托运人和承运商在实现运输能源组合多样化的过程中需要考虑很多因素。

柴油仍占运输市场份额的 93% ，尽管在不久的将来，柴油仍可能是重型运输的标准燃料，但替代能源正变得越来越可行。

从电动汽车到天然气，更可持续的运输技术的进步即将到来，随着我们对未来燃料替代品的研究不断深入，业界对这种多样化的发展感到非常乐观。

4 种替代运输能源

仔细研究重型运输的四种主要替代能源，将有助于托运人做出最适合其组织战略的决策。

生物柴油和可再生柴油
天然气
电池电力
氢燃料电池

生物柴油和可再生柴油

生物柴油和可再生柴油是商业运输中使用最广泛的两种替代能源。大多数加油站常见的生物柴油和生物燃料混合物包括 E10、B5 和 B2。此外，B20 是一种生物柴油混合物，在明尼苏达州夏季必须使用。加氢处理是炼油厂常用的工艺，其产品与传统柴油几乎相同。

生物柴油和可再生柴油的机遇与挑战：

生物柴油（以及其他先进的生物燃料）的最大限制在于只能用于混合。纯生物柴油不能在较低的温度下使用，因为它会结晶和凝胶化，有可能损坏卡车的发动机。因此，如果在柴油发动机中使用超过 20% 的混合燃料，大多数主要的发动机制造商都会取消保修。

可再生柴油的最大优点是可以直接取代普通柴油发动机中的传统柴油。

生物柴油和可再生柴油的可持续性优势：

生物柴油和可再生柴油都是由植物油和动物脂肪等有机废物制成的非化石燃料。

由于州一级的混合要求，生物柴油和生物燃料目前在全国范围内占据柴油替代品的主导地位。此外，联邦政府还通过可再生燃料标准 (RFS) 计划鼓励采用替代燃料，特别是在交通领域。为了以可实现和可扩展的方式减少温室气体排放，该计划要求逐步增加化石燃料与替代燃料的混合。生物柴油和可再生柴油是最常见的燃料。

随着政府每年提高最低混合要求，现有的市场份额将分散到更广泛的燃料类型中。RFS 也是您的汽车或私家车的汽油中含有乙醇的原因。

包括柴油在内的大多数可再生能源都在加利福尼亚州销售，该州的附加低碳燃料标准 (LCFS) 立法使其与传统柴油价格相比具有竞争力。纯可再生柴油的生命周期排放量比传统柴油少 60%，因此从排放的角度来看，纯可再生柴油是一种极具吸引力的选择。

天然气

天然气有多种形式（压缩和液化），其来源将决定其对可持续发展的影响，这主要是指可再生天然气。

压缩天然气（CNG）几十年来一直用于消费类车辆，但在重型运输领域的市场份额正在不断扩大。这种燃料本身价格低廉、稳定，而且与柴油相比排放更少。

液化天然气（LNG）不如冷凝形式的天然气受欢迎，因为它必须降到非常低的温度。这使其生产、储存和运输成本更高。此外，液化天然气在冷却过程中还会排放更多的温室气体，使其环境效益更加微弱。

再生天然气（RNG）的化学成分与传统天然气相同，但它是由动物粪便、垃圾填埋气和腐烂有机物等可再生原料制成的。值得注意的是其碳强度。在某些情况下，特别是乳制品废料，它实际上在生产和消费的生命周期中消除了碳排放。

CNG 和 RNG 共享相同的管道网络和最终用途。

CNG 和 RNG 拥有相同的管道网络和最终用途，一旦被提炼成最终形式，二者就无法区分，因此了解这种能源的生命周期对于了解整体碳强度至关重要。

CNG 在运输中的机遇和挑战：

CNG 的优点之一是其价格波动远低于柴油。通常情况下，当托运人向承运商报销压缩天然气费用时，报销额度是根据每月初设定的价格计算的。目前生产的天然气供应量非常可观，一些石油生产商由于管道容量不足，必须将多余的供应量烧掉。

将压缩天然气作为替代燃料应用于交通领域所面临的最大挑战之一就是将其直接与柴油进行比较。当柴油价格较低时柴油比压缩天然气更具成本效益。此外，使用天然气的替代燃料车辆需要与柴油卡车不同的发动机和加气站，这意味着前期投资巨大。

在 2014 年底原油市场暴跌之前，压缩天然气比柴油每加仑节省约 1 美元的成本。

然而，近期柴油燃料价格走低的环境使卡车使用柴油燃料更具经济优势。如果油价再次飙升，在所有其他因素一致的情况下，压缩天然气将成为最实用的替代燃料之一。

正如我们在文章 The Viability of CNG in the Supply Chain 中指出的，天然气的基础设施仍在不断扩展，尽管速度缓慢。

压缩天然气的可持续性优势：

与汽油或柴油相比，压缩天然气在燃烧时排放的温室气体 (GHG) 更少，因此燃烧更清洁。然而，它仍然是一种化石燃料，而且大部分来自大规模的钻井作业，从而留下了大量的碳足迹。RNG 是天然气消费中的一种可再生能源，因为它是由垃圾填埋场和牲畜粪便等有机材料制成的。

生命周期排放变得更加重要，因为 RNG 的生产过程重新利用了甲烷气体，而这些气体原本会释放到大气中。

利用联邦和州激励措施的计划可以提高其经济可行性。

电池电动汽车

如果技术不断进步，电池电动汽车（BEV）的可行性将超过 CNG。

截至本文撰写之时，电池电动汽车尚未在重型应用中获得主流认可。主要的预售订单预示着航运业开始发生转变。这些采购包括 UPS 订购的 950 辆 Workhouse 电动送货车。其中还包括主要的消费品包装（CPG）托运人、零售商和承运商对重型 8 级电池电动卡车（如特斯拉半挂车）的预订。

特斯拉和尼古拉等市场颠覆者正与戴姆勒和沃尔沃等行业巨头携手开发未来货运市场的 BEV。

电动汽车在商业运输中的机遇和挑战：

一旦这些技术被采用到主流供应链中，BEV 的前景将一片光明。

BEV 的主要优势包括能源效率的提高，以及由于能源成本低于柴油而带来的长期成本优势。

尾气排放将降至零，这使其在拥堵的城市地区极具吸引力。

尽管有大量的电动直流快速充电站，但对于 BEV 而言，最大的障碍是缺乏重型基础设施。因此，最有可能利用电动卡车的托运人是那些拥有运行特定车道的私人车队的托运人。

这些托运人可以在现场或专用线路上投资建设充电基础设施。电动车辆还可以在城市范围内的重复路线（如城市交通）上运行，而柴油卡车则需要在全国范围内进行更长时间的运输。

对电池充电范围的限制进一步加剧了这一挑战。电池非常重。卡车的载重量受到限制，因此放弃整辆卡车而采用电气化动力总成的做法并不可取。

此外，电池技术还受到时间和续航里程的限制。一旦充满电，续航里程约为 200 英里。大多数长途运输的里程为 1,000 英里或更长。卡车每停驶一分钟，其利润就为 0 美元，因此停机和频繁停车在大多数供应链中都是不受欢迎的。

我们可以看到公用事业公司、跨国能源公司和电动汽车制造商（如比亚迪、特斯拉和戴姆勒）都在建设加油站，以支持其特定的卡车网络。

电动卡车的可持续发展优势：

加州的温室气体排放法规和激励措施也为这种替代能源铺平了道路。2020 年初，安海斯-布希（Anheuser-Busch）公司购买了比亚迪在美国的第 100 辆全电池电动 8 级卡车，并将其加入到已有 20 多辆电动汽车的网络中，以减少其运输供应链中的碳排放。然而，衡量电动卡车在可持续发展方面的真正优势却非常复杂。

例如，与风力涡轮机产生的电力相比，煤炭发电厂产生的电力仍会向大气排放大量温室气体。

氢燃料电池

氢燃料电池电动汽车 (FCEV) 与电动卡车类似，因为它们都是由电池驱动的车辆，但两者的能源不同。这些重型车辆使用燃料电池将纯氢和氧气结合，产生电力为卡车电池供电。这类交通工具最知名的制造商是尼古拉和丰田。

阅读《突破》杂志就氢燃料电池技术的未来对尼古拉的采访， here.

氢燃料电池技术的机遇与挑战：

价格是采用氢燃料电池作为替代能源所面临的最大挑战。为卡车提供动力的能源非常昂贵，对于目前的大多数托运人和承运商来说可能不划算。氢既昂贵又难以处理，运输成本可能更高。不过，随着新电池技术的出现，价格有可能会下降，这将成为一个更具吸引力的选择。

与其他电动选择相比，氢燃料电池卡车的最大优势在于续航里程。电动汽车一次充电的最大续航里程预计为 100 到 300 英里，尽管特斯拉声称其电动半挂车的续航里程为 600 英里。另一方面，尼古拉表示其氢燃料电池卡车一次可行驶 1000 多英里。

在基础设施方面，氢燃料电池汽车面临着比电动汽车更严峻的挑战。虽然氢燃料电池卡车的续航里程更长，需要的充电次数更少，但它们仍然需要特定的氢燃料加注站。2019 年，美国只有 40 个公共加氢站，其中大部分位于加利福尼亚州。

氢气的可持续性优势：

考虑到尾气排放，将氢气转化为电力是相对清洁的。氢气只产生热量和水副产品。尽管氢气排放清洁，但生产氢气仍引发了可持续发展问题。

有些氢气生产依赖化石燃料和一种称为蒸汽甲烷转化的热化学过程。这些过程会排放温室气体，因此考虑替代燃料来源的生命周期排放对于确保真正可持续的供应链实践变得越来越重要。

替代方法是通过电解水分子和产氢微生物来使用可再生氢。

您的替代燃料战略是什么？

决定哪种类型的替代燃料是您运输战略的正确选择可能取决于您组织的核心价值观。如果您强调可持续发展，并希望成为一个生态友好、具有前瞻性思维的品牌，那么您就应该成为早期采用者。如果您致力于减少温室气体排放，在技术和方法普及之前，您可能会遇到能源价格上涨的问题。

所有托运人和承运商面临的最大挑战是从柴油转向替代燃料的成本和复杂性，但这是可能的。能源组合的多样化为托运人提供了灵活性，支持了一个灵活的供应链。与承运商和能源供应商建立战略合作伙伴关系可以提高财务可行性和长期计划的成功率。随着政府、组织和消费者不断将目光转向排放目标更加严格的清洁能源未来，托运人应为替代燃料的未来做好预期和准备。

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