆电动汽车现在全世界的汽车都在路上行驶,而且由于当前的廉价汽油泛滥,2015年新型电动汽车的销量实际上有所下降。
电动垃圾车的行驶里程可以增加一倍以上,排放量也可以减少68%。
尽管如此,占交通排放约四分之一的中、重型商用铁路车辆,仍是削减温室气体排放的一个重要目标。好用的买球外围app网站
莱特位于加州的公司正在瞄准在美国境内走走停停的卡车4至8班体重从7吨到15吨多不等。电动传动系统比标准发动机在低速下提供高扭矩,这最适合这些类型的车辆的工作要求。
Wrightspeed公司开发了一种在所有驱动轮上都采用再生制动的续程电动传动系统,这样垃圾卡车等车辆频繁的硬刹车就可以为电池充电。虽然该系统还包括一个仍需燃料的增程发电机,但作为标准柴油垃圾车的改进型安装的电动动力系统,使行驶里程增加了一倍以上,并减少了高达68%的排放。
莱特说:“我们用垃圾车,因为一辆卡车一年要燃烧14000加仑。”该公司还在为联邦快递(FedEx)生产电动送货卡车,并收到了其他各种应用的咨询,包括采矿卡车、火车和沿海巡逻艇。
他承认,对气候的总体好处受到了垃圾车等相当小的利基市场的限制。赖特说:“就个人而言,这很有意义。”“然而,全国只有15万辆垃圾车。”但赖特表示,他预计其中90%的公司将在五年内使用电动汽车。
工业发动机的新设计正在克服马力不足的问题,这是当今许多电动汽车司机的烦恼。科罗拉多州UQM技术该公司工程副总裁乔希•利(Josh Ley)表示,该公司最近开发了一种使用更轻材料的电动马达,以及一种控制内部磁体旋转的新工艺——增加的功率足以将一辆满载的巴士拖上陡峭的山坡。该公司为美国电动巴士制造商制造汽车Proterra,以及“超越道路”的应用,如拖船、游艇,甚至a破纪录的电动赛车飞机。
越来越多的,非电的东西开始变成电的。
哈罗普说,海洋运输是“电气化速度惊人”的领域之一。例如,大型集装箱船可以使用侧指向的电动螺旋桨靠岸,电动马达为各种各样的游船提供动力。电动马达目前无法提供全球电动汽车所需的持续动力近50000大型船舶虽然在海上航行,但它们在港口节省的燃料要少得多。
Harrop表示,“原本不用电的东西正逐渐开始用电。”他的公司估计,船舶用电市场的价值在5亿至10亿美元之间,将在10年内增至340亿美元。
但是,尽管技术发展速度很快,电动交通的近期前景对商用车辆和汽车来说都是喜忧参半的。好用的买球外围app网站航程限制、漫长的充电停机时间和笨重的电池使得电力驱动不适合飞机、大型牵引拖车和货船等长途运输。虽然电开车比汽油便宜mile-per-mile在美国,电池的高价继续使得电动汽车比传统汽车贵得多。增加产量可以降低制造成本,但如果不断增长的需求导致电池的基本成分出现短缺,也可能推高电池价格锂盐。
接下来的关键问题是,电力是由化石燃料还是太阳能和风能等可再生能源生产的。根据最新数据,总的来说,电网正在变得更加绿色国际能源机构报告该报告指出,2015年大约90%的新发电量来自可再生能源。就连中国自2011年以来也减少了超过10%的煤炭使用量。尽管如此,该国仍有近70%的电力来自煤炭。因此,虽然在电网相对清洁的地区,如欧洲大部分地区,电动汽车的排放量通常比传统汽车低得多,但在主要依靠煤炭发电的地区,情况却并非如此中国,印度和澳大利亚。
加州大学伯克利分校(University of California, Berkeley)的交通经济学家詹姆斯萨莱(James Sallee)说,“如果我们要通过电气化来实现运输系统的脱碳,那么好用的买球外围app网站就必须想办法彻底清洁电网。”
分析人士说,即使有了这些瓶颈,电动交通仍有望控制温室气体排放,垃圾车等不起眼的交通工具可能会起到带头作用。好用的买球外围app网站
“将碳从运输系统中整体去除的最佳方法是将这些类型的碳条从轻型、中型、重型、轨道好用的买球外围app网站等设备中去除,”Knittel说。“这里没有银弹,但有很多银弹。”