电动汽车停滞不前,卡车和公共汽车转向绿色环保

低油价和持续的性能问题减缓了电动汽车销售的增长。但这并没有阻碍大型车辆电动化的进展,这些车辆包括垃圾车、城市公交车和联邦快递(FedEx)等货运巨头使用的中型卡车。

垃圾桶的叮当声可能还是会把人们一大早吵醒。但至少在加州圣罗莎,轰鸣的柴油发动机将被无声的电动发动机取代。

伊恩·赖特
特斯拉汽车公司的联合创始人伊恩·赖特现在正致力于商用汽车的电动化。WRIGHTSPEED

计划于今年夏天开始在那里行驶的电动垃圾车可能没有工程师伊恩·赖特(Ian Wright)作为特斯拉汽车(Tesla Motors)联合创始人帮助设计的运动型汽车那么吸引人。但赖特离开了这家高端电动汽车公司,开始创业Wrightspeed这家为中型和重型商用车提供电力动力系统的制造商正在开展一项运动,要求在道路上禁用排放二氧化碳的大型发动机。

赖特说:“现在的梦想是在五年内彻底消除垃圾车上恶心、难闻、噪音大的柴油发动机。”

在当今这个高度活跃的世界,移动的人和物是这个星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,交通运输的排放量到本世纪中叶可能会翻一番。气候科学家和政策制定者说,用电动机等替代燃料取代石油发动机对实现国际社会去年12月在巴黎制定的温室气体减排目标至关重要。

但是,尽管电动汽车的普及受到价格高、行驶里程有限、缺乏充电站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、运输卡车、货运装载机和渡轮等应用领域,重型汽车正在经历快速的创新。专家们说,这些电动汽车可以在脱碳运输中发挥重要作用,并可能衍生出有利于电动汽车的技术,这是一个更大的市场,从碳的角度来看,也更重要。

克里斯托弗·Knittel能源与环境政策研究中心他说,在未来几十年里,更重型的电动机、电池和汽车技术的发展可能有助于将商业和市政交通的碳排放量减少25%到50%。

这些新发动机可以衍生出有利于电动汽车的技术,这是一个更大的市场。

科技市场分析公司IDTechEx的董事长哈罗普(Peter Harrop)说,工业部门采用昂贵的新技术的速度可能比个人购车者更快,因为成本可以摊销,而节省燃料等好处将在不同的设备车队中成倍增加。Harrop称,至少到2015年之前,商业和工业电动汽车的销量将超过消费市场。

此外,为重型汽车开发的新技术也有可能提高电动汽车的续航里程和性能。

赖特说:“我们正在降低组件成本,提高系统效率,我们拥有一个非常划算的架构。”“这些都有助于将其应用到更轻的车辆上。”

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。长期以来,电力电缆或铁轨一直为有轨电车和火车提供动力。

但工业强度的电池和电机技术的出现,正在把公共交通从限制线路的电线中解放出来,使卡车能够载重更长的距离。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电气化。大型的电池驱动的城市公交车现在一次充电就可以走完它们的整个日常路线(一般约150英里)。中国是全球电动公交车制造和出口的领导者,也是最大的电动公交车用户,目前大约有8万辆在路上行驶,未来还会有数千辆。仅上海就宣布了从2015年开始每年增加1400辆电动公交车的计划。


Wrightspeed动力系统
Wrightspeed公司的新型电动动力系统可以作为标准柴油垃圾车的改装安装,行驶里程翻倍,排放降低68%。JOSH HITTLEMAN

电动公交车在美国和欧洲也开始普及。数十辆电动巴士已经在南加州的圣加布里埃尔谷、纳什维尔和圣安东尼奥等地投入使用,一些城市正在考虑在未来几年在全国范围内增加200多辆电动巴士。就连伦敦标志性的双层巴士也要用上电了,前五辆是今年春天投入使用。IDTechEx项目全球电动客车销售2017年将接近6万,到2025年将超过25万。

这种新型的电力驱动装置特别适用于经常停车的中型和重型车辆,它们正在短途货运卡车、牵引车和货车中得到应用,其中包括800多辆电动卡车联邦快递联合包裹。这项技术甚至正在走向海洋,包括混合动力拖船在洛杉矶港护送货船,还有全电动渡轮它们刚刚开始在挪威峡湾出没

然而,分析人士说,作为限制全球变暖的一种手段,商用交通电气化无法弥补消费市场的滞后。轻型轿车和卡车产生了大部分的二氧化碳排放的运输-在今天-周围60%奥巴马政府计划到去年年底让100万辆电动汽车在美国上路,这些雄心勃勃的气候目标一直未能实现。

电动垃圾车可以行驶两倍多的里程,减少68%的排放。

关于130万电动汽车如今在世界各地的道路上,由于目前廉价汽油泛滥,新型电动汽车的销量在2015年实际上下降了。

尽管如此,占运输总量四分之一左右的中、重型商业车辆仍然是削减温室气体排放的重要目标。

莱特的公司总部位于加州,目标是进进出出的卡车4至8班从7吨左右到15吨以上。电动动力系统在低速时提供高扭矩方面优于标准发动机,这最适合这些类型的车辆的工作要求。

Wrightspeed公司开发了一种扩展范围的电动动力系统,所有驱动轮都采用了再生制动,这样一来,像垃圾车这样的车辆就可以频繁地硬停车来保持电池充电。虽然该系统还包括一个仍需要燃料的延伸发电机,但作为标准柴油垃圾车的改装而安装的电力动力系统,可以使行驶里程增加一倍多,并减少68%的排放。


伦敦电动公共汽车

本月早些时候,伦敦推出了第一辆电动双层巴士。比亚迪

“我们做垃圾车是因为一辆垃圾车每年要燃烧14000加仑,”赖特说。该公司还为联邦快递(FedEx)生产电动送货卡车,并已询问了其他各种应用,包括采矿卡车、火车和沿海巡逻艇。

他承认,总体的气候效益受到了垃圾车等相对较小的利基市场的限制。赖特说:“就个人而言,这是非常有意义的。”“然而,全国只有15万辆垃圾车。”尽管如此,赖特表示,他预计在五年内,90%的汽车将使用电力驱动。

工业电机的新设计正在克服目前困扰许多电动汽车司机的马力不足问题。科罗拉多州UQM技术据该公司工程副总裁乔希·利(Josh Ley)介绍,该公司最近开发了一种采用更轻材料和一种新工艺来控制使其旋转的内部磁铁,从而提供足够的动力,把一辆满载的公交车拖上陡峭的山坡。该公司为美国电动巴士制造商制造发动机Proterra,以及“超越道路”应用程序,如拖船,游艇,甚至一个创纪录的电动赛车飞机

Harrop说,海洋运输是“以惊人的速度电气化”的领域之一。例如,大型集装箱船可以使用侧边指向的电动螺旋桨停靠码头,电动马达为各种游船提供动力。

一位高管表示,海洋运输领域正“以惊人的速度实现电气化”。

电动机目前还不能提供全球机队所需的持续动力近50000大型船舶在海上,但他们可以提供许多较小的节省燃料的收益在港口。

Harrop说:“以前不需要电力的东西正在逐渐变成电力。”他的公司估计电力海运市场目前的价值在5亿到10亿美元之间,10年内将增长到340亿美元。

不过,尽管技术在快速发展,但商用车和汽车的电动交通近期前景依然喜忧参半。里程限制、漫长的充电停机时间和笨重的电池使得电力驱动不适合长途运输,如飞机、大型钻机牵引拖车和货船。虽然用电开车比用汽油便宜mile-per-mile在美国,电池的高价继续使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诸如锂盐

此外,还有一个关键问题,即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。据最新报道,总的来说,电网正在变得更加环保国际能源机构报告该公司称,2015年约90%的新电力生产来自可再生能源。自2011年以来,就连中国的煤炭使用量也减少了10%以上。尽管如此,该国近70%的电力来自煤炭。因此,虽然在欧洲大部分地区,电动汽车的排放通常比传统汽车要低得多,但在仍主要依靠煤炭发电的地区,情况并非如此中国、印度和澳大利亚。

加州大学伯克利分校的运输经济学家James Sallee说:“如果我们要通过电气化来降低运输系统的碳含量,那么你就必须想出如何在实质上清洁电网的办法。”

分析人士说,即使有了这些瓶颈,电动交通仍然有希望控制温室气体排放,而像垃圾车这样不起眼的车辆可以起到带头作用。

Knittel说:“将碳从整个运输系统中去除的最好方法是将这些薄片从轻型、中型、重型、铁路等运输系统中去除。”“这里没有银弹,但有很多银弹。”