为什么电动汽车在澳大利亚货运车辆脱碳竞赛中击败了氢燃料

Josiah01 · 发表于 2024-7-7 16:18:36

　　交通运输是澳大利亚第三大且增长最快的排放源，占总排放源的 23%。如果不进行干预，预计到 2030 年，交通运输将成为主要排放源。
　　2022 年至 2023 年，运输排放量增加了 3.6%。占货运业主导的道路柴油排放量增加了 3.7%。
　　自 2014 年以来，澳大利亚柴油车辆（乘用车、轻型商用车、货运车和公交车）数量增长了 84%，而汽油车辆数量仅增长了 5%。乘用车占所有交通排放的 44% ，货运卡车占 23%。
　　减少排放最快的方法之一是将车辆电气化。对于汽车来说，这相对容易做到。对于卡车来说，挑战更大。
　　为了找出澳大利亚卡车脱碳的最佳方法，我们的研究评估了低排放卡车的生命周期排放量。我们重点研究了电动卡车和氢动力卡车。我们还比较了五种刚性卡车和三种铰接式卡车的性能与柴油卡车。
　　我们的结果表明，电动卡车是实现法规规定的减排目标日期之前实现公路货运脱碳的更好、更快的选择。在某些情况下，氢动力卡车的排放强度（每行驶一公里排放的温室气体量）是电动卡车的两到三倍。
　　为什么需要生命周期分析？
　　在快速实现公路货运脱碳的竞赛中，找到最有效、最具成本效益的技术至关重要。
　　电动卡车和氢动力卡车的尾气排放均为零。但是，我们必须考虑它们的整个生命周期才能评估整体碳足迹。两种卡车的生产、使用和回收阶段产生的排放量不同。
　　电动卡车使用直接从电源充电的电池。电源越清洁，排放量就越低。
　　氢动力卡车也有电池，虽然比电动卡车小，但主要依靠氢燃料电池产生驱动车轮的电力。
　　目前，全球约96%的氢气来自煤炭或天然气，这导致了大量排放。
　　氢气可以利用可再生能源来生产，通过电解水来提取氢气。但这涉及许多步骤，每个步骤都会产生能源损失。
　　氢燃料卡车还需要储氢罐和运输设备。这些设备复杂、昂贵，而且供应链中每一步都会损失能源。平均而言，氢燃料卡车仅能保留 38% 的能源来驱动车轮，而电池电动卡车则能保留约 80%。
　　这项研究关注的是什么？
　　我们分析了八种不同可再生能源组合和采用率情景下货运卡车的生命周期排放。
　　首先，生命周期分析考虑使用一次能源（化石燃料和可再生能源）的燃料和电力生产所产生的排放。
　　它还考虑了卡车制造过程中的排放。这一阶段包括提取原材料、加工、生产和卡车组装。
　　在运营阶段，我们考虑驾驶、维护和保养产生的排放。
　　最后，我们的分析评估了重新利用组件、回收材料和处置过程中产生的报废排放。
　　我们发现了什么？
　　我们采用了广泛使用的GREET生命周期分析模型，并适应澳大利亚的情况。
　　我们首先建立了一个基准情景模型。该模型反映了澳大利亚 2019 年的能源结构、卡车车队组成以及每种卡车类型的经过验证的行驶距离。
　　然后，我们模拟了八种不同的化石燃料和可再生能源能源组合情景。（点击此处了解详细信息。）
　　这些场景还包括柴油、电动和氢燃料卡车的不同组合。我们模拟了卡车采用率及其对排放的影响。
　　正如预期的那样，可再生能源高利用率和高采用率的情景将比其他情景产生更低的排放量。
　　在完全可再生情景下，即 50% 为电动卡车、30% 为氢动力卡车，货运排放量将下降 76%，从 2468 万吨降至 589 万吨。
　　在所有能源结构中含有化石燃料的情景下，氢燃料卡车的生命周期排放强度均高于电动卡车。在某些情况下，氢燃料卡车的排放量大约是电动卡车的三倍。
　　我们的研究结果强调了减少制造、维护和处置过程中排放的挑战。平均而言，电动卡车每公里排放 90 克，氢燃料卡车每公里排放 40 克。
　　如果我们不减少这些排放，它们最终会占到生命周期排放的很大一部分。例如，在 2033 年的能源结构情景中，它们将占到电动卡车排放量的 79%，占到氢燃料卡车排放量的 39%。
　　随着电池设计不断改进以利于回收，电池制造和处理过程中产生的排放量可能会下降。
　　行业是否已做好转型的准备？
　　我们还进行了一项在线调查，涉及 40 家小型、60 家中型和 30 家大型卡车运输组织。
　　约 47% 的参与者将他们对电动和氢动力卡车的了解评定为基础，42% 的参与者评定为中级，11% 的参与者评定为高级。
　　约 62% 的运营商表示他们有正式的脱碳战略。车队规模较大和/或从事长途货运的运营商更致力于脱碳。
　　130 名受访者中，只有 7 人愿意承担低排放卡车的较高购买成本。大多数人认为客户不愿意为绿色货运服务支付更多费用。他们认为高昂的前期购买成本、总拥有成本以及缺乏支持性基础设施是采用的障碍。
　　前方的路
　　为了克服这些障碍并加快向低排放卡车的转变，需要采取多种行业干预和政策。
　　全球对卡车制造业的投资将使更多合适的车型和各种尺寸的卡车更加实惠。更严格的排放标准、政府和行业对超快速充电站等基础设施的投资以及补贴等激励措施也将有所帮助。
　　另一个障碍是性能和成本的不确定性。独立试验、现场测试和知识共享将减少这种不确定性，并帮助运营商和决策者做出决策。
　　最后，我们的研究结果表明，车队脱碳本身并不是一项完全有效的减排策略。它需要成为整个运输行业减排整体方案的一部分。这包括通过重型车辆定价和征税等措施来管理需求，将公路货运转移到铁路，以及优化货运分配方式。
　　如果不采取这些措施，澳大利亚对化石燃料的依赖将会加深，实现减排目标将变得更加困难。

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