在私人乘用车领域，搭载电池的电动汽车（EV）日益受到消费者的欢迎。然而，重型卡车领域有其独特性，与乘用车的情形有较大差异，因此需要更多选择，其中就包括燃料电池汽车。
（本文节选自 Casey Crownhart 发表于 MIT Technology Review 的文章。Casey Crownhart 报道可再生能源、交通和应对气候变化的技术，曾为《大众科学》和《Atlas Obscura》等出版物撰稿，系由材料科学研究人员转型为记者。）
清洁卡车物流缘何成为难题
卡车驾驶员每天都需要在严格的时间限制内将大批量货物输送到偏远地区，他们依赖于半挂车来完成这一任务。传统内燃机汽车不仅排放引发气候变化的温室气体，还会释放严重威胁人类健康的氮氧化物。因此，清洁卡车物流，尤其是大型卡车的清洁化，一直是一项重大挑战，这也是不少公司竭力推动物流行业转型的原因。
一家设于加利福尼亚州山景城的创业公司 Range Energy 引发了关注：该公司在半挂车的挂车部分（通常包含驱动器、电池和电机）运行一辆电池动力半挂车（无电状态）。将该电动半挂车连接至柴油发动机牵引机，可以提升燃油效率；随后与由电池或氢能提供动力的零排放牵引机相连，还能进一步提升效率并扩大行驶范围。
是什么因素阻碍了卡车运输的电动化？专家如何看待能够改变现状的新兴技术？
卡车电动化已经启动
整个交通运输产业正逐步走向电气化：新型电动汽车销售量持续攀升，到2023年已占据所有新乘用车销量的18%，卡车很有可能效仿这一趋势。据致力于推广低排放汽车的美国工程组织 CALSTART 数据，全球已大约有350种中型和重型零排放卡车在市场上销售。世界资源研究所电动汽车战略和制造目标主管斯蒂芬妮·李表示："电池动力汽车在市场具有强大的竞争力和需求。"
电池驱动卡车的挑战：成本高、自重增加
当电池驱动的卡车走上街头，却带来一系列难题。
首先，可能也是最为关键的，是其高昂的成本。电池驱动的卡车，尤其是半挂车这类大型车辆，价格可能比传统内燃机卡车高出许多。不过已有正面迹象：考虑到燃油与保养成本，电动卡车短期内即可与传统柴油卡车展开竞争。据国际清洁运输委员会（ICCT）2023年报告，预计到2030年美国电动长途卡车的总拥有成本可能低于传统柴油重型卡车；该报告对加利福尼亚州、佐治亚州和纽约州等多个州的研究显示，电动卡车初始较高的成本可被较低的运行成本弥补。
其次，电池驱动卡车的显著问题在于自重。随着车辆尺寸增大，电池也随之加大。出于安全及减少路面磨损的考虑，现行法规对车辆自重有严格限制（美国约为36吨），物流公司希望尽可能多装货物，电池带来的增重并非良策。
最后是续航与停运时间问题。为让卡车具备足够行驶能力，电池每单位体积必须储存更多能量；充电时，驾驶员需要功率更大、速度更快的充电设施，而强大的充电器会对电网构成极大压力，输电公司可能被迫升级区域设备以支撑大量卡车快速充电。
波士顿非营利机构清洁空气特别工作组交通技术总监托马斯·沃克表示："公司真正想要的实际上是可更换的电池。"他补充称，迄今为止电池清洁化的进展并不足以取代化石燃料。
氢能：重卡脱碳的重要备选
部分专家主张，未来重型卡车技术的发展必须保持多样选择，氢能也是其中一种。在一些学者看来，电池正在绿色交通的竞赛中击败氢：对大部分车辆和人群而言，电池比氢气更实用，从加氢站等供应网络不完善到加氢成本高等诸多因素均可为例证。
然而，当讨论大型卡车时情况截然不同：更重的车辆、更大的电池、高功率快速加注装置以及更长的行驶里程等要素，为氢能提供了优势。但还有一些重要的"假设"，例如氢的价格是否会降低到足以使氢能汽车具有经济效益。
重型卡车运输等不易实现脱碳的行业，需要获取所有可用的支持。重要的是先从众多选择开始，再逐步缩小范围，而非刻意选择所谓的"胜出者"。
其他氢能新闻
博世：2024 IAA交通运输展将发布商用车电动动力总成
博世宣布将于9月在德国举行的2024年IAA交通运输展上发布商用车电动动力总成，包括电动动力总成、燃料电池系统、氢发动机和氢气罐系统。
电动动力系统方面，博世为轻型和重型商用车提供经济高效的电气化方案：博世电桥可轻松集成到重达7.5吨的商用车中，可在城市低排放区运行；工作电压800V的电动机和逆变器及碳化硅芯片，可确保长距离高效货物运输。
燃料电池系统方面，博世正在生产大型200kW燃料电池系统，并开发更紧凑的燃料电池电源模块 Compact 300，将输出功率提升至300kW，适用于长途运输和最大有效载荷，成为电动卡车的补充选择。
氢发动机专为重型卡车开发，博世正利用现有柴油和天然气发动机技术开发新型喷油器，沿用90%以上现有技术，第一台氢发动机计划于2025年发布。
氢气罐系统的主要挑战是高压下氢气的安全储存与供应，ITK Engineering 支持从设计到认证的整个过程，通过数字孪生物理模拟实现最大的安全性和效率。
Energy Vault 建设美国规模最大的公用绿氢储存项目
8月9日，一辆71米长的液氢罐车驶往 PG&E 的卡利斯托氢能厂，该车来自 Energy Vault，正为 PG&E 建造卡利斯托加储能中心。该公司新闻稿称，这将是"美国首个此类项目，也是规模最大的公用事业级绿色氢能储存项目"。
储能中心将配套太平洋煤气电力公司卡利斯托加中心微电网使用，为当地在发生野火危险时提供不间断电力供应。
丰田子公司CJPT：30万人口以上城市适合推广氢能专用车
Commercial Japan Partnership Technologies（CJPT）是丰田汽车的子公司，也是与五十铃汽车等多家实体联合投资的商用车研发中心，专注于氢能技术。过去一年相继推出氢能垃圾车及救护车等产品：在福冈市推出燃料电池汽车（FCV）用于送餐市场，将FC小型巴士用于快速公交系统（BRT）；今年福冈市将再增购两辆FC学校午餐配送车、一辆FC垃圾收集车以及一辆FC救护车。FC救护车驾驶过程几乎无噪音干扰，使医护人员与患者交流更为顺畅。
CJPT认为，氢能普及面临的主要挑战在于供需平衡——市场需求不足时，加氢站无法维持正常运营；确保加氢站稳定运营与氢能企业发展的关键，是氢气在社会中的广泛应用达到一定用量。
CJPT通过数据模型分析认为，应以人口数30万作为基本单位制定"积极"氢能推广策略，将该基本单位乘以 n 即可与城市规模相匹配。例如，一座30万人口城市需要配置12辆救护车、30辆送餐车、300辆垃圾车和30辆公交车，全部转换为燃料电池汽车后，每日所需氢气约2吨，相当于8座加氢站的额定负荷。
为满足市场需求，CJPT计划未来每年提供10000辆FC商用车。其首席执行官中岛表示："若可以量产10000辆FC商用车，其售价则可与柴油车相差无几，因此用户可选择租赁这些车辆。"CJPT正在九州地区构建氢能应用的稳定模型，关注每单位产出的能耗；目前九州地区氢燃料汽车仍仅为少数，尚未普及，但从"示范"阶段向"使用"阶段的转换，对推进氢能利用具有非凡意义。
