脱碳运费:清洁燃料的机遇和障碍

必威官网是真的吗交通正在快速变化世界运动通过减少温室气体排放解决气候变化问题客运转电动车增强势头在美国,货运图片-卡车、铁路、轮船或平面货物运输-更加复杂化。

电气化是中短程运输等一些货运的好选择,但对海运或航空等货运系统其他部分则更具挑战性。替代燃料可取代现有引擎中的化石燃料,可发挥重要的过渡作用,如果可持续生产的话,但真正可持续下游燃料供应有限将意味着从长远看,这些燃料将发挥更多利基作用。

可持续氢和氨为难以通电的货运提供可能的长期解决办法

必威官网是真的吗轮用燃料对实现气候目标至关重要,提高货运节能也需要发挥关键作用。电动车辆提高交付能量效率,而卡车、轮船、平面机和引擎设计改进也可以发挥作用。外加海运风电正在回升 创新使用 轮船, 打开门少用燃料

改善供应链管理和后勤规划也将是重要的减少对货运的总体需求并提高系统效率将意味着减少对低碳和零碳燃料及设备使用需求,从而减轻推广这些技术的挑战

利用电气化、可持续滴入式燃料、氢源和氢源燃料去碳化的机会和阻塞下文讨论

电气化在货运中的作用

电池电车正在客运中心阶段,对中短距离公路货运也可起重要作用。上里交付和固定路线运往返分发中心易电气化,因为提供这些服务的卡车和货车距离较短,并有更多回购机会。临Τ重大奖励位置卡车电气化类似地,电气化可发挥作用短程区域航空河流和沿海运输

通电长途货运更具挑战性,电池电动车辆仍可能是卡车运输的最佳选择多兆瓦充电站与电池设计相容使用可能比氢燃料少挑战并极有可能保持廉价创新提高电池和/或自动机卡车的能量密度可能导致电池电动卡车主导使用案例

使用像氢直接转换电的燃料电池的车辆可提供另一种可行选择实现长距离货运去碳化燃料电池技术本身相对成熟,但在卡车、铁路和海洋货运中推广将需要大幅度开发低碳氢或其他燃料并降低成本,同时配送和加燃料基础设施改进电池和充电基础设施可能允许电池与氢燃料电池竞争长途路运费

电池不适合跨洋运输以当前技术提高电池容量提高意味着重罚和减载空间电池权重也是航空电气化的一个主要约束因素,对远程航班而言尤其如此。此类运输需要高能替代燃料去碳化

电气化港口和火车厂的货运和运营也可提供重大健康权益面向当地社区目前在货运方面依赖燃烧柴油带来大量空气质量成本,这些成本大多由居住在主要公路、港口和运输枢纽附近的低收入和少数族裔社区承担。

液态燃料在向去碳化过渡中的作用

高能液化矿物燃料是当前货运系统的主要成分,无论是卡车机车柴油、喷气机油或运油机油形式长途运输和航空业务理想型此类燃料提供单位容量或权重高耗能多条路径开发低碳、零碳和负碳滴入式燃料,这些路径通过减少设备在现有货运系统的排放可起到重要的过渡作用。然而,在充分推广替代物以替代当前化石燃料供应方面仍然存在重大挑战。

目前的替代运输燃料比汽油和柴油提供一些温室气体优势,但没有为运输部门完全去碳化提供路径初级替代运输燃料在美国今日玉米乙醇生物柴油和可再生柴油各不足1%乙醇添加到美国销售的大多数汽油作为一种氧化物,通过增强燃料燃烧减少传统空气污染在美国,乙醇主要通过玉米发酵产生,玉米代表90%以上生物量输入生物燃料2022年按权值计算

生物柴油透化生成物使用酒精分解植物和动物脂肪、油脂和油脂生成燃料豆油是美国最常见的原料,尽管其他植物油和废油油也使用生物柴油获准混合石油柴油

可再生柴油可用同一种原料制成,但用氢化制成,将油脂转换成与化石柴油同化的燃料,并可作为滴入式燃料使用液化还产生水处理酯和脂肪酸(HEFA),如今可用作空置替代航空燃料

使用专用燃料作物重大权衡与粮食生产和其他土地使用未来数十年对粮食、饲料、纤维和燃料需求不断增加竞争使用土地.燃料作物增产给使用其他土地生产食品和其他用途带来压力举例说,联系全球市场使用豆油生物柴油增加对豆油和其他植物油总需求棕榈油种植园印度尼西亚大豆生产在巴西,两者都是森林砍伐的主要驱动力,因此对豆油生产需求增加会增加土地使用变化的碳排放

用废料生产生物燃料,如废油和农业残留物,可比化石燃料有重大的温室气体优势,同时避免能源作物对粮食和土地利用竞争的关切,尽管生物废料供应不足以提供全交通部门。生物柴油、可再生柴油和HEFA很容易用废油和油制成液态生物燃料也可以通过热解或热液液残留物生成,如玉米炉子(玉米收割后留下的尾叶、叶子和cobs)。

合成液化燃料使用净氢和可再生能源生产时可提供低碳或零碳运输燃料路径所需碳可来自可持续的生物基原料或从空气中捕获的二氧化碳上头Fischer-Tropsch进程可提供各种液态碳氢燃料,可用作汽油、柴油和喷气机燃料的投送代用品净氢还可用于生产氨水并甲醇两者都可起低碳燃料作用海洋货运.

虽然这些技术开发良好,但目前通过这些路径生产替代燃料的成本太高。必威官网是真的吗需要大量投资帮助降低成本,如果要广泛部署这些燃料,则需要制定强有力的气候政策燃烧这些燃料将导致局部空气污染,类似于燃烧化石燃料,在可行时有利于非燃烧选项,如电池电车和燃料电车

由于可持续生物质资源供应有限和高生产成本,这些替代液体燃料的可持续生产可能有限,因此重要的是,只有在没有其他选择时使用这些替代液体燃料。高位列表远程航空航空在货运吨位和货运碳排放比重方面作用小,但对持续航空燃料向前总需求可能会限制货运系统其他部分这些可持续液态燃料的潜力。

氢源和氢源燃料对货运长期去碳化

氢源和氢源燃料需要长期去碳化货运氢燃料电池可用于长途公路和铁路货运电气化,并可能发挥短距离海运作用,而氨水和甲醇等可再生液态燃料可用净氢.推广使用这些低碳燃料的障碍包括高成本和缺净氢以及缺少基础设施将氢源燃料运到卡车、火车、轮船和飞机使用

与替代液化燃料一样,这些屏障表明必须将净氢使用集中到右货运使用案例并考虑对来自经济其他部门净氢竞争-如工业部门高热-通过提高效率和改进物流以及使用电池电气化来减少货运总体能源需求有助于排减量,而净氢很可能仍然是目标货运的重要缓解方法,缺乏其他清晰去碳化选项。

两种路径提供一种方法以极低或甚至净负温室气体排放生产氢-电解和生物量气化使用垃圾原料加碳捕获-但两者都要求降低成本此外,相对有限生物质原料供应将限制开发路径的规模

使用氢作为美国运输燃料需要大量分布和加燃料基础设施遍及全国各地氢气本身富含重量而非体积,使其存储和分配直接用于运输是一项挑战。液化或压缩氢量减少存储和分配所需量与能源和成本约束相伴类似地,净氢转换氨能提高燃料体积能量密度,但伴有能量和成本约束

必威官网是真的吗需考虑的另一个因素是氢泄漏如何影响气候变化向大气释放的氢可延长甲烷留在大气层的时间并增加平流层水蒸气这些特效最近估计使氢33比二氧化碳20年时间跨度高一倍的温室气体,使得在分配、存储和使用氢中尽可能减少泄漏至关重要

优先清洁燃料运输

货运管理者正在寻找深度排减实现雄心远大近长期排减目标和标准电气化是货运首选,可行时,如中短途运输,其他类型运输,如航空和海运将更难实现电气化。这使得近期内需要清洁代用燃料,这挑战现有燃料生产路径和技术的能力。

鉴于生产和使用替代运输燃料面临许多技术和经济挑战,需要铭记明确的优先排序第一优先点是通过提高效率和改善物流和供应链管理来减少对货运的能源需求下一个优先点是尽可能多地电气化货运使用电池,如果需要远程货运,则使用燃料电池最后一个优先点是定向使用废生物质或净氢产生的可持续燃料货运系统中难以电气化的部分需要这些燃料,如长途航空和航运因为这些可持续燃料的供应可能仍然有限,应在必要时集中使用这些燃料。

编辑注解 :文章是WRI清洁运输燃料工作的一部分,得到UPS基金会支持本条反映提交人的独立观点