如何提高卡车和公交车的效率，并使其对环境更友好 - 彭博社

马克·伯恩斯，Flickr/杰森·劳伦斯，保罗·沙利文，NYbuspics在清理汽车排放方面，特斯拉获得了所有的关注。这家新兴汽车制造商因使电动驾驶不仅可行而且性感而获得了头条和赞誉。这很重要，但对个人汽车创新的所有关注忽略了一个关键事实：大多数人每天驾驶的汽车已经是路上最节能的车辆之一。与此同时，真正的排放罪犯——公交车、送货卡车、自卸卡车、长途卡车——多年来几乎没有得到改善。

彭博社城市实验室对于租户来说，人工智能驱动的筛选可能成为住房的新障碍高盛测试家具销售商Wayfair的债务需求新泽西-纽约市通勤者在最新的交通混乱中被困在公交车和火车上在创纪录的炎热夏季之后，空调强制要求的压力增加“现代汽车的一个特点是，它们已经非常干净，因此很难让它们变得更好，”汽车工程师和企业家伊恩·赖特说，他是特斯拉的联合创始人，但在2005年离开以更多关注最脏的车辆。

交通排放占美国所有温室气体的26%，根据环境保护局的数据。像个人汽车、SUV和皮卡这样的较小车辆**，**占这些排放的60%。（这就是为什么个人减少排放的最有效方法是改善他们自己的驾驶习惯。）

与此同时，中型和重型卡车在美国的所有交通排放中占据23%，尽管它们仅占道路上所有车辆的5%。公交车属于一个杂项类别，占交通排放的4%。这些碳排放量大的车辆数量远少于其他车辆，但它们的效率极低——平均约为每加仑7英里，某些类型的卡车更低。这意味着即使是最污染车辆的小幅改进也能对整体排放产生重大影响。

减少交通排放 对于任何 愿景 来说都是必要的，这种愿景不向大气中排放危险的碳。现在，一个日益壮大的工程师和企业家社区正在应对最脏车辆的燃油效率挑战，并取得了成果。为了完成向低碳社会的过渡，政策制定者需要鼓励和实施创新，以解决这些主要的污染原因。

公交车

柴油公交车是大多数公共交通系统的主力，但它们并不是最干净的选择。它们噪音大、气味刺鼻，并向空气中排放致癌颗粒。由于它们主要销售给大型机构买家，行业一直受到消费者趋势的影响，但这种情况正在开始改变。

清理公交行业始于制造过程的改变。这些车辆是“来自卡车行业的传承，”电动公交公司Proterra的首席执行官瑞安·波普尔说。传统的公交制造商使用重金属底盘，配有大量铆钉和钢材，并依赖为卡车行业生产的柴油发动机。

Proterra**“**在很多方面，公交车就是经过优化以运载人类的卡车，”波普尔说。“问题在于，卡车在开放道路上以恒定转速行驶时更高效，而城市公交的工作周期中，它一天要启动和停止500次。”

Proterra的工程师从头开始重建公交车，使用轻量复合材料底盘，配备锂离子电池。这种轻量化帮助公交车实现了超过每加仑20英里的燃油效率。它们还配备了主动安全功能和内置无线互联网。而且，由于活动部件极少，过剩热量最小，且几乎没有材料会生锈，维护成本相比柴油车大幅降低。

价格也在下降。五年前，一辆电动公交车的价格为100万美元，而柴油车为45万美元。现在，Proterra的基本型号售价为749,000美元，与混合动力柴油公交车相当。而且，波普尔指出，越来越多的地区由于空气质量问题不再允许纯柴油公交车。当你计算生命周期成本（车辆加燃料和维护）时，柴油车的成本为140万美元，而电动公交车为100万美元，他说。

当然，成本效益分析只有在交通机构有简单的方法为公交车的电池充电时才有效。

“运营商不希望交通工具静止不动地充电，”Popple说。“当交通工具在移动时，他们在赚钱。”

Proterra新的扩展范围模型在一次充电后可以行驶194英里，这覆盖了许多日常公交路线。还有一个备选方案：公交路线通常有一个停靠点，司机在每个循环结束时暂停；这为驾驶时间的变化提供了一些缓冲。Proterra设计了一个在该停靠点的高架充电站，可以在短短12分钟内为快速充电模型的100千瓦时电池充满电。

“从长远来看，电动车在交通中可能比柴油车更有用，因为理论上你永远不需要把车辆带回加油站，”Popple说，并补充说，出于嗅觉原因，最好每24小时左右至少停下来清洁一次。

这家公司证明了电动公交车可以正常运作——16个不同的交通机构总共从Proterra购买了155辆车辆，该公司正在处理18个月的订单积压。

城市货运

当公交车在城市中运送人时，各种各样的卡车则负责运送和接送几乎所有其他物品：垃圾、包裹、啤酒。这些重型车辆没有与Proterra在关键点充电所需的相同路线可预测性。因此，在电池技术改善之前，他们需要寻找其他方法来提高效率。

赖特，这位工程师，认为他找到了一个解决方案。他的公司Wrightspeed生产用于卡车的电动驱动系统增程器。一旦安装，卡车就可以使用电力驱动，这比内燃机高效得多，并且每次车辆刹车时都会捕获能量。当电池耗尽时，一个高效的燃气涡轮机会启动为其充电。这些涡轮机燃烧燃料的效率远高于传统的活塞发动机，从而减少了有害排放。与柴油垃圾车的全国平均油耗2到3英里每加仑相比，这个系统的油耗约为6英里每加仑。

该公司仍在扩大生产。在2014年经过两辆卡车的试运行后，联邦快递订购了25辆配备电动驱动系统的送货卡车。Wrightspeed还与新西兰最大的城市公交运营商NZ Bus签署了协议。现在还为时已早，无法判断这种技术是否会流行，但支持这一技术的一个因素是其自给自足：驱动系统不需要任何资本密集型基础设施来维持车辆运行。公司或市政当局只需支付一次性改装费用或购买配备驱动系统的新卡车，仅此而已。

Wrightspeed首席执行官伊恩·赖特在公司位于加利福尼亚州圣荷西的总部解释其电动发动机背后的技术。美联社照片/马尔西奥·何塞·桑切斯### 长途卡车运输

长途卡车承载着现代商业的重担。它们在美国按重量处理70%的货运，每年运输的货物是所有其他运输方式总和的两倍。就气候而言，问题在于它们的效率不高，并且不适合电气化。

运输公司需要卡车在尽可能少的停靠情况下覆盖数百英里，而这正是碳氢燃料做得非常好的事情。满油的柴油箱可以让卡车行驶1500英里或更多；一辆完全充电的特斯拉Model S大约可以行驶270英里，而这是一辆超轻的乘用车。密歇根大学交通研究所的大型车辆效率专家约翰·伍德鲁夫说：“现在，电动卡车在长途运输中真的不在考虑范围内。”

“你可能不得不把整个该死的卡车都装满电池，字面上说，无法移动任何货物，”他说。“我们发现，柴油燃料的能量密度在任何替代燃料中都很难复制。”

即使电池技术出现重大创新，行业也必须被说服更换数百万辆卡车，并建立一个覆盖整个大陆的充电基础设施。然后电网也必须准备好应对这一切。为了使电气化运输真正消除排放，这些电力需要来自清洁来源。

目前，重型卡车的进展将意味着从内燃机车辆中榨取每一丝效率，通过优化从驾驶行为到空气动力学的各个方面。美国环保署正在制定新的效率标准来做到这一点。国际清洁运输理事会的重型车辆项目负责人瑞秋·蒙克里夫表示，综合目前所有可用的不同技术，逐步改进可能导致约40%的燃料节省。

奥巴马政府在2015年提出了更严格的中型和重型卡车燃油效率标准。美联社照片/苏珊·沃尔什司机可以通过新的工具采取更有针对性的燃油经济性方法，例如 迎风猎手，这是一款根据当地实时风况为司机提供建议的应用程序。创作者马修·梅尔齐格，气动应用公司的总裁表示，如果司机使用他的程序顺风行驶，并在逆风时减速，他们每年可以节省1%到3%的燃油经济性。对于每年平均花费50,000到60,000美元的独立卡车司机来说，这是一笔可观的费用。

自动驾驶的出现带来了一个诱人的可能性：编队行驶。自动驾驶可以如此精确，以至于卡车在高速行驶时形成紧密的队列，车尾相接，这显著减少了空气阻力。这就像骑自行车的选手在比赛中借风，或大雁以V字形飞行。克莱纳·珀金斯·考菲尔德和拜尔斯的绿色增长基金的投资者扎克·巴拉兹表示，车辆间通信的基础技术已经得到广泛验证。

“技术方面没有什么神奇之处——这只是构建一个能够应对每一个极端情况的耐用系统的问题，”他说。“你不能只做到99.9%正确。你需要更多的九。”

那么，这在安全到足够适合正式使用之前还需要一段时间。

更换卡车

穆克里夫表示，卡车行业的统一设计变化是有问题的，因为每辆卡车都是为其特定工作定制的。新设计必须对卡车执行的各种商业用途敏感，否则可能会让很多人失去生意。

在轮胎设计中也出现了某些效率提升，以减少滚动阻力，而在卡车设计中则是为了减少阻力。伍德鲁夫的一项研究指出，卡车和拖车的彻底重新设计理论上可以减少42%的空气阻力，但这种大规模的改造在近期到中期是不太可能的。更简单的添加，比如在卡车的侧面和后面增加裙边以减少风阻，可能会提高10%的燃油效率。

“我们目前有国际市场和自由贸易，因为运输成本允许这样。”伍德鲁夫表示，政府可以通过现代化卡车尺寸和重量的监管来实现更大的效率。例如，加拿大允许运输卡车的重量达到137,500磅，而美国的上限为80,000磅。大型加拿大卡车以68%的燃料使用和排放量运送两倍的货物，比美国允许的最大卡车更为高效。加拿大还表明，在正确的政策下，更大的卡车并不一定更危险。

“我们有一项[尺寸和重量]政策，追溯到1980年左右，那是我们最后一次真正修订它，”伍德鲁夫说。“过去30年，其他国家在尺寸和重量方面都进行了改革，通常是相当规律的。我们真的处于黑暗时代。”

采用基于证据的法规来增加卡车容量，他说，这意味着美国可以用更少的车辆完成运输，这对环境和安全更有利。改善单个燃油经济性将有所帮助，但大局策略需要关注每吨货物每英里排放；也就是说**,** 一辆卡车在运输一定量的货物一定距离时燃烧多少碳。

这种演变不会在真空中发生。正如Woodrooffe所指出的，人类如何运输货物涉及到社会组织的一些基本原则。“我们目前有国际市场和自由贸易，因为运输成本允许这样做，”他说。“如果运输成本很高，或者运输不可用，那么这个选项就不存在。”这些运输实践助长了气候变化；现在，为了维持一个允许贸易繁荣的气候，人类需要找到一种新的运输方式。

来自顶部插图的元素通过 Jason Lawrence, Paul Sullivan, 和 NYbuspics 在创意共享许可下。