Sedan tillkomsten av intern förbränning har stora maskiner som en gång kan ha drivits av kol och ånga gått vägen för att drivas av flytande fossila bränslen. Nu sträcker sig elbilsrevolutionen över transportsektorer och växer exponentiellt i betydelse bland dem.
Att minska utsläppen är en nyckelfaktor i detta; tunga industriella vägfordon producerar nästan sex procent av de totala utsläppen och en tredjedel av fordonsutsläppen bara i EU. Ta hänsyn till saker som järnväg och – en av världens stora utsläppsbovar – sjöfart, och utrymmet för att städa upp luften med elteknik är enormt. Och det är inte bara en trevlig sak för industrin att göra, eftersom regeringar nu kräver det.
Förutom att minska utsläppen och uppfylla lokala, nationella och internationella standarder är elektrisk drivning både energieffektiv och kan ge bergiga vridmoment – en nyckelfaktor för att flytta tunga laster. Dieselmotorer, den närmaste motsvarigheten när det gäller kraftleverans, omvandlar till exempel bara cirka 30-35 procent av energin i bränslet till nyttig kraft, medan elmotorer når närmare 90 procents verkningsgrad. Ur detta perspektiv är det tydligt varför el är så attraktivt.
Men det finns alltid frågan om miljöpåverkan i själva produktionen av ett elfordon och batteriproduktionen har varit under särskild granskning. Att bryta och förädla material som nickel, grafit, koppar och aluminium är energikrävande och resultatet är att elbilar börjar sina liv med en koldioxidskuld innan de ens har vänt på ett hjul.
Men gruvdriften blir grönare, och ett sådant fordon som hjälper till att uppnå detta är möjligen världens största landbaserade elbil – 110 ton Elektro Dumper. Och den behöver aldrig laddas om.
Baserad på Komatsu HB 605-7 (nej, vi hade aldrig hört talas om en heller), Elektro Dumper – eller eDumper för kort – är 14 fot bred och 14 fot hög. Olastad väger den 45 ton, varav fem består av ett enormt 700 kWh batteripaket som är ungefär sju gånger så stort som det största som för närvarande ses i avancerade elbilar. Detta driver en elmotor på 788 hk, 7007 lb-ft.
eDumpern är för närvarande i drift i ett stenbrott i Schweiz och transporterar en nyttolast på 65 ton kalk och märgel från gruvytan till en bearbetningsanläggning. Och det är den här inställningen att klättra upp till stenbrottet olastat och ner från stenbrottet med sin maximala vikt som gör att eDumpern kan generera mer energi än den använder genom regenerativ bromsning.
Nyligen skickade CNN Formel E-föraren Lucad DiGrassi med för att testa eDumpern och, efter att ha börjat vid bearbetningsanläggningen med 80 procents avgift, genererade en tur och retur – återvändande med full nyttolast – tillräckligt för att återvända med 88 procent. Per dag kan eDumper generera upp till 200 kWh överskottsladdning och över ett år kommer den att spara mellan 11 000 och 22 000 liter diesel jämfört med en vanlig dieselelektrisk dumper. Detta kommer i sin tur att förhindra att 130 ton CO2 släpps ut i atmosfären.
Även om eDumper kan vara den största elbilen på land, kommer potentialen för ännu större elbilar från havet.
Med sina 60 meter långa och 13 meter breda tar elfärjan Ellen kronan som världens största elfordon. Den har en nyttolast på 198 passagerare, med kapacitet för 31 bilar eller fem lastbilar på sitt öppna däck. Dess ordinarie rutt är 22 nautiska mil mellan de danska öarna Ærø och Fynshav som den täcker med hastigheter på upp till 15,5 knop – eller nästan 18 km/h.
Ellen är unik genom att hon inte har några reservdieselmotorer ombord och är därmed den första "riktiga" helt elektriska färjan som går i passagerartrafik. Hon drivs av en drivlina och energiledningssystem som tagits fram av det danska företaget Danfoss Editron. Denna består av två 1006 hk drivenheter och två 335 hk propeller.
Stjärnan i showen är ett helt enkelt enormt 4,3 MW batteripaket, som laddas via en laddningsstation på land. Det sägs vara det största batteriet inom marin användning, och därför nästan helt säkert det största batteriet som driver ett fordon i rörelse, det är ett tekniskt underverk. Tyvärr vet vi inte vad laddningsingången är, men det är rimligt att anta att en vanlig trestift inte skulle skära senapen.
Sjöfarten är enormt förorenande; det avslöjades nyligen att Carnival Cruises flotta enbart är mer förorenande än alla bilar i Europa tillsammans. Ellen är ett litet men betydelsefullt steg för att ta itu med detta. Hon sparar gigantiska 2000 ton CO2, 42 ton kväveoxider, 2,5 ton partiklar och 1,4 ton svaveldioxid per år.
Med tanke på att luftkvaliteten runt hamnar vanligtvis är ganska fruktansvärd, bortsett från den bredare miljöpåverkan gör Ellen livet för dem som bor i närheten både renare och tystare. Luftkvaliteten i städer som London kan också vara ganska svår, så regeringar och stadsmyndigheter söker elfordon för att städa upp den.
I London bor två miljoner människor i områden som lider av luftföroreningar som är olagliga när de ställs mot internationella standarder. Cirka 400 000 barn bor inom dessa zoner; Här finns 369 grundskolor och 86 gymnasieskolor. Över hela Storbritannien kan 40 000 dödsfall direkt hänföras till förorenad luft per år.
London har förbättrats, särskilt när det gäller att sanera kvävedioxid – en skadlig gas som släpps ut mestadels av dieselfordon. Initiativ som Ultra Low Emissions Zone (ULEZ), som är den första i Europa som fungerar 24 timmar om dygnet, har uppmuntrat företag och privatpersoner att gå över till elbilar eller lastbilar och även använda kollektivtrafiken – kollektivtrafik som också går grönt.
Bussar (och andra kommersiella fordon) är väl lämpade för elektrisk motivation tack vare vridmomentet som erbjuds, men faller då deras energianvändning är så mycket högre än för mindre fordon. Men eftersom ren elkraft vinner fram för bilar, har vätebränsleceller hittat en nisch i att driva kommersiella fordon som bussar.
Elbussar med bränsleceller är inget nytt i London, eftersom de introducerades medan Boris Johnson var borgmästare. Dessa var endast endäckare och därför begränsade i de rutter som de kunde operera på. För att förbättra sitt spel investerar Transport for London (TfL) nu 12 miljoner pund i 20 bränslecellsdubbeldäckare för att ytterligare förbättra luftkvaliteten i huvudstaden. Faktum är att London kommer att vara den första staden i världen som driver sådana aktier.
Wrightbus Streetdeck kan bära 64 passagerare och har en standardräckvidd på 200 miles (eller 264 i utökad räckvidd) vilket är gott med tanke på att de flesta London-bussar inte täcker detta en vanlig dag. Tankning tar sju minuter och kan göras vid depån.
Som en del av borgmästare Sadiq Khans transportstrategi slår TfL ner sin egen flotta genom att införa ULEZ-busszoner på några av huvudstadens mest trafikerade vägar. Som ett resultat har de skadliga NOx-utsläppen i dessa zoner minskat med 90 procent.
Att ta sig in och ut ur städer är något som många gör med tåg, och en fjärdedel av Storbritanniens rullande materiel drivs av diesel. Kan väte vara ett alternativ på rälsen också?
Den brittiska regeringen vill ha dieseldrivna tåg borta 2040, men utmaningen för järnvägarna är att elektrifiering inte är praktiskt i vissa områden. Det är här vätebränslecellstekniken kan träda in.
För närvarande är Tyskland det enda landet i världen som har vätgasbränslecelltåg som går i reguljär trafik, men Storbritannien hoppas kunna följa efter till 2022. Tyvärr, på grund av standardstorleken på rullande materiel som har funnits sedan viktorianerna vi kan inte bara köpa tågen från Alstom som är i bruk där borta – de är för höga för vårt nätverk.
Arbete pågår dock för att konvertera befintlig British Rail Type 321 rullande materiel till vätebränslecellsdrivna enheter med hjälp av Alstom. Kända som elektriska multipelenheter, kommer olika vagnar att utföra en speciell funktion för att generera elektricitet såsom vätgaslagring, bränslecellsplacering och en hyttenhet. Dessa tåg är kända som "Breeze" och är planerade att vara klara för lanseringen 2022.
Vätgasdrivna tåg kommer att vara vanligast i norra Storbritannien där utbredd elektrifiering inte är praktisk. Försök äger redan rum med "Hydroflex"-tåg (skapade av tillverkaren Peterbrook med hjälp från University of Birmingham) som har demonstrerats offentligt, om än i mycket begränsad kapacitet, tidigare i år.
Kollektivtrafiken är inte det enda som blir renare i städerna. Eftersom bilar straffas, letar folk efter nya personliga transportmedel för att ta sig runt.
De är en regulatorisk mardröm, men elektrifierade personliga mobilitetslösningar ökar i popularitet globalt. I det här landet är det inte tillåtet att använda elektriska personliga mobilitetslösningar som segways och vissa elcyklar varken på vägen eller på trottoaren, men det är inte sagt att det kommer att förbli så här.
Vägledningen är omfattande och något häpnadsväckande, men i takt med att aptiten för personlig rörlighet i städer växer, tror vi att den kommer att uppdateras. Bortsett från allmänhetens önskan finns det nödvändigheten att minska utsläppen i städerna, minska biltrafiken och att hamna i linje med andra länder. Många tillverkare eftersträvar också dessa lösningar så det kommer att bli lobbying, för att inte tala om de potentiella intäkterna för offentliga pengar genom moms, licensiering och andra tariffer.
Tungt befolkade, teknikdrivna länder som Japan och Kina driver agendan på detta område. Senast har kinesiska Segway-Ninebot kommit ut med en elektrisk skoter, designad för stadsuthyrning, som kommer att köra sig själv till en laddstation efter användning snarare än att behöva samlas ihop och kopplas in manuellt. Den kallas KickScooter T60 och har två hjul fram och ett bak för stabilitet, och kommer att använda AI för att hitta tillbaka till en laddningsdocka utan mänsklig inblandning – enligt uppgift. I skrivande stund har Segway-Ninebot ännu inte visat denna förmåga...
Fordonstillverkarna har också varit snabba med att hoppa på trenden för personlig elektrisk mobilitet. Audi har skapat e-tron Scooter som är en hopfällbar, 12 kg skateboard, delvis skoter, som kan tas med på tåg och bussar, och som kommer att tillåta användare att resa 12,5 miles i upp till 12,5 miles per timme. Audi är så seriös att 2000 Euro e-tron Scooter kommer att börja säljas nästa år.
På samma sätt som e-tron Scooter demonstrerade VW sin Cityskater på bilsalongen i Genève tidigare i år. Också utformad som en "final mile" pendlingshjälp, den har en räckvidd på nio miles, kan göra 12 mph och hopfälld för förvaring. Ett steg upp från Cityskater är Streetmate – en elskoter med medeldistans och ett alternativ till något som en 50cc moped. Med en topphastighet på 48 km/h och en räckvidd på 34 km är den designad för längre stadsresor över städer.
Vi har bara skrapat ytan på revolutionen inom mobilitet som sker över sektorer och funktioner, men en sak är klar, och det är att den kommer att drivas elektriskt. Den kan till och med flygas elektriskt, eftersom en elektrisk taxi kallad Volocopter den 14 september gjorde sin jungfruflygning vid Mercedes-högkvarteret i Stuttgart. Baserat på drönarteknologi är den designad för att transportera människor snabbt och rent runt stadsmiljöer, men som med andra elektriska flygplan är räckvidden den främsta begränsande faktorn; Volocoptern klarar 16 mil på en laddning. Men det är en början.
Naturligtvis finns det många utmaningar när det gäller tryck på elnäten, reglering och minskad miljöpåverkan från produktionen. Men det här är utmaningar som måste övervinnas när förbränningen fasas ut för grönare alternativ.
