电动卡车是柴油卡车的终结者吗？
来源：中国数字科技馆
曾几何时，电动车又贵又难看，差点沦为业内的笑柄：除了极度热衷环保的“土豪”，几乎没人愿意多看它们一眼。在一些专家的努力下，如今的电动车终于迎来了翻身之日，不仅外观时髦靓丽极具吸引力，价格也变得日益亲民。趁着这股汽车革命的大好春风，电动车制造商又开始向重型车市场进军。
广泛共识
仅仅数年前，柴油发动机在重型车领域内的统治地位还是不可撼动的。而现在，人们关心的问题已变成了：柴油发动机还能“苟延残喘”多久;随着其被淘汰出局，温室气体排放能否快速降低，从而将全球变暖的势头遏制在一定范围之内。
在逐步淘汰内燃机汽车的问题上，人们已达成了广泛共识。一些国家甚至计划未来禁售汽油与柴油车辆。比如，挪威打算最早于2025年开始实施相关政策。
目前，道路运输一年可产生40亿吨左右二氧化碳，约占每年温室气体排放总量的六分之一。到2050年，这一数字可能增至现在的3倍，其中有40%来自卡车等重型货运车辆。为了减少这部分排放，电动卡车的研发刻不容缓。
续航里程
有一个重要的问题亟待解决：电动车辆行驶的里程越长，需要搭载的电池数量就越多，又大又笨重的电池将挤占大量的货运空间。
通常，柴油半挂式卡车加满一箱柴油，可以搭载20吨货物行驶约1400千米。据测算，一辆电动卡车要想行驶同样里程，需要配备25吨电池组，只能搭载4吨货物。
如果运输大量货物，那么电动卡车的实际行驶里程将大幅缩短。美国一家发动机制造商推出的一款电动重型卡车样车在搭载22吨货物的情况下，续航里程只有160千米，除非加载一个柴油发电机。2017年11月，美国一家公司推出了一款纯电动半挂式卡车。该公司宣称，这款卡车的运输能力为36吨(包括车身自重在内)，最高续航里程可达800千米。
该公司尚未公布这款电动卡车的售价，业内猜测很可能会是一个令人咋舌的天文数字。通常一辆柴油半挂式卡车的价格为12万美元，而一辆续航里程为500千米的电动卡车，单单电池组的价格可能就要20万美元。这也是许多人认为柴油卡车在短期内很难被取代的原因之一。
不过，也不是所有重型车辆的使用者都对续航里程有较高要求。德国一家商用车制造商推出的一款纯电动卡车可装载3吨货物，续航里程为100千米。一家包裹递送公司成为其首位客户。看来短途货运或许可成为电动卡车大显身手的舞台。
在美国，一种混合动力垃圾清运车也驶上了一些城镇的街头。它搭载有一个电力发动机、配套的电池组以及一个可由柴油或汽油驱动的发电机以延长车辆的续航里程。
氢电方案
采用电力发动机的重型车辆有诸多优势，其中最吸引人的是其优异的节能性——每千米的行驶成本还不到柴油车的一半。此外，由于电力发动机的故障率低，使得电动车辆的后期保养成本也更低廉。
电动车的短板在于目前电池的价格仍然十分高昂，而且根据车辆的使用情况，数年后可能还需要更换电池。换言之，虽然电动车辆的后期保养成本几乎可以忽略不计，但前期的投入较高。
美国一家汽车公司表示，它有办法解决电动卡车续航里程短以及电池成本高的问题。这家公司研发以氢燃料电池为主要动力来源的电动半挂式卡车，据称续航里程可以达到1200千米。
这种氢电卡车并不会马上上市销售，而是以租借的方式提供给客户使用，费用按照行驶里程收取。该公司还计划建造与其产品相配套的氢燃料供应站。该公司目前已签订了总价65亿美元的订货合同，据称其未来10年的产品都已被预订一空。
这种氢电方案适用于那些在固定路线上频繁往返的卡车，但是相较于建造充电站，建造氢燃料供应站的成本要高得多，也困难得多，可能很难大范围推广。
未来可期
好消息是，随着电池技术的不断进步，纯电动卡车成为柴油卡车有力竞争者的日子并不会太遥远。有专家认为，只要能将现有电池的动力与质量比提高一倍，这一愿望就能实现。按照目前相关技术的发展速度，或许10年后就能达到目标。
美国一家公司则希望利用自动驾驶技术提升纯电动卡车的竞争力。该公司的电动半挂式卡车未来将具备自动跟车行驶功能。据测算，这一功能最高可节能15%，可提高卡车的载货量或延长电池的续航能力。
目前该公司推出的电动半挂式卡车只能实现部分自动驾驶功能，比如自动巡航。今后的全自动版本有望通过全程无人驾驶、风力与太阳能充电等功能进一步降低运行成本。这些技术对于提高电池的续航能力与使用寿命具有极为重要的意义。
为了更好地应对未来可能出现的复杂局面，一些发动机制造商也做了两手准备：在继续保持对柴油发动机投入力度的同时，积极开展电力发动机的合作研发。随着产能的扩大，未来电动车辆的价格或许会有大幅下降。
多管齐下
在从柴油车向电动车的转型过程中，尽管有诸多创新之举，短期内仍无法大幅降低温室气体排放量。以电动车辆转换的领头羊挪威为例，据预测，该国到2030年仍无法实现其道路运输减排预定目标。
其中一个重要原因是，由于与各国的经济发展息息相关，道路运输行业近年来始终保持着强劲的增长势头。只要经济发展的步伐不停歇，道路运输的总量就很难下降。这样一来想要有效减排，主要还得依靠提高道路运输的效率。
不过，此举也可能会带来某种反向效应，即效率的提高起初会有明显的节能效果，但之后会进一步促进能源的消耗，继而抵消之前的成果。比如，随着每千米道路运输成本的下降，最终可能导致货物的运输量变得越来越多。
即使用电力取代柴油也不能解决这一问题;而且，即便电动卡车最终获得市场认可，重型柴油卡车完全被淘汰出局可能仍需数十年的时间。据估计，虽然各类电动车辆发展势头迅猛，但到2040年，其所占的全球市场份额也只能达到三分之一左右。
此外，虽然电动车经常号称可以达到零排放，但实际上它们只能做到低排放。首先其生产制造过程会产生排放，其次车辆的电力供应也需要用到煤炭、石油等化石燃料。如果随着自动驾驶等技术的发展，道路运输总量持续增长，将可能部分甚至完全抵消电动车带来的节能效应。况且电动车辆本身也会产生一定的空气污染。
据测算，为了将全球气候变暖幅度控制在2℃以下，每年的减排量需要达到5%以上。要想达标，单靠汽车行业从柴油向电力的转型显然是远远不够的，更应该多想想其他方法以遏制道路运输的增长势头，比如收取高额碳排放税、鼓励铁路运输等。
文/陶 颖
本文来自《科学画报》