長期以來,電動汽車一直是可持續交通的有希望的選擇。然而,它們也帶來了一些實際的難題,例如昂貴、笨重的電池,而且經常需要充電。以色列正在透過投資為電動公交車供電的公路來解決這些障礙——當它們在街道上行駛時。政府正在與以色列初創公司 ElectRoad 合作,在特拉維夫安裝一條公共汽車線路,使用一種路面下的無線技術,該技術消除了對插入式充電站的需求。
儘管這項技術仍處於起步階段,但它可能會消除阻礙電池動力汽車在 一個多世紀以來 廣泛普及的三個最大障礙——成本、重量和續航里程。然而,首先,ElectRoad 將不得不證明其“感應充電”技術可以廉價地擴大規模,以便在全球範圍內的道路上採用。“這很令人興奮,因為它是在沒有電線的情況下充電,”賓夕法尼亞州立大學能源儲存研究實驗室 BATTERY 的主任蒂姆·克萊裡說,他沒有參與該專案。“但是,除非它價格合理且具有成本效益,否則它不會流行起來。”
ElectRoad 押注它會流行起來。無線充電意味著電動公交車可以攜帶輕便、廉價的電池,而不是笨重、昂貴的電池——而且永遠不必停下來充電。一旦道路配備了該技術,它就可以持續為配備適當裝置的車輛供電。“你只需要鋪設一次基礎設施,僅此而已。你可以將其用於各種車輛,這是一個很大的優勢,”這家成立四年的公司執行長兼聯合創始人奧倫·埃澤說。
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到目前為止,該公司的唯一試驗場是其位於凱撒利亞總部 80 英尺的測試路線。但該技術表現良好,足以讓該公司贏得以色列交通和道路安全部 12 萬美元的撥款,並獲得批准在特拉維夫公交線路的一部分上安裝他們的技術,該部首席科學家 沙伊·索弗 說。該路線將大約半英里長,計劃於 2018 年開放。如果一切順利,政府計劃更廣泛地部署該技術,首先是在埃拉特市和拉蒙國際機場之間部署 11 英里的班車。“特拉維夫是以色列最大的城市[在以色列],就像小規模的紐約。如果它在特拉維夫行得通,那麼它在任何地方都行得通,”索弗說。“我認為在 10 年內,你會在我們的交通運輸中看到許多像 ElectRoad 這樣的解決方案。”
ElectRoad 的埃澤拒絕透露特拉維夫專案的價格,但表示建設總成本將由交通部、市政府和該公司分攤。隨著該公司試圖擴大規模,每公里道路的成本將在未來幾年成為一個關鍵因素。以色列加入了越來越多探索這項技術的國家行列。例如,韓國 已經在全國各地擁有多條無線公交線路。歐盟也在 研究廣泛無線充電的可行性。埃澤說,ElectRoad 的技術與眾不同,因為變壓器成本更低,安裝過程更快、更高效。
感應充電自 1890 年代就已出現,當時發明家尼古拉·特斯拉首次發現他可以無線為燈泡供電。從那時起,它已被用於從手機到牙刷的各種裝置中——但直到最近才在 13 噸重的公共汽車的規模上使用。公共汽車透過兩個電磁場的相互作用產生的電力進行充電和推進。安裝在道路兩側的逆變器為 嵌入道路中的 銅板供電。類似的銅板也安裝在公共汽車的底部。當車輛駛過帶電道路時,兩個磁場相互作用併產生電力。
ElectRoad 表示,它可以以最小的干擾將該技術安裝在現有道路上,使用兩臺拖拉機可以在一夜之間完全裝備一公里道路。每輛公共汽車仍然需要一個小型車載電池,原因有兩個:第一個是加速,因為推動靜止的公共汽車所需的能量遠遠大於它在街道上滑行所需的能量。第二個是在未配備該技術的短途道路上供電。ElectRoad 的公共汽車可以在充電道路外行駛約三英里。
無線充電的最大優勢在於,它可以使用更小的電池,或者能夠使用更大的電池行駛更遠的距離。田納西州橡樹嶺國家實驗室從事無線技術研究的 布拉克·奧茲皮內奇 說,這兩者都很方便。然而,基礎設施和材料(尤其是銅)的成本可能會很昂貴,他說。目前,金屬的價格約為每磅 2.60 美元。賓夕法尼亞州立大學的克萊裡認為,除了成本更高之外,無線電力可能不如簡單地插入插座那麼直接——公共汽車可能會偏離主路,變得錯位並降低功率。
此外,隨著電動汽車電池變得更便宜、更輕、更高效,ElectRoad 技術的優勢可能會變得不那麼重要。電動汽車巴士公司 Proterra 的電池工程總監達斯汀·格雷斯說,工程和化學領域的突破使電池在過去 15 年中變得更具成本效益。幾年前,典型的電動汽車電池成本約為每千瓦時 1,000 美元。但格雷斯表示,現在許多公司已降至每千瓦時 200 至 300 美元,包括特斯拉、通用汽車和日產在內的少數公司甚至更低。“我屬於那種陣營,我認為鋰離子和能量儲存的成本正在暴跌,”格雷斯說。“當這些汽車製造商進入每千瓦時 100 美元至 200 美元的價格範圍時,他們發現這些汽車真的與其他汽車相當。他們不再將電池視為必須解決的挑戰。”
埃澤承認電池價格正在下降,但強調 ElectRoad 的解決方案並非針對個體車輛,而是針對最終可以為整個城市提供服務的包羅永珍的基礎設施。他說,節省就在這裡。還記得車載的小型輕便電池嗎?埃澤斷言,它僅在車輛執行時間的約 6% 的時間內使用,因此可以使用長達 25 年。相比之下,Proterra 等公司生產的電動公交車中的傳統電池壽命約為 六年。
儘管擴大規模面臨挑戰,但 ElectRoad 對其車輛與正在向太陽能和風能等可再生能源而非化石燃料轉型的電網之間日益增長的協同效應持樂觀態度。埃澤表示,最終,該公司甚至希望使無線充電成為雙向的:不僅從道路到公共汽車,而且反之亦然,利用制動產生的能量。
埃澤說,展望未來,這家初創公司的夢想甚至更大。“我們計劃從公共汽車開始,當然,但我們相信要徹底改變整個交通運輸。”
