亚洲与北美贸易枢纽的电气化转型
亚洲与北美之间的贸易联系由两大枢纽港口——新加坡和加利福尼亚州长滩港所支撑。这两个港口都在推进运营电气化，以摆脱对化石燃料的依赖。其他港口在 5 月申请了美国环保署（EPA）的拨款以实现类似目标，它们可以从这两大港口的经验中汲取教训。
就总货运吨位而言，新加坡是全球最繁忙的港口之一，全球五分之一的集装箱经过这里。
在太平洋的另一端，位于南加州的长滩港每年处理 900 万个 20 英尺标准箱单位，占通过美国所有港口的集装箱总量的五分之一。
两个港口都致力于实现港口周边车辆的电气化，这是其积极削减空气污染目标的一部分。这种污染主要源于集装箱装卸设备（如场桥拖拉机、橡胶轮胎龙门吊（RTG）和自动导引车（AGV））近乎全天候的运行。这些设备通常使用柴油燃料，排放空气污染物和温室气体。
目前已有电动版本可供选择。2023 年 4 月，长滩港称赞加州空气资源委员会（CARB）出台的一项开创性规则为“受欢迎且必要”，该规则要求加州港口及高速公路上的中型和重型车辆向零排放车辆过渡。
该规则指出，尽管卡车仅占加州车辆总数的 6%，但它们却占该州交通相关氮氧化物排放量的 35% 以上，以及道路温室气体排放量的四分之一。
港口卡车电气化的三大关键组件
成功实现港口用卡车的电气化需要关注至少三个关键组件。
首先是安全。港口作业中使用的电动汽车充电器可向电池提供 75 千瓦至 250 千瓦的功率进行充电，未来功率可能更高。为确保充电安全，斯陶比电气连接器（Stäubli Electrical Connectors）向这些早期采用者港口提供了其快速充电连接器（QCC）系统，作为其“免手操作”充电策略的一部分，以支持其电气化进程。
当场地拖拉机、AGV 或 RTG 驾驶员驶入停车位时，QCC 系统会将充电器上的插销引导至连接到车辆封闭插座上的漏斗中。它自动完成连接，全程免手操作，无需用户参与充电过程即可开始充电。在此过程中，连接完全封闭并具备防触摸保护。
其次是可靠性。港口任务关键型运营不能允许出现故障。港口土地是世界上最昂贵的地产之一，而港口内最重要的地产正是船舶卸载、转运和排队等待分配的区域，这也是场地拖拉机、AGV 和 RTG 作业的地方。即使只有一个充电桩停用，也可能扰乱港口运营，造成高昂的经济成本。
第三是充电速度。充电必须迅速，以便让这些专用车辆尽快恢复产生收入的操作。一旦车辆到位，QCC 可在不到 10 秒的时间内插入，无需操作员下车或手动插拔。其他机器人连接方式通常需要 30 秒到几分钟。如果驾驶员需要下车才能插拔插头，等到高压直流电流入电池同样可能需要数分钟。每次多花几分钟充电时间，对于优化运营有着巨大的帮助。
本着这些目标，新加坡港和长滩港的运营商 SSA Terminals 均选择了快速充电连接器（QCC）。
新加坡的未来规划
此类自动化系统在新加坡 PSA 集团正在建设的完全新型港口中占据核心地位。其目标不仅是革命性地改变航运业的未来，计划还要求全面自动化码头运营及相关基础设施，以加强新加坡向全球约 600 个港口提供服务的能力。
据设想，一支完全由电池供电的场地拖拉机车队将每辆携带 65 吨货物，巡航速度为每小时 15.5 英里（25 公里/小时）。这些自动驾驶平台将在约 20 分钟内自动充满电，此次充电量可提供长达五小时的连续使用。
长滩更清洁的空气
在长滩，33 台专为在码头内运输集装箱而设计的拖拉机已交付，配备电动汽车动力系统。
SSA Terminals 选择了高功率 175 千瓦直流充电器为拖拉机供电，并由斯陶比安装其 QCC 设备以实现自动化快速充电。该系统于 2023 年 11 月投入服务。
该项目是加州空气资源委员会零排放和近零排放货运设施计划向长滩港提供的 5000 万美元拨款的一部分，旨在减少空气污染和温室气体排放。
来自 EPA 清洁港口计划的更多拨款资金
2 月底，美国环境保护署宣布启动 30 亿美元的清洁港口计划，用于资助零排放设备、基础设施和气候规划，这为推动美国其余港口的电气化注入了动力。
两项相关的资金机会通知开放申请，截止日期为 5 月 28 日。美国环保署预计将于 9 月通知入选者，并在 12 月前授予拨款。
大部分资金——近 22.8 亿美元——将用于资助港口设备和基础设施的零排放技术部署竞赛，以减少移动源排放。符合条件的项目可能包括人工操作和维护的零排放货物装卸设备、电动汽车充电基础设施以及其他技术投资。
免手操作充电的工作原理
斯陶比的快速充电连接器系统采用封闭式插针 - 插座设计，连接器两侧均具有自清洁和防触摸保护功能。
在长滩港，33 套 QCC 系统自动将充电器连接到每台终端拖拉机的电源 receptacle 上。所有 33 台拖拉机可同时充电，无需人工干预。操作员将车辆驶入充电站，QCC 便会部署并为拖拉机插电。充电工作可以在休息间隙或换班期间进行，从而最大化充电可用时间和劳动力生产力。
每个 QCC 均采用 UL 认证组件，能够抵御会污染港口设备的污染物，包括盐雾、高湿度以及空气中的铁锈和橡胶颗粒。
QCC 系统有助于为港口未来做好准备，以防未来设备需要更高的功率。例如，在乘用车领域，早期的雪佛兰 EV1 电动车在 1990 年代以 20kW 充电，这在当时已属较高水平。但现在某些乘用车的充电功率可达 500kW。QCC 提供 650kW、1500kW 直至 5000kW（5 兆瓦）液冷版本的尺寸选择，斯陶比还提供兆瓦级 MCS 连接器。
长滩项目正帮助长滩港和洛杉矶港履行其联合《清洁空气行动计划》，力争到 2030 年实现 100% 零排放码头运营。
斯陶比还积极参与多项标准制定工作，包括 IEC 61851-23-1（电动汽车传导式充电系统）和 SAE J3105-3（中型和重型车辆传导式充电）。
斯陶比系统设计符合这些国际标准，以实现充电基础设施与电动卡车之间的互操作性。这意味着电动汽车制造商和服务设备提供商在采用免手操作连接设备时将面临极少甚至没有障碍。
新加坡和长滩的最新部署充分证明，零排放电动场车能够在充满挑战的盐雾环境中经济可靠地运行，同时满足严格的空气质量目标。此外，符合美国环保署（EPA）资助计划资格将提升任何启动电气化改造的美国港口的经济效益。
David Rababy 是史陶比尔北美区电动移动性业务销售负责人。