用电动船舶取代柴油动力渡轮,有望减少排放并改善空气质量。
在自由女神像的映衬下,我们乘坐的白色小船穿行于纽约港,引起了附近一艘观光渡轮上乘客的注意。
“它现在可是个稀罕物,”Vessev公司首席执行官兼联合创始人埃里克·拉克曼说。
他的公司建造全电动水翼船。这类船只在加速时利用水下“翅膀”将船体抬升到水面以上。通过将船抬离水面,这种设计大幅降低了阻力——而阻力正是让船舶更节能的最大障碍之一。
“我们在加速。准备起飞了,”拉克曼说着,船迅速加速。
水翼将船体抬离水面约一英尺半。几乎就在瞬间,乘坐体验彻底改变了。原本船体破浪前行时熟悉的拍击感,变成了平稳的、近乎腾空滑翔般的行驶。
水翼如何让电动船变得“可行”
水翼效应不仅仅是个新奇事物。水会产生巨大的阻力,克服阻力需要消耗能量。船舶电动化之所以困难,是因为电池很重,而额外的重量又增加了推动船只所需的功率。水翼或许能提供解决方案。通过将大部分船体抬离水面,水翼降低了阻力,使船只能够更高效地行驶。
“我们大幅降低了你能感受到的阻力,而这正是让电动化变得可行的关键,”拉克曼说。
Vessev表示,其水翼设计将阻力降低了约66%。更高的效率使船只能够搭载更小的电池组,从而同时减轻重量和降低成本。
但效率只是问题的一部分。让一艘船实现电动化,并不只是用电机和电池替换柴油发动机那么简单。运营方还必须考虑船只的航程需求、载客量、充电速度以及可承受的重量。
从新奇事物到日常交通工具
Vessev在新西兰运营客运服务,并正在拓展到澳大利亚。在美国,其首个服务计划在太浩湖推出。拉克曼设想了一个未来:电动船舶成为公共交通的常规组成部分,而非小众景点。
“更像地铁、更像公交车、更像优步、更像出租车,只不过是在水上,”他说。
水道可以连接社区、运送乘客,而无需在拥挤的道路上增加更多车辆。当由日益清洁的电力驱动时,电动渡轮还能减少与柴油发动机相关的污染。
根据联邦环境数据,交通运输仍是美国温室气体排放的最大来源。道路车辆占了其中大部分污染,但船舶和其他水上交通工具同样在燃烧化石燃料。用电动船舶取代柴油渡轮,可以减少排放并改善繁忙滨水区域的空气质量。
Vessev并非唯一一家追求这项技术的公司。在斯德哥尔摩,通勤者已经乘坐由瑞典公司Candela建造的电动水翼渡轮。该公司表示,与传统同类船舶相比,其设计可将能耗降低多达80%。挪威已订购20艘该公司的电动水翼船用于沿海服务。
对渡轮运营商而言,吸引力不仅在于环保。更高效的设计和电池技术的进步,正在为电动船开辟曾经可能不切实际的航线。随着燃料价格飙升,运营成本也有望降低。
“我认为在一个更可持续的未来,我们很可能会在世界各地看到越来越多这样的船舶,”拉克曼说。
旧金山准备接入电力
在旧金山,该市最大的渡轮运营商每年运送约350万名乘客,该机构负责人谢默斯·墨菲表示。该网络服务于一个被水域塑造的区域,通勤者依赖船只穿越海湾抵达市区。
“我们有很多滨水区域,”墨菲说。
然而,整个船队完全依赖化石燃料。系统中全部18艘船只均由柴油驱动。这一局面即将改变——该机构准备在未来两年内新增四艘电池动力渡轮。这是一项耗资约5亿美元(约 33.4亿元人民币)的电动化改造的一部分,还包括码头充电基础设施。
与可以在家中过夜充电的汽车不同,渡轮可能需要在固定时刻表上完成多次往返。其电池必须为航线提供足够能量,而岸上充电器需要在船只停靠码头期间提供足够的电力。
要实现这一点,仅靠合适的船只还不够。运营方必须协调船舶航程、时刻表和充电能力,以在不影响服务的情况下保持乘客流动。旧金山最初不会使用水翼船,但该机构表示,新船将使其成为美国首家运营高速全电动渡轮的渡轮运营商。
电动化的经济账
对交通机构而言,仅凭气候目标很少能证明大规模船队改造的合理性。数字必须算得过来。
电池动力渡轮通常需要在船舶和充电设备上投入更大的前期投资。但电动机可能比柴油发动机更高效,运营方随着时间的推移可能在燃料和维护上节省开支。墨菲表示,柴油成本上升和电池技术的进步增强了转向电动化的理由。
“你在开始时进行前期投资,然后随着时间推移节省开支,最终从长远来看成本会更低,”他说。
财务上的可行性在很大程度上取决于航线。电池仍然沉重且昂贵,充电基础设施可能耗资不菲,并非每条航线都适合全电动船舶。长距离、紧凑的时刻表以及有限的充电机会,都可能使转型复杂化。
这一转变可能在水域之外创造机遇。旧金山的扩建项目中,船只及其电池均在美国制造。这可能为国内制造业就业创造机会。
对墨菲而言,这一转型是减少污染的机会,同时有助于为造船商和电池制造商开拓新业务。
“这些工作将会在其他国家创造,如果我们处理得当,我们也有能力在这里创造它们,”墨菲说。“我们不想被落在后面,”他补充道。
- 气候中心(Climate Central)是一个由科学家和传播者组成的独立团体,研究和报道有关气候变化及其如何影响人们生活的事实。