报告：零排放非道路设备技术与市场评估

导言

CALSTART近期发布了《零排放非道路设备技术与市场评估》报告。

报告调查了零排放非道路设备的技术现状和市场准备情况。包括对各种非道路设备市场的深入分析，评估其技术优势，并确定进一步市场开发的领域，以便更快地实现电动化，以满足气候和空气质量目标。

报告摘要

公路车辆是向零排放技术过渡的先行者，并通过开发所需技术为非道路设备铺平道路。

总体而言，非道路设备电动化正在快速发展，目前共有8个不同非道路类别的217款可用车型。

根据最新的技术状态统计，零排放轻型叉车、机场地面支持设备（GSE）、堆场卡车和运输制冷设备（TRU）在技术上已经成熟，现在面临的是市场壁垒而不是技术壁垒。

基础设施和成本是非道路设备最突出的两个市场障碍。在工作现场，充电基础设施的可用性通常是可变的，一些非常重型的设备需要特别高的充电率，高于目前商业可用的充电功率。此外，尽管在总体拥有成本（TCO）方面评估的许多非道路路段与柴油车辆相当，但即使考虑到现有的低碳燃料标准（LCFS）和清洁非道路设备（CORE）激励项目激励措施，一些建筑和铁路设备仍无法达到平价。

随着零排放叉车和场地卡车继续获得市场份额，建筑设备有望成为非道路设备行业电动化的“快速追随者”。施工现场靠近电气基础设施、施工设备所在城市的强噪音和减少污染政策，以及许多施工设备的总体紧凑性，都有助于通过电池电力和燃料电池电力技术实现电动化的巨大潜力。

通过投资和利用对零排放建筑设备至关重要的技术和供应链，可以加快向零排放设备的过渡，以满足更难电动化的细分市场，这些细分市场可能需要更高的电力需求和更少的充电基础设施。

虽然满足更长的运行时间和大功率要求是一个挑战，但为重型非道路设备通电的工作是可以实现的。

识别和解决这些问题的一种方法是CALSTART和CARB提出的“桥头堡模式”。桥头堡方法将早期注意力集中在较轻的电动化机械和设备上；然后，随着电池、组件技术和供应链的进步，它们被升级并纳入越来越重型的设备中。桥头堡战略已被证明在应对挑战和消除非道路装备领域电动化的关键障碍方面取得了成功。

非道路设备定义

为了调查零排放非道路设备日益增多的可用性，已根据设备的主要使用场所定义了几个分类。这些分类包括：

•货物装卸设备，这是港口、铁路站和配送设施中常用的设备；

•农业和建筑设备，根据其与农业或建筑活动的最常见关联进行分组；

•航空支持设备，指地面支持设备而非飞机；

•铁路设备，重点是轨道车等，而非火车。

部分设备示例

市场趋势

建筑设备

建筑设备市场分为七大类，是该行业中销量最大的产品。这些类别包括：小型挖掘机、小型挖掘机、中型挖掘机、大型挖掘机、轮式装载机、反铲挖掘机和滑移/紧凑型履带。此外，还有许多小容量产品类别，在这些小容量类别中已经有许多电动化的例子。

美国电动工程设备渗透率预测

在上面列出的七个主要类别中，较小的设备经历了迄今为止最大的电池电动车型市场渗透率，尽管预计其他细分市场将在未来几年实现电动化。

例如，2021，电动微型挖掘机占美国市场的5%。到2029年，这一数字预计将增长到美国和加利福尼亚州市场的15%左右，表明在中期内，加利福尼亚州有望以比全国更快的速度实现这一类别的电动化。

到2029年，电动化份额最大的其他类别将是小型挖掘机（在美国和加利福尼亚州均为9%）、轮式装载机（在美国和加利福尼亚州都为6%）、反铲挖掘机（均为9%）和集材/紧凑型轨道（两者都为11%）。

在美国市场之外，考虑到欧洲和亚洲各地的示范活动和早期商业转型，在用电池挖掘和施工设备的多样性进一步扩大。

在所有情况下，氢燃料电池在部署方面都明显落后，这反映出与电池电力部门相比，在燃料电池电力部门的创新和研发投资方面缺乏规模。然而，国际上正在进行演示，沃尔沃等多家原始设备制造商正在开发产品。

美国拖拉机按动力形式区分预测

美国叉车按动力类型销售预测

桥头堡模型

非道路设备应用“桥头堡模型”，右边是道路车辆模型。

技术成熟度

电动化搬运设备技术成熟度

电动化建筑工程设备技术成熟度

电动化其他设备（农业、机场、机车）技术成熟度

氢燃料电池非道路设备技术成熟度

路线图-建议

虽然预计所有非道路设备最终都将转向零排放技术，但重要的是从高潜力类别开始。从广义上讲，出发点是小型非道路车。专注于这一细分市场能够迅速取得进展，因为从农业到建筑业再到采矿业，所有细分市场中的许多小型车辆类别都已经非常适合电动化。事实上，零排放车型已经在这些细分市场的许多市场上销售。

如CALSTART桥头堡战略所述，在这些设备类别中大规模部署零排放技术可能会导致原始设备制造商的大量研发支出，从而导致快速技术开发，从而实现大型车辆和设备的电动化。

虽然这些较大的车辆和设备往往更难实现电动化，但这样做对整个非道路行业的脱碳至关重要。事实上，由于其相对较高的燃料消耗量，减少这种大型设备的排放量是否至关重要。因此，设备制造商、最终用户和政策制定者需要在解决当今的“唾手可得的果实”和推动开发更重型的解决方案之间取得微妙的平衡。

特别是，各国政府可以通过制定积极的政策，与私营部门建立明智的伙伴关系，并通过提供大量资金或其他激励措施加快部署，为小型和大型非道路车和设备的电动化做出重大贡献。