量化车队规划再优化对配送物流卡车电气化的影响

重新思考商品如何到达商店

随着越来越多的公司承诺减少气候影响，补货我们超市的重型卡车也开始受到关注。用电池驱动的卡车替代柴油卡车看似显而易见，但本研究表明，单纯更换动力装置并不够。作者发现，通过从一开始重新设计送货路线，杂货连锁可以实现远超单纯换车的运输电气化——同时还能节省开支。

从一换一到更智能的车队

目前大多数货运电气化方案都把电动卡车看作只是装了不同燃料箱的柴油车。先假定柴油车的路线和时刻表不变，然后评估电动卡车是否能在不耗尽电量或超出电池预算的情况下完成相同的行程。这种一换一的做法简单直观，但忽略了电动卡车的本质差异：它们有不同的成本结构、需要充电窗口而不是加油站点，并且更适合某些类型的行程而非其他。物流提供商长期以来就怀疑这种方法低估了电动车队的潜力；本研究旨在衡量这一差距。

真实的配送，而非玩具示例

作者基于德国一家大型杂货连锁一个月的真实运单数据进行分析，覆盖约38,000次配送，服务500多家门店，由两个配送中心支持。他们比较了两种策略。第一种是先生成经过优化的柴油调度，然后在技术和经济上可行的地方将单个柴油车替换为电动卡车，但底层路线保持不变。第二种则从头重构整个车队：共同优化柴油与电动车的组合、哪辆车服务哪个门店，以及每辆车何时何地充电，使用专门的规划工具进行协同优化。他们在两种充电配置下测试这两种策略——仅在换班间在基地充电，或在基地充电加上装货时可用的更快充电器——并在两种目标下进行比较：最小化总成本或最大化电动行程份额。

可电气化的比例远高于预期

当运营经过重新规划而不是直接沿用柴油调度时，电动卡车能够承担的工作比例大幅上升。在现实假设下，经优化的方法使电动卡车承载的配送重量约为79–85%，而一换一替换仅为36–48%。在行驶距离和吨公里等指标上也出现类似跃升。瓶颈并非主要来自电池续航或充电设施的缺乏，而是线路结构：传统柴油计划将长短行程混杂分配到各车上，这对电动车辆来说很不便利。通过将适合电池卡车的配送进行聚类，并将剩余工作重新分配给柴油车，优化器在不改变物理硬件的情况下释放出更大范围的电气化潜力。

通过更高效的用车降低成本

研究还通过计算整个车队的全生命周期总拥有成本来追踪资金流，包括车辆、司机、能源、通行费和充电站，时间跨度为八年。电动卡车更高效但购置成本更高，因此只有在高强度使用时才划算。再优化确保了这一点：它把电动卡车分配给在其舒适续航范围内的频繁、大负载行程，而将柴油车保留给较少的远程长途路线。这样的分工提高了电池卡车的使用率并降低了运营成本。在最具成本效益的情景下，再优化相比一换一替换大致将车队节省翻倍，相对于全柴油基线将总成本降低约7%（而一换一为约3.5%）。有趣的是，虽然在一换一策略下在装货区增加充电对于提高电气化至关重要，但经过再优化的车队往往能通过选择不同的日程来在充电受限时仍然实现高电气化率。

电动与柴油卡车如何找到各自定位

在日常模式的细致观察中，作者发现混合车队自然分化为两类角色。电动卡车倾向于在较短日行驶里程内承载更大载荷，在靠近配送中心的路线上运行许多满载往返。相反，柴油车行驶距离更长、载荷更小，连接分散的门店并承担更多空驶里程。这种“按设计的专业化”在简单沿用柴油时代的路线时并不明显，但在算法被允许重新组织工作后就会清晰呈现。结果是一个异质但协调的系统，每种类型的卡车做最适合它们的工作，而不是试图把电动车在所有地方都作为直接替代品使用。

这对未来道路意味着什么

对零售商、货运公司和政策制定者而言，关键信息是软件和规划与电池和充电器同等重要。那些假定今天的柴油路线将简单由电动车承载的研究可能对技术与经济可行性做出了过于悲观的描述。本文表明，通过围绕电动卡车的优势与局限重新设计配送计划，公司可以使区域货运的大部分实现电气化、降低总成本，同时仍依赖更少数量的柴油车完成最艰难的路线。简而言之，迈向更清洁卡车车队的路径，更多依赖于更智能的规划来充分利用现有车辆，而不是等待完美车辆的出现。

引用: Zackrisson, A., Engholm, A., Bengtsson, T. et al. Quantifying the impact of fleet planning re-optimization on truck electrification in distribution logistics. npj. Sustain. Mobil. Transp. 3, 23 (2026). https://doi.org/10.1038/s44333-026-00091-7

关键词: 电动卡车, 车队优化, 杂货物流, 充电基础设施, 交通脱碳