氫燃料電池vs鋰電子電池,零排放貨運卡車的未來會如何選擇

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設計

/ 師玉超

/ 華爾街日報 作者:William Boston

人們的生活、工作、娛樂方式,隨著日新月異的創意構思和科技發展也在不斷的改變。今天,我們來聊一聊貨運交通。

德國萊茵河畔沃爾特鎮,戴姆勒卡車公司的車輛軟體開發人員費利克斯·考夫曼(Felix Kauffmann)抓住梯子上的最高一階,把自己吊到駕駛室裡,啟動了40噸鑽機的馬達。

沒有喘息聲或咳嗽聲,沒有柴油點燃時的微小爆炸聲,也沒有黑色煙塵從煙囪中噴出;不需要等待鑽機充電,也不需要拔掉充電站的電線。考夫曼先生按下了啟動按鈕,電動馬達開始旋轉,在不到一分鐘的時間裡,機器就以55英里/小時的速度開始行駛。而它是從氫燃料電池組中獲取動力。

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氫燃料電池vs鋰電子電池

交通行業未來十年最大的挑戰之一,是使這個世界上所有的公路貨運向環保減碳轉型。戴姆勒給出了自己的答案:GenH2 Truck,氫燃料電池卡車的雛形。

在運輸業,似乎所有人已經達成了一個共識,那就是未來的卡車運輸也一定是電動化的。因為監管部門施加壓力,要減少運輸業的排放。隨著可能取代今天的柴油機的車輛原型開始推出,一個新的技術對決正在出現:氫燃料電池vs鋰電子電池。

像柴油罐一樣,氫氣罐可以快速填充,最大限度地減少離開道路的時間。然而,氫氣的製造需要更多的能源,我們目前也並沒有完善的生產、運輸、加註供應鏈;鋰電子電池相對便宜,而且充電基礎設施更廣泛,並且能夠快速推出,但很重,且使用量程仍然有限。

一些卡車製造商,如戴姆勒公司、豐田汽車公司、沃爾沃公司和其他公司正在打賭,長途卡車運輸的未來是否是由氫氣驅動的燃料電池發動機。戴姆勒和沃爾沃經營著一家生產燃料電池的合資企業。

但其他公司,如大眾汽車公司的卡車部門Traton SE(擁有斯堪尼亞(Scania)、曼恩(MAN)和納威司達(Navistar)等品牌),正把籌碼放在鋰電子電池上,認為在未來10年,電池技術將取得巨大進步,成為從貨運車到大功率半掛車的首選動力系統。斯堪尼亞在幾年內將推出一種電池電動卡車,可以拉動40噸貨物達到4個半小時,並在45分鐘內快速充電。

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哪種技術更好?

“目前無法做出明確的判斷,哪種技術更好。我們可以在未來三五年內進一步觀察。”——潘世奇卡車租賃公司總裁阿特·瓦雷利(Art Vallely)

這種討論讓人想起了過去的一些技術爭鬥,比如在影片領域爭奪主導地位的的Betamax和VHS,索尼公司的Betamax被公認是卓越的技術,但卻輸給了更便宜、更容易使用的對手。

即使氫氣最終成為更好的技術,但如果它的開發時間過長,趕不上鋰電子電池的不斷改進,它最終可能難以開拓市場。因為雖然鋰離子電池一直在改進也無法做到完美,但已經足夠使用。

研究機構IHS Markit的汽車分析師斯蒂芬妮·布林利(Stephanie Brinley)說:“現在,我們正處於需要探索這兩種解決方案的階段。然而,20年來,氫氣一直是‘下一個主人公’。搞不好它永遠都只是停滯在探索階段,一直只是‘下一個’。”

擁有超過35萬輛商用卡車的潘世奇卡車租賃公司總裁阿特·瓦雷利(Art Vallely)認為,該行業目前正處於測試階段。卡車公司在過去幾年中一直在測試電池電動汽車的短途運輸情況,但還沒能測試燃料電池卡車,畢竟現在才出來一個雛形。

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工作原理

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“目前無法做出明確的判斷,哪種技術更好。我們可以在未來三五年內進一步觀察。”他說,這兩種技術都有優點和缺點,包括它們自己的基礎設施要求。

電動卡車的電池,就像乘用車一樣,需要定期插電和充電,儲存在電池中的能量為電動馬達提供動力。在過去的十年裡,鋰離子電池已經有了巨大的改進,但它們在一次充電後的續航能力仍然有限,而且給電池充電仍然需要很長的時間。快速充電站也是少之又少。

但是,現在已經有了中、重型和輕型的電動運輸卡車,這讓鋰離子電池佔據了領先地位。

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基礎設施

氫燃料電池的氫氣就像柴油一樣儲存在罐子裡,透過氫氣和氧氣之間的化學反應來產生電力。氫氣罐可以被重新填充,就像今天的汽車和卡車在加油站加油一樣。但目前,在美國和歐洲只有少量氫氣加註站,並沒有大規模佈局。

分析人士說,現在生產氫是一個能源密集型的過程,它抵消了零排放汽車對氣候產生的益處。這就是為什麼汽車製造商在關注“綠色氫氣”,即利用水力發電或太陽能等可再生能源生產氫氣。

美國商用車集團IHS Markit的高階研究分析師格雷格•熱內特(Greg Genette)表示,在最大的半拖車卡車中,燃料電池的使用將落後於電池電動卡車長達10年。到2030年,電池電動卡車將佔美國新卡車銷量的14%左右,而燃料電池汽車的這一比例僅為1%。

戴姆勒表示,它將在2023年向客戶提供車輛進行測試。但要建設所需的足夠的基礎設施,政府、氫氣生產商等相關部門則要花費多年時間。

卡車製造商和能源公司正開始投資此領域。10月,戴姆勒和能源集團BP PLC表示,他們將共同建設氫氣基礎設施,包括到2030年在英國建立25個加氫站。

戴姆勒卡車公司執行長馬丁·道姆(Martin Daum)說:“最終,缺少的將不是產品,而是基礎設施。”

此外,氫氣的成本也令人望而卻步,儘管押注於此的製造商說價格將在未來幾年內下降。戴姆勒表示,為了使燃料電池卡車具有競爭力,每公斤綠色氫氣的價格必須從現在的8歐元左右降到4歐元左右。

圖源: SLASHGEAR▼

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共同佔據未來市場?

道姆先生相信,一旦所有的條件都成熟,燃料電池卡車將成為長途卡車的更好選擇,因為它們操作起來更方便,而且加註氫氣所需時間更短,執行時間更長。

Traton SE的自動駕駛戰略主管安德烈亞斯·卡梅爾(Andreas Kammel)很顯然站在鋰離子電池這一邊,認為它們的持續改進可能比氫氣更領先一步,並將在2020年代中期實現與柴油的成本平價,比氫氣早10年。

他說:“鋰離子電池有很大的優勢,而且這種優勢將一直存在,最終會贏。”

另外有一些車隊經營者認為,這兩種技術都會被廣泛使用,可以用於不同的需求。

總部位於威斯康星州的施耐德卡車公司正準備明年在南加州部署50輛Freightliner eCascadia電池電動半掛卡車,用於聯運線路,即從船上接載集裝箱進行下一步運輸的卡車。

雖然氫氣在發展上落後於電池技術,但該公司的執行副總裁兼首席行政官羅布·賴希(Rob Reich)說,除非電池有明顯的改進,否則最終會是氫燃料電池在500英里以上的長途路線發揮更好的作用。

他說:“從我們目前看到的情況來看,電池電動卡車長期以來的續航能力有限,在短途和區域性的運輸應用中較為適合。燃料電池卡車則在中長途運輸中會是一個更好的零排放解決方案。”

被問及市場會這樣發展嗎?他覺得不能直接下定論。“‘確信’這個詞可能太強烈了。我們今年在一輛電池電動卡車上有過很好的體驗。我們將抓住機會,在明年或後年再測試一輛燃料電池卡車。”

戴姆勒電動卡車▼

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