研究团队提议使用氢气作为长途卡车柴油的替代品
世界各地的人们都依赖卡车运送所需的货物,而所谓的长途卡车在这些供应链中发挥着关键作用。在美国,2022 年长途卡车运输了 71% 的货物。但这些长途卡车是重污染源,尤其是威胁全球气候的碳排放。根据美国环境保护署的估计,2022 年所有二氧化碳 (CO 2 ) 排放中有超过 3% 来自长途卡车。
问题在于长途卡车几乎完全使用柴油,而燃烧柴油会释放出大量的二氧化碳和其他碳排放。预计到 2050 年,全球货运需求将增加一倍,因此找到另一种既能满足长途卡车需求又能减少其碳排放的能源至关重要。而且转换为新燃料的成本不能太高。
霍伊特霍特尔化学工程教授、麻省理工学院能源计划主任威廉·H·格林 (William H. Green) 指出:“卡车是现代供应链中不可或缺的一部分,卡车运输成本的任何增加都会产生普遍影响。”
在过去的一年里,格林和他的研究团队一直在寻找一种低成本、更清洁的柴油替代品。寻找替代品很困难,因为柴油非常符合卡车运输业的需求。首先,柴油具有高能量密度——即每磅燃料的能量含量。卡车及其内容物的总重量有法律限制,因此使用重量较轻的能源可以让卡车运载更多的有效载荷——考虑到货运业的低利润率,这是一个重要的考虑因素。
此外,全国各地的零售加油站都随时有柴油供应,这对司机来说是一项至关重要的资源,因为他们一天可能要行驶 600 英里,晚上睡在卡车里,而不是回到自己的车库。最后,柴油是液体,因此很容易分配到加油站,然后泵入卡车。
过去的研究已经研究了许多为长途卡车提供动力的替代技术方案,但尚未出现明显的赢家。现在,格林和他的团队根据对所涉及的技术和长途卡车的典型操作的一致和现实的假设,评估了可用的方案,并假设没有补贴来打破成本平衡。他们对将长途卡车转换为电池电力进行了深入分析(总结如下),发现成本很高,短期内排放量增加可以忽略不计。
甲醇和其他生物质液体燃料的研究正在进行中,但人们已经非常担心世界能否在不破坏生态系统的情况下种植和收获足够的生物质来生产生物燃料。对氢气的分析(也总结如下)强调了使用这种清洁燃料(常温下为气体)的具体挑战。
最后,该团队找到了一种方法,可以让氢气成为长途卡车的一种有前途的低成本选择。格林说:“大多数人可能都不知道这种选择。”它涉及一种新颖的方法,使用可以吸收氢气、储存氢气并在需要时将其释放的材料,以作为清洁燃烧燃料。
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