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为什么电动汽车

与柴油相比，电动汽车技术具有显著的效率和更低的温室气体排放。在美国可再生能源发电占更大份额的地区，从柴油转向电气化将减少约37%的温室气体排放。完全可再生的电力组合将导致商业运输的温室气体和其他排放接近于零。

然而，在卡车运输中广泛采用的重大技术和商业障碍，如电池的大小和重量，必须克服许多解决方案的规模。考虑到这些限制，混合动力和非发动机部件的电气化可能是中型和重型车辆最实际的应用。

奥卢克市场

电动汽车仅占美国汽车销量的1%，其中大部分在轻型市场。需要一个支持性的政策环境来增加销量，据估计，到2035年，电动汽车的销量预计将不到1%，即使加上氢动力汽车的销量。^1.2.最大的增长潜力存在于2b级和3级货车和卡车、车辆子系统的电气化和专门应用。^3.

自2010年以来的五年里，美国充电用电的平均零售价格(按能源成本计算)较柴油低63.8%。^4.电费与柴油的价差与过去10年的平均值相比增加了14.8%。^5.这些数字反映了电力在工作功率基础上的高效率。

车辆应用

电动汽车有多种选择，但对于大多数MDV和HDV应用来说，大多数都不具备商业可行性。持续增长将在很大程度上取决于降低前期成本和改进车辆范围。^6.

全电动

全电动汽车，被称为电池电动汽车(BEV)，使用由大型电池驱动的电动马达。^7.纯电动汽车适用于行驶距离较短的卡车，并有明确的路线，可以在不中断业务的情况下及时、有计划地充电。^8.目前用于卡车的电池技术每次充电最多可行驶100英里，而大型电动卡车的续航里程则要短得多。⁹其他的权衡包括电池重量、在斜坡上运行时的功率、充电基础设施的可用性、成本和充电停机时间。¹⁰

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混合动力

混合动力电动汽车（HEV）使用电池、电动机以及内燃机（ICE）来运行。与传统卡车相比，HEV有可能提供20-35%的燃油经济性改进。它们解决了所有电动汽车的许多折衷问题，但范围有限，车辆成本仍然很高。¹¹

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插电式混合动力

插电式混合动力汽车(PHEV)的功能与混合动力汽车一样，依靠电子部件和内燃机为车辆提供动力，并使用“再生制动”，在刹车时捕捉一些能量，以延长车辆行驶里程。插电式混合动力汽车的全电动行驶里程约为40英里，电池组也比普通混合动力汽车大。¹²

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非发动机部件的电气化

空转技术每年每辆车需要大约1400加仑的柴油。电气化可以为车辆的加热、空调、制冷等子系统提供动力，也可以为电视和冰箱等个人设备提供电力。¹³¹⁴

关键问题

关键原料和工艺选择

美国大部分电力由煤炭、天然气和核能生产，其次是水电和可再生能源，如太阳能和风能。所使用的原料因地区和州而异。各地区的月度数据见www.eia.gov /电力/月/更新.

关键的可持续性机遇和影响

机会:气候变化

电动汽车的效率最高可达ICE效率的3倍。仅效率一项就能显著减少柴油燃烧产生的碳排放，但核能、水电和可再生能源比例较高的地区还能进一步减少排放。¹⁵在美国，使用高碳或低碳发电在整个地区能源结构中的比例可能相差61%，但一些研究表明，即使是煤炭使用量高的地区也能获得减排效益。¹⁶¹⁷

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机会:空气污染(排气管)

导致空气污染的尾气排放将取决于汽车电气化的类型——内燃机的使用是排放的主要驱动因素。专门用于辅助系统的电气化卡车如果没有排放控制，只能稍微减少空气排放。混合动力汽车确实有一些尾气排放，但混合动力汽车的电动组件可以延长行驶里程，提高车辆效率，显著降低油耗。¹⁸BEV的排气管排放为零。

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影响:空气污染(原料)

根据美国环境保护署(EPA)的数据，在美国，化石燃料发电厂产生的SOx排放占70%，NOx排放占13%¹⁹然而，非温室气体的实际排放量是地区性的。煤炭是造成空气污染的电力排放的最大来源，美国东北部的电力使用的煤炭最少，而美国中部65%的电力来自煤炭。²⁰

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影响:有害物质

电动汽车技术在生产、使用和处置的整个生命周期中都会产生有害物质。²¹电动汽车的生产会对环境和人类健康产生有毒影响，还会消耗金属。²²电动汽车使用的电池依赖于锂离子，这是易燃和高度反应的，包括已知的致癌物质;处置会产生废物和这些物质的浸出。²³²⁴

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影响：水的可用性和水生生态系统

热电设施负责美国44%的取水（美国80%以上的电力是通过这种方式产生的），将大部分水返回水源，尽管热电发电用水记录不清。当温度、化学成分和/或pH值与接收体不同时，即使释放的水符合规定，以这种方式改变水质和水量也会对当地生态系统产生负面影响要求严格。

关键的不确定性和未决问题

不确定性：资源和水的可用性（可再生能源）

需要进行研究，以提高对可再生能源可能带来的潜在可持续挑战的理解，特别是围绕采矿、制造和风能和太阳能的生产。²⁵集中太阳能发电设施的冷却需要水，其中许多设施建在水资源紧张的地区，如美国西南部。

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不确定性:电池回收与再利用

重要的是，要增进对大规模电动汽车生产对电池寿命周期影响的潜在意外后果的共同认识。²⁶具体来说，有必要更好地了解二次电池使用和电池回收，以及这些机会在多大程度上降低电池拥有成本以及对环境和气候的具体影响。²⁷

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不确定性:电网集成和可靠性

将更多的可再生能源引入电网面临着挑战，比如低容量因素和资源间歇性(即，太阳能和风能只有在阳光灿烂、风吹的时候才可用)。间歇性的解决方案，如增加需求响应，增加智能电网技术的使用，以及负担得起的能源存储选项，是有效的风能和太阳能电网集成的必要条件。²⁸

可持续发展潜力

最好的情况

由可再生能源驱动的电气化，加上减少供应链温室气体排放的缓解过程和技术，将是一种接近零排放的燃料来源。²⁹这种方法还将消除导致空气污染的尾气和原料排放。设计用于报废后回收或再利用的电池，加上有效的逆向物流收集系统，将大大减少来自电池的有害物质污染。在缺水地区利用风能和太阳能光伏发电，再加上水循环利用，可以减少对水资源可用性的影响。

最佳实践

购买可再生电力

来自太阳能和风能的可再生电力正在美国迅速扩大规模。如今，许多公用事业规模的项目都能与化石能源竞争，2014年，非水电可再生能源发电量占美国总发电量的8%³⁰企业有很多选择来增加可再生能源在其能源中的比重:在现场创建分布式发电项目，通过电力购买协议建设和投资异地项目，从现有的集中电力公司购买“绿色关税”产品。

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安装可再生电力

对于配电中心和其他设施来说，就地安装可再生电力或投资附近项目的所有权是一个可行的选择。有些项目在成本上与公用事业项目相比具有竞争力，或者在2至5年内就能显示出回报，大多数项目都具有可预测性，并能节省电费。再加上充电基础设施，这些项目为设施和车辆本身提供低碳电力。

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利用电气化优化车辆效率

辅助动力装置（APU）传统上使用柴油。通过改用电力，这些辅助动力装置可帮助美国每年减少1100万吨二氧化碳排放量，特别适用于长途卡车，因为在长途卡车中，驾驶员严重依赖舒适系统来支持长途驾驶。³¹

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投资Second-Life电池机会

虽然还需要进一步的研究来更好地预测第二生命期电池的未来市场，但车队运营商应该参与到电池第一次生命期结束时的再利用、再利用和回收的机会中，并从有电池回收计划的原始设备制造商那里获取资源。³².

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使用电动汽车来储存电池

越来越多的电动汽车通过为依赖可再生能源发电的家庭和企业提供电池存储来帮助实现可再生能源的整合。³³例如，美国国家可再生能源实验室(NREL)正在与美国国防部和美国陆军工程兵团合作，在科罗拉多州的一个大型陆军设施开发一个将太阳能和电动汽车集成到微电网系统的系统。³⁴

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鼓励电动汽车的使用

短期内，推动电动汽车的普及需要大量私人和公共投资。企业可以通过寻求公众支持，鼓励创新融资机会来降低前期成本，并探索团购机会来进一步降低成本。

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投资科技研究

电动汽车技术在中型和重型领域的发展，需要重大的技术进步来增加续航里程和功率。整车厂应该投资于在这些领域取得关键技术进步所需的研究，车队所有者可以试验新的车辆技术。

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