Nulinės emisijos sunkvežimiai: rinkos pažanga pagerina infrastruktūrą
2024-ieji pasauliniu mastu buvo nulinės emisijos sunkvežimių (baterija su elektra ir kuro elementais) pažangos metai. Didėjant pardavimo skaičiui, asortimentui ir modelių prieinamumui, kita galvosūkio dalis yra degalų papildymas. Elektros įkrovimui ir vandenilio papildymui išlieka kliūtys dėl tinklo pajėgumų, sąnaudų, mastelio keitimo ir tvarumo.
Naujoje IDTechEx ataskaitoje „Elektriniai ir kuro elementų sunkvežimiai 2025–2045 m.: technologijos, rinkos, prognozės“ analizuojami masinio BEV ir FCEV sunkvežimių diegimo reikalavimai, atsižvelgiant į daugiau nei 80 prognozių eilučių, įskaitant vienetus, rinkos dydį, akumuliatorių poreikį ir kuro elementų paklausa.
DC įkrovimas
„IDTechEx“ tikisi, kad vidutinės ir sunkios apkrovos sunkvežimių vidutinis akumuliatoriaus dydis padidės nuo 2025 iki 2045 m., kad nuvažiuotų didesnius atstumus ir apimtų papildomus naudojimo atvejus. Tai vienintelis būdas jiems bet kokiomis aplinkybėmis konkuruoti su vidaus degimo varikliu (ICE) varomais sunkvežimiais.
BEV sunkvežimiai šiuo metu yra perspektyvios transporto galimybės regione ir tarp centrų, tačiau jie yra mažiau veiksmingi ilgose kelionėse dėl riboto diapazono ir greito įkrovimo trūkumo.
Tačiau sunkesnės baterijos sumažins bendrą transporto priemonės naudingąją apkrovą. Paprastai jie bus brangūs, nes akumuliatoriai paprastai sudaro daugiau nei pusę elektrinio sunkvežimio gamybos sąnaudų.
Todėl akumuliatoriaus talpa negali be galo didėti, o tai reiškia, kad greitas, maršruto įkrovimas MW įkrovimo forma taip pat bus reikalingas, kad atitiktų darbo ciklo reikalavimus ir padidėtų elektrinio sunkvežimio įsisavinimas. IDTechEx apskaičiavo, kad MW įkrovikliai bus naudojami maždaug 90 % sunkvežimių naudojimo atvejų.
„Tesla Model 3“ (78 kWh talpa) ir „Volvo FH Electric“ (bendrasis svoris 44 tonos, 360–540 kWh talpa) įkrauna 250 kW galią, o „Volvo“ sunkvežimiui iki 300 km atstumo pilnai įkrauti prireikia 2,5 valandos. Priešingai, „Model 3“ gali įkrauti 80% savo 680 km atstumo per mažiau nei 30 minučių.
Nors elektra varomi automobiliai ir sunkvežimiai naudoja tuos pačius įkrovimo standartus, elektriniams sunkvežimiams reikalingas daug didesnis svoris ir akumuliatoriaus talpa įkraunama daug ilgiau pagal dabartinius CCS (Combined Charging System) ir kitus įkrovimo standartus, todėl prastovos pailgėja.
Prastovos trukmės sumažinimas yra gyvybiškai svarbus komercinių transporto priemonių veiklos ekonominiam gyvybingumui. 2025 m. žadama užbaigti megavatų įkrovimo sistemos (MCS) standartą, leidžiantį EV įkrauti, kai galia viršija 1 MW, teoriškai iki 3,75 MW.
2024 m. keletą MW įkroviklių diegimui jau vadovavo įkrovimo stočių tinklo operatoriai, tokie kaip „Milence“ ir „WattEV“, ir techninės įrangos gamintojai, tokie kaip „Power Electronics“.
„IDTechEx“ tikisi, kad 2025 m. MW įkrovimo sprendimų skaičius labai padidės, kai bus baigtas MCS standartas, o tai padidins MW įkroviklių naudojimą augančiai akumuliatorinių elektrinių sunkvežimių rinkai.
Reikia patobulinti vandenilio papildymo infrastruktūrą
FCEV pardavimas smarkiai sustojo 2024 m., nors JAV ir Europoje veikia ribotas skaičius kuro elementų sunkvežimių. Kaip ir akumuliatoriniai elektriniai sunkvežimiai, Kinija dominuoja kuro elementų sunkvežimių rinkoje – 2024 m. sausio–lapkričio mėn. buvo parduota beveik 4 000 sunkiųjų kuro elementų sunkvežimių – trečius metus iš eilės pardavimai viršija 3 000 vienetų.
Nors kuro elementų keleivinių transporto priemonių perspektyvos yra neaiškios, sunkiasvoriai sunkvežimiai tapo geriausiu kuro elementų technologijos panaudojimo atvejis: vandenilis paprastai yra daug lengvesnis už akumuliatorių paketus, kad būtų galima pasiekti tą pačią ridą, o vandenilio degalinių trūksta. yra mažiau problemų su fiksuotais komerciniais maršrutais.
Tačiau kliūtis išlieka vandenilio degalinių trūkumas. 2025 m. sausio mėn. JAV iš viso yra tik 77 vandenilio degalinės, o 61 yra Kalifornijoje. Europa turi panašią problemą su 190 degalinių, tačiau maždaug pusė jų yra Vokietijoje.
Be to, pastaraisiais metais kai kuriuose regionuose vandenilio kaina siurblyje labai išaugo. 2019 m. jis kainavo tik 13,11 USD už kg „True Zero Oakland“ vandenilio stotyje, Kalifornijoje, o 2023 m. kainos siekė 36 USD už kg 37 „True Zero“ stotyse.
Šis 175 % kainų padidėjimas atspindi sunkumus patiriančią FCEV rinką, didelio masto atsinaujinančios vandenilio gamybos trūkumą, transportavimo ir saugojimo sunkumus ir sumažintas mažo anglies dioksido kiekio kuro standarto subsidijas.
Žvelgiant iš bendrosios nuosavybės sąnaudų (TCO) perspektyvos, kuro elementų sunkvežimiai yra nepalankesnėje padėtyje, palyginti su akumuliatoriniais elektriniais sunkvežimiais, dėl kurių pradinės išlaidos yra didesnės, palyginti su dyzeliniais sunkvežimiais su ekonomišku įkrovimu per visą transporto priemonės eksploatavimo laiką.
Be to, nors vandenilis gali prisidėti prie dekarbonizacijos, pilkasis vandenilis, kurį gamina gamtinės dujos, sukelia didesnį CO2 išmetamųjų teršalų vienam nuvažiuotam kilometrui nei dyzelinas.
Tvariam vandenilio kurui reikia daug didesnės žaliojo vandenilio dalies nei šiuo metu gaminama. Atsižvelkite į dideles išankstines ir nuolatines vandenilio degalinės, tiekiamos žaliuoju vandeniliu, išlaidas: elektrolizatorius, talpyklas, kompresorius, aušinimą ir transportavimą.
Be to, jei degalinė turi tiekti ir 350 barų (sunkvežimiams ir sunkiasvorėms transporto priemonėms), ir 700 barų (pirmiausia keleivinėms transporto priemonėms) slėgio vandenilio kurą, tada padvigubinkite slėgio reguliatorių, degalų tiekimo vožtuvų, dozatoriaus purkštukų ir saugos skaičių. būtų reikalingos sistemos.
Akumuliatoriniai elektriniai sunkvežimiai dominuos, bet vandenilis išliks
Svarstant kliūtis, kurias turi įveikti kuro elementų sunkvežimiai, kad taptų perspektyviu rinkos sprendimu, akivaizdu, kad akumuliatoriniai elektriniai sunkvežimiai yra labiau įsitvirtinęs sprendimas.
Tačiau auganti elektromobilių rinka ir didėjantis MW įkroviklių energijos poreikis reiškia, kad daugumoje sričių reikia iš esmės atnaujinti tinklą, kad elektros energija būtų saugiai ir dideliais kiekiais paskirstoma įkrovimo mazguose. Visame pasaulyje individualūs atnaujinimai gali kainuoti milijonus JAV dolerių ir užtruks kelerius metus.
Elektrolizatoriai gali gaminti žaliąjį vandenilį vietoje ir laikyti jį naudoti visą dieną. Arba vandenilis gali būti pagamintas iš išorės ir sunkvežimiu nugabentas į reikiamą vietą.
Dėl to IDTechEx prognozuoja, kad nors iki 2045 m. akumuliatoriniai elektriniai sunkvežimiai taps dominuojančia sunkvežimių technologija, bus vietų, kur bus naudojami kuro elementais varomi sunkvežimiai.
„IDTechEx“ prognozuoja, kad maždaug 20 % naujų sunkiųjų sunkvežimių pardavimų 2045 m. sudarys kuro elementų modeliai. Daugiau informacijos rasite IDTechEx ataskaitoje „Elektriniai ir kuro elementų sunkvežimiai 2025–2045 m.: technologijos, rinkos, prognozės“.
