英國可持續(xù)道路貨運(yùn)中心(The Centre for Sustainable Road Freight)的發(fā)起人、英國皇家工程院院士、劍橋大學(xué)工程系教授David Cebon等人近日在該中心的一份白皮書中建議，可沿著英國7500公里的主要公路網(wǎng)建立架空接觸網(wǎng)為卡車充電。作者們認(rèn)為，這項(xiàng)被稱為電力道路系統(tǒng)(Electric Road System)的項(xiàng)目能夠比氫能更經(jīng)濟(jì)地讓長途貨運(yùn)部門脫碳，同時還能給遭受新冠疫情沖擊的政府增加財政收入。
根據(jù)英國商業(yè)、能源與工業(yè)戰(zhàn)略部在2019年發(fā)布的題為《1990-2017年英國溫室氣體排放量最終統(tǒng)計數(shù)據(jù)》報告，2017年，英國最大的溫室氣體排放行業(yè)是運(yùn)輸部門(27%)。在英國，公路運(yùn)輸在國內(nèi)貨運(yùn)(以噸公里為單位)中的占比接近80%。2019年7月，英國政府修訂《氣候變化法案》(2008年)，要求到2050年實(shí)現(xiàn)溫室氣體零排放，陸上貨運(yùn)零排放方案因此變得至關(guān)重要。盡管城市內(nèi)用于短途運(yùn)輸?shù)目ㄜ嚭拓涇囈呀?jīng)實(shí)現(xiàn)電動化，但目前鋰電子的能量密度仍難解決長途卡車運(yùn)輸?shù)奶寂欧艈栴}。
上述《白皮書》提出，電力道路系統(tǒng)可分為多種形式，架空接觸網(wǎng)是其中最成熟且性價比最高的技術(shù)，已有四個示范項(xiàng)目在德國和瑞典公路上運(yùn)行，意大利也將啟動試運(yùn)行。
接觸網(wǎng)供電在鐵路行業(yè)很常見，架空接觸網(wǎng)與車輛上攜帶的受電弓接觸后，為車輛供電。受電弓可以根據(jù)需要自動快速接通和斷開，全過程始終零尾氣排放。
德國版“電力高速公路”示范線運(yùn)行中。
本文圖片均來自英國可持續(xù)道路貨運(yùn)中心近日發(fā)布的《Decarbonising the UK’s Long-Haul Road Freight at Minimum Economic Cost》白皮書
《白皮書》稱，這項(xiàng)“英國電力高速公路系統(tǒng)”須在英國的公路網(wǎng)絡(luò)建設(shè)必要基礎(chǔ)設(shè)施，建議通過四個階段來實(shí)現(xiàn)最終目標(biāo)。首先，在瑞典、德國和意大利的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)基礎(chǔ)上，啟動一個8000萬英鎊的試點(diǎn)項(xiàng)目，研究英國特有的政策、稅收和實(shí)施問題。建設(shè)全部網(wǎng)絡(luò)的總成本約為193億美元，電動高速公路系統(tǒng)預(yù)計2030年代末實(shí)現(xiàn)。屆時，英國公路貨運(yùn)電氣化的比例將非常高。
《白皮書》建議“英國電力高速公路系統(tǒng)”先建示范點(diǎn)，后分三步走
作者之一David Cebon認(rèn)為，未來與城市運(yùn)輸車輛的電池電氣化相結(jié)合后，這種“電動道路”網(wǎng)絡(luò)可以幾乎消除英國道路貨運(yùn)的碳排放。對車主而言，只需要攜帶一塊約等同于電動汽車大小的電池即可實(shí)現(xiàn)公路隨充。由于能源成本低，車主對電動受電弓車的投資可以在18個月內(nèi)收回，項(xiàng)目投資者的投資效益顯著，預(yù)計可在15年內(nèi)收回成本。
《白皮書》對長途貨運(yùn)低碳化發(fā)展的幾種技術(shù)路徑進(jìn)行了比較：讓車輛本身攜帶大型電池的確可以實(shí)現(xiàn)零廢氣排放，也有希望成為未來10年內(nèi)城市配送和垃圾收集的主導(dǎo)車輛，容易盡早廣泛部署，但該路線的弊端是大型電池增加了成本和重量，降低了車輛有效載荷能力，充電時間長、不適合長途運(yùn)輸;若采用炙手可熱的氫能，綠氫(用可再生電力電解水形成)和藍(lán)氫(天然氣裂解制備加碳封存)的低碳效應(yīng)明顯，不過能源轉(zhuǎn)換過程中的能量消耗非常大，且制氫和氫補(bǔ)給基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)需投入大量資金;生物燃料有清潔優(yōu)勢，但這種小眾解決方案意味著不可能廣泛部署;合成燃料可替代燃油，不過生產(chǎn)成本比氫能還要高。
《白皮書》認(rèn)為，電力道路系統(tǒng)能夠同時盡可能降低能源消耗和二氧化碳排放，這套系統(tǒng)的基礎(chǔ)設(shè)施還可以對5G、車聯(lián)網(wǎng)形成補(bǔ)充。缺點(diǎn)則在于靈活性有限及充電基礎(chǔ)設(shè)施的前期投資。
西門子公司提出的通過架空接觸網(wǎng)實(shí)現(xiàn)動態(tài)充電的混合動力車輛結(jié)構(gòu)
總體而言，作者們認(rèn)為，電力驅(qū)動所消耗的能量將少于氫燃料驅(qū)動。盡管氫氣具有更強(qiáng)的靈活性，但電解氫或蒸汽甲烷重整制氫都不是為重型貨車提供動力和整體經(jīng)濟(jì)提供動力的理想能源，這種途徑成本高企，意味著大量的政府補(bǔ)貼。
《白皮書》稱，與其他替代能源相比，電動道路系統(tǒng)還有一個主要優(yōu)勢，那就是可以對卡車使用的電力征稅：貨運(yùn)系統(tǒng)能源效率的提高將通過電力消費(fèi)稅、道路使用費(fèi)或其他形式的稅收，為政府收入創(chuàng)造大量的財政空間。在合理定價方案的前提下，收入將有可能超過目前對混合動力車征收的燃油稅。
公開資料顯示，英國可持續(xù)道路貨運(yùn)中心獲得了英國工程和物理科學(xué)研究委員會和工業(yè)聯(lián)盟的資助。該聯(lián)盟成員包括英國零售巨頭John Lewis、Tesco，知名郵遞和物流集團(tuán)DHL，英國物流公司W(wǎng)incanton，以及Volvo汽車、輪胎生產(chǎn)商Goodyear和Firestone等。
