澎湃新闻|英国研究机构提出“电动公路”为长途货运脱碳,成本低于氢能
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长途重型卡车既是化石燃料的主要消耗者 , 也是二氧化碳排放“大户” 。 长途货运零碳排的未来应该寄希望于氢能还是电气化?两派支持者长期以来各执一词 。
英国可持续道路货运中心(The Centre for Sustainable Road Freight)的发起人、英国皇家工程院院士、剑桥大学工程系教授David Cebon等人近日在该中心的一份白皮书中建议 , 可沿着英国7500公里的主要公路网建立架空接触网为卡车充电 。 作者们认为 , 这项被称为电力道路系统(Electric Road System)的项目能够比氢能更经济地让长途货运部门脱碳 , 同时还能给遭受新冠疫情冲击的政府增加财政收入 。
根据英国商业、能源与工业战略部在2019年发布的题为《1990-2017年英国温室气体排放量最终统计数据》报告 , 2017年 , 英国最大的温室气体排放行业是运输部门(27%) 。 在英国 , 公路运输在国内货运(以吨公里为单位)中的占比接近80% 。 2019年7月 , 英国政府修订《气候变化法案》(2008年) , 要求到2050年实现温室气体零排放 , 陆上货运零排放方案因此变得至关重要 。 尽管城市内用于短途运输的卡车和货车已经实现电动化 , 但目前锂电子的能量密度仍难解决长途卡车运输的碳排放问题 。
上述《白皮书》提出 , 电力道路系统可分为多种形式 , 架空接触网是其中最成熟且性价比最高的技术 , 已有四个示范项目在德国和瑞典公路上运行 , 意大利也将启动试运行 。
接触网供电在铁路行业很常见 , 架空接触网与车辆上携带的受电弓接触后 , 为车辆供电 。 受电弓可以根据需要自动快速接通和断开 , 全过程始终零尾气排放 。

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德国版“电力高速公路”示范线运行中 。 本文图片均来自英国可持续道路货运中心近日发布的《Decarbonising the UK’s Long-Haul Road Freight at Minimum Economic Cost》白皮书
《白皮书》称 , 这项“英国电力高速公路系统”须在英国的公路网络建设必要基础设施 , 建议通过四个阶段来实现最终目标 。 首先 , 在瑞典、德国和意大利的运行经验教训基础上 , 启动一个8000万英镑的试点项目 , 研究英国特有的政策、税收和实施问题 。 建设全部网络的总成本约为193亿美元 , 电动高速公路系统预计2030年代末实现 。 届时 , 英国公路货运电气化的比例将非常高 。

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《白皮书》建议“英国电力高速公路系统”先建示范点 , 后分三步走
作者之一David Cebon认为 , 未来与城市运输车辆的电池电气化相结合后 , 这种“电动道路”网络可以几乎消除英国道路货运的碳排放 。 对车主而言 , 只需要携带一块约等同于电动汽车大小的电池即可实现公路随充 。 由于能源成本低 , 车主对电动受电弓车的投资可以在18个月内收回 , 项目投资者的投资效益显著 , 预计可在15年内收回成本 。
《白皮书》对长途货运低碳化发展的几种技术路径进行了比较:让车辆本身携带大型电池的确可以实现零废气排放 , 也有希望成为未来10年内城市配送和垃圾收集的主导车辆 , 容易尽早广泛部署 , 但该路线的弊端是大型电池增加了成本和重量 , 降低了车辆有效载荷能力 , 充电时间长、不适合长途运输;若采用炙手可热的氢能 , 绿氢(用可再生电力电解水形成)和蓝氢(天然气裂解制备加碳封存)的低碳效应明显 , 不过能源转换过程中的能量消耗非常大 , 且制氢和氢补给基础设施的建设需投入大量资金;生物燃料有清洁优势 , 但这种小众解决方案意味着不可能广泛部署;合成燃料可替代燃油 , 不过生产成本比氢能还要高 。
《白皮书》认为 , 电力道路系统能够同时尽可能降低能源消耗和二氧化碳排放 , 这套系统的基础设施还可以对5G、车联网形成补充 。 缺点则在于灵活性有限及充电基础设施的前期投资 。
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