Volta Via正在研究道路施工场地的电气化方案。

Volta Via研究项目探讨了如何实现道路建设中的大型施工设备电气化，以及为此需要怎样的能源基础设施。研究结果显示：在所研究的各类机械中，有多达86%的类别已有电气化型号可供使用。

对于高强度施工阶段，计算出的充电需求为378千瓦。

图片来源：Volta Via

该项目由Zeppelin Rental与亚琛工业大学电动汽车零部件生产工程研究所（PEM）在2024年8月至2026年中期间共同开展。参与方包括Autobahn GmbH、德国道路建设局（BASt）、奥地利的ASFINAG以及瑞士的道路建设管理局ASTRA等。

研究内容涉及沥青路面和混凝土路面的彻底修复及表面翻新。项目合作伙伴为2027年、2040年和2050年制定了关于机械需求、能源供应及充电基础设施的参考方案。根据最终报告，这些方案需根据施工方法、机械配置、施工时间以及当地条件进行相应调整。

根据研究结果，目前市场上已有高达86%的所需机器类别的电动型号可供选择。但这并不意味着它们在技术性能上能与柴油机完全相当。在持续功率、运行时间、充电需求以及使用灵活性等方面仍存在局限。作者认为，供应缺口主要存在于物料供应商和模板制造企业。

能源供应成为关键问题

一项针对高速公路养护项目电气化的模型计算显示了额外的电力需求可能有多大。在假设4%的养护比例下，德国每年将需要额外约34.7吉瓦时的电力，这约占德国电力消耗总量的0.0066%。Volta Via对整个德奥瑞地区的估算则为每年约44吉瓦时。

根据报告，相比总能量而言，所需功率的本地可用性更为关键。在所研究的参考场景中能耗最高的施工阶段，需要378千瓦的充电功率。在此过程中需考虑的因素包括电网连接、充电时间窗口、储能系统、负荷管理以及可能同时进行的多个充电任务。

显然，并非所有车辆都必须直接在施工现场充电。研究表明，那些可用于道路行驶的自卸车、半挂车、运输搅拌车及其他物料运输车辆，也可以使用维修厂、生产与物流基地或公共卡车充电站。

而对于施工场使用的机器，则需要其他的能源供应方案。在为期数年的大型项目中，可以考虑采用专为该项目设计的中级电压供电系统。对于工期较短或位置会变动的施工场，该报告建议采用临时性且可移动的能源供应系统。对于固定用途的应用，有线连接的机器也可能较为合适。只要拥有足够功率的电源接口，这样就能在一定程度上避免在机器中配备大型电池储能装置。

2026年夏季，Strabag在奥伯豪森展示了这种方案在实际应用中的样子。在一家土壤处理厂的改造项目中，共有11台全电动建筑机械被投入使用，其中包括一台25吨级的挖掘机、一台轮式装载机、一台汽车起重机以及一台道路施工机械。一个容量为153千瓦时的移动式电池储能系统用于为这些机器供电并缓解用电高峰带来的压力。不过，该施工现场并未完全实现全电动化：对于那些无法使用电动设备的作业以及物流运输，Strabag还使用了HVO100燃料。

运营成本有望下降

Volta Via还分析了不同方案下的运营成本。在假设所有可用的电动机械都能得到充分利用的前提下，到2027年时，这些运营成本相较于传统方案可能会减少一半以上。而到2050年，这一数值将进一步降至目前水平的约八分之一。

不过，该计算并未考虑机械的购置成本。同时，也假设工业用电价格将保持在2025年的水平不变。报告指出，电动建筑机械是否真的具有经济可行性，取决于设备利用率、运行时间、能源价格、基础设施成本、残值以及可能对生产效率和施工周期产生的影响等多种因素。

排放量同样属于模型预测值。在假设的理想条件下，Volta Via预计到2027年，其温室气体排放量将比传统参考情况减少约80%。到2050年，这一减排潜力还将提升至约97%。实际数值则取决于电力来源、机械可用性以及具体施工地点等多种因素。

该项目的另一个重点在于公共建筑项目的分配。为此，他们开发了一个电气化指数，该指数会考虑驱动技术、机械数量及其在施工过程中的重要性。这样做的目的是避免大量小型电气设备过度提升整体效果，而关键施工步骤仍以传统方式执行。

该指数最初是作为加分项而非排除标准设计的。并非完全使用电动设备的投标者不会因此被彻底排除，而那些采用更低排放水平的设备与供应方案的投标者则能获得评分优势。随着相关产品在市场上的普及，未来该指数的权重可能会提高，或设定最低要求。

“Volta Via”项目是由2024年德奥瑞交通基础设施研究合作计划资助的。其资助方包括德国联邦交通部、奥地利联邦创新、交通与基础设施部以及瑞士联邦道路局。