脱碳越野车:实现净零排放的新挑战和新机遇

包括汽车、公共汽车和卡车在内的道路交通的脱碳工作正在顺利进行,电动交通工具不仅可以广泛使用,而且触手可及占乘用车总销量的9%在2021年。

交通运输的另一个部门在电气化方面远远落后,随着上路车辆排放量的下降,它将在排放蛋糕中占据更大的份额。该部门是用于建筑、采矿、农业和港口的越野车、设备和机械。

越野车和设备是造成污染的主要原因,在美国,越野车和设备排放的细颗粒物(PM)占总排放量的四分之三,氮氧化物(NOx)占总排放量的一分之一,在欧洲,越野车和设备排放的PM占总排放量的四分之一,氮氧化物占总排放量的15%。

越野车和设备的排放标准和在使用中的遵从性落后于重型公路卡车和客车,而且越野车的减排与公路车辆的减排存在一些关键差异:

  1. 越野车和设备的尺寸、重量和功能各不相同,其特点是体积小、分散,通过规模经济降低成本,满足所需功能。
  2. 由于港口和建筑工地通常位于城市中心和弱势社区附近,因此,与二氧化碳排放相比,非公路行业(尤其是港口和建筑工地)对空气质量和污染问题更为敏感。现有的排放法规针对的是PM和NOx的排放,而不是二氧化碳。
  3. 由于低排放和零排放设备的成本较高,对大多数行业缺乏监管,以及基础设施的挑战,对越野领域创新的需求很低。

农业

以拖拉机为主的低排放和零排放农业设备正处于非常早期的部署阶段。约翰迪尔(John Deere)和爱科(Agco)等现有设备制造商近年来推出了电动拖拉机,Solectrac和君主拖拉机等电动拖拉机初创公司也出现了。拥有注重可持续发展品牌的业余农场和小型商业农场,以及愿意为绿色生产的产品支付溢价的具有可持续发展意识的消费者,推动了对电动设备的需求。由于电动拖拉机的前期成本较高,大型商业农场将需要法规和/或补贴来刺激需求。

除了拖拉机本身较高的采购成本外,充电基础设施也是部署电动设备的主要障碍之一。农场一般不用电量大,而且通常位于农村地区,因此建设充电的电力基础设施既昂贵又困难。

建设

虽然建筑业和农业有很多相似之处,比如重叠的机械和零部件制造商,但建筑业在电力设备方面取得了更大的进步。造成这一现象的一个关键原因是,虽然农场通常位于农村地区,但建筑工地往往靠近人口中心,噪音和污染集中在一个较小的空间,直接影响更多的人。市政当局希望减少建筑噪音、污染和排放,目前正在推动电气化的努力。例如,全球40个城市已经签署了《C40清洁建筑宣言》,该宣言要求从2025年起采购并在可能的情况下只使用零排放的建筑机械。一些城市,比如奥斯陆已经创建了零排放的建设区域。

充电基础设施也是电力建筑设备面临的主要挑战。建筑工地通常是临时性的,空间有限,很难投资现场充电和加油设施。另一项重大挑战是为工地提供充足的电力,因为工地建设在很大程度上依赖柴油发电机。

矿业

对关键矿物和金属不断增长的需求,以及供应链透明度倡议,使得采矿业受到越来越多的审查,以减少排放。许多大型矿业公司已经承诺到2050年减少排放。可再生能源和电动汽车等低排放行业严重依赖稀土金属,而这些技术的生命周期评估(LCAs)为整个供应链脱碳创造了更多的需求。

然而,矿山寿命长,有长期供应合同,依赖于可靠性和可预测性。因此,矿业公司传统上在采用新技术方面一直很保守。

港口

海事港口正看到越来越多的低排放和零排放货物处理设备,尤其是像终端拖拉机这样的小型设备。采购指令、法规和补贴,比如加州空气资源委员会(CARB)计划将现有的货物处理设备规定转变为零排放都在推动市场。此外,企业在范围1、2和3活动中对净零排放的承诺也在推动脱碳。物流合同必须满足那些致力于净零操作并希望在整个供应链中减少排放的企业的需求。另一个推动力是电子商务增长和港口扩张。疫情期间,送货量的大幅增长可能会持续下去,导致港口扩建和港口排放的增加。由于邻近城市地区,港口的增长正在推动环境和减排举措,以避免社区受到影响和排放增加对健康造成不利影响。

创新

越野行业的减排法规和零排放设备需求落后于公路行业。然而,越野车行业的零排放解决方案也落后于公路行业,随着对零排放设备的需求增加,这为创新者在未来几年获得先行者的优势创造了机会。

Gridtractor是一家总部位于加州的农业能源服务提供商,管理灌溉泵和电力设备的电力负荷,从北极星能源服务公司分离出来。ManBetXapp下载2021年11月,该公司推出了电动拖拉机车队电气化SaaS平台,包括充电技术、能源管理和车到网(V2G)服务。ManBetXapp下载Gridtractor的目标是缩小电动拖拉机和电网一体化汽车之间的差距。服务即服务的商业模式包括向农民出售电气化计划、拥有拖拉机、管理车辆、能源和电池。这种商业模式允许灵活使用拖拉机(它们可以被运送到需求最高的地方),并将农民的成本降至最低。

宙斯是专门为3-8级电动卡车开发模块化多功能底盘的公司。一辆初始验证卡车已经使用了一年,目前正在制造另外五辆卡车。该公司的方法包括定制化、彻底化和以客户为导向的设计。车辆使用普通的底盘,但电池可以调整以适应不同的辅助功能,以最大限度地减少升级成本和最大限度地提高通用性。

ClearFlame引擎技术是一名内燃机技术的开发者,该技术允许柴油发动机使用脱碳替代液体燃料运行。2021年10月,ClearFlame从Breakthrough Energy Ventures、Mercuria Investment、John Deere和Clean Energy Ventures获得1700万美元的A轮融资。这笔资金将于2022年底用于示范卡车的商业化,与此同时,农业设备和发电机组将于2022年部署。业务模式包括后市场改装(用于上路车辆)以及授权oem(用于上路和越野车辆)。

对那些有能力让我们净收入为零的革新者感兴趣吗?

  • 与专家们选出的参加2022年全球清洁技术100强的公司见面。万博电子体育


  • 发现塑造清洁技术创新市场的趋势。

  • 了解不同部门的进展概况。