电气化公路会是卡车脱碳良方吗？

      作为我国交通运输领域减碳的主力军，商用车向新能源转型迫在眉睫。在此背景下，整零企业不断寻求技术突破，纯电、换电、氢燃料电池、甲醇等动力技术应用提速，商用车多元化技术路线逐步形成。但长期以来，里程焦虑和补能焦虑的痛点，一直阻碍新能源商用车大规模推广。而在近期，随着电气化公路示范项目相继在株洲、大同落成，为我国商用车电动化发展带来了新思路。
　　缓解电动卡车里程焦虑
　　电气化公路的概念，最早由西门子于2012年提出，5年后，西门子公司宣布与德国黑森林达成协议，为德国A5联邦公路铺设总长10公里的架空接触网。在这一构想中，高速公路上的架空电缆能直接向车辆驱动装置提供能量，同时为车辆动力电池充电。
　　如今在全球范围内，有不少国家和机构已开发出用于公路电能传输的基础技术，逐渐形成包括架空式导电线路、路面导电轨道、无线充电在内的三种电气化公路技术方案。
　　其中，架空式导电是较为成熟且性价比最高的技术路线。目前，西门子公司在瑞典、德国、美国等地已建立了高架线移动供电网络，并进行了测试运行，其使用的“双弓对双线”方案已获得市场高度认可。另外，无线充电式技术也正加速走进现实，日本、瑞典、德国、意大利等国家已启动建设，并开启试点工作。
　　相较而言，我国对于电气化公路的关注一直不多。近期，随着株洲、大同电气化公路示范项目的建成，填补了我国在电气化公路领域的空白，也为全球公路运输节能降碳提供了“中国方案”。
　　记者了解到，上述两个电气化公路示范项目，同样采用架空接触网方案，电动卡车可实现边充电边行驶，能够极大提升公路货运的实用性和运输时效。
　　“与纯电、换电等技术路线相比，电气化公路系统具有更加突出的优势。”中车株洲所研究院基础中心副主任黄敏指出，电气化公路建成后，可直接利用电网电力驱动车辆运行，减少储能转化环节，充电效率以及对能源的利用率更高，能够有效解决纯电、换电卡车的里程焦虑和补能痛点。另外，电气化公路系统的环境适应性更强，不受严寒低温等因素限制。
　　“充换电重卡的迅速发展，推动了倒短货运场景电动化转型，但受制于续驶里程短、补能时间长等痛点，单靠电池驱动很难成为长距离运输场景的选择。”江苏常熟合众环保能源技术研究所所长沙永康告诉记者，电动重卡想要满足长距离运输要求，需要装配大量的电池组，这样就变相增加了车辆自重，降低了整车承载能力。相较之下，架空接触网馈电设施投用后，卡车不再需要携带大量电池，车辆的载质量和单位载荷效率将会大大提升，这样不仅能够解决固定线路大运量、中远距离大宗货物运输降碳难题，还能使车辆运营成本大幅降低。
　　初期基建成本高昂
　　以架空接触网为代表的公路电气化系统，为推动长途卡车电动化发展提供了全新解决方案。德国工业联合会也在相关研究中指出，实现公路货运去碳化，最为经济的方式就是在高速公路网络中进行电气化改造。
　　同时，不少欧美国家也认为，电气化公路具有低碳环保、综合能效高、灵活快捷、经济效益可观等诸多优势，是实现卡车脱碳的有效途径。正因如此，很多国家出台了相关支持政策。例如，2020年底，瑞典政府发布一项计划，确保到2030年底完成2000公里高速公路的电气化改造，旨在让交通领域完全摆脱对化石燃料的依赖。国际能源署也提出，公路电气化将成为未来的发展方向，并预测到2050年，有36％的重型货运卡车将采用受电弓取电驱动的方案。
　　沙永康表示，在技术层面，架空电缆与电动重卡的组合具备可实现的条件，德国和瑞典等国家的测试运营，已证明电气化高速公路改造的可行性，而且我国在电气化公路及矿山运输领域也实现了“零的突破”。然而，部署充电公路系统基础设施的成本高昂，谁来为此埋单，是难以逃避的现实问题。
　　记者了解到，架空电缆每公里的建设成本约为200万欧元，虽然建成后可以在未来几十年内供很多电动卡车使用，维护成本也相对较低，但从公路货运行业的具体情况来看，由于对先期支出成本较为敏感，大规模部署架空充电系统的可能性依然不高。
　　不过，在中车株洲电力机车研究所负责人看来，架空充电系统仍是最具成本效益的选择。“据测算，以年运量1500万吨、运输距离100公里的大宗货物运输项目为例，电气化公路系统的整体投资回报周期为6～8年，而且时间越长，整体经济效益优势越明显。”该负责人说。
　　公路电气化大规模推广难度大
　　对于电气化公路的发展前景，多位业内专家认为，由于基础设施造价高，先期支出成本较大，短期内大规模部署架空充电系统较难实现。另外，不容忽视的是，目前电动卡车技术发展十分迅速，各种技术路线百花齐放，一旦某种技术方案获得突破性进展，架空充电系统“一展身手”的机会就会变得非常渺茫。
　　“实事求是地讲，在国内推广架空充电系统的难度较大。一方面，在‘第一个吃螃蟹的人’取得良好示范效果之前，投资者不会轻易为建设基础设施埋单，用户也不会冒险购买配套的电动卡车，且公路改造涉及到多个管理部门，非常容易陷入‘先有鸡还是先有蛋’的困局；另一方面，国内运输从业者以散户为主，货运市场的集约程度较低，难以发挥规模化优势。除此之外，架空充电设施卖相不佳，以及配套电动卡车不能长时间离开高压充电线，进而导致活动范围受限等痛点，都可能成为其推广的阻碍因素。”在沙永康看来，尽管阻碍电气化公路推广的因素较多，但目前国内已有先行者出现，株洲、大同两个示范项目的落地，将在一定程度上助推电气化公路的普及应用。
　　沙永康进一步表示，在一些特定场景中，例如港口、矿区以及相对固定的运输路线，搭建架空充电系统将有无限商机。长期来看，在“双碳”战略目标以及汽车“新四化”浪潮的带动下，商用车电动化和无人驾驶进程势必会提速。届时，专用充电公路或许能够为无人驾驶和电动卡车同时提供道路交通解决方案。可以预见，未来公路电气化与车辆电子化将会同步发展，而电气化公路也将成为必备基础设施。
　　对此，黄敏也坦言，充电公路想要走进现实，面临较大的挑战。“目前，国内还未有实际的应用案例，对于电气化公路技术方案，国家层面也未出台任何支持政策。今后，希望在电气化公路示范、推广上，政府相关部门能够给予一定的政策支持，同时相关标准体系也需尽快补齐。”他说。