IDTechEx išpakuoja CAM mašinų elektrifikavimą – automobilių bendruomenė

Tikimasi, kad elektrinių statybos, žemės ūkio ir kasybos (CAM) mašinų baterijų rinka iki 2034 m. pasieks 8 milijardus JAV dolerių. Elektrinės CAM mašinos žada naudą sveikatai, aplinkai ir produktyvumui, o įmonės yra ilgalaikės finansinės investicijos.

Šios mašinos būna kelių formų, dydžių ir svorių, o jų funkcijoms atlikti reikia įvairių baterijų. Naujausioje IDTechEx ataskaitoje „Akumuliatorių rinkos statybos, žemės ūkio ir kasybos mašinų 2024–2034 m.“ metu nagrinėjamos įvairios akumuliatorių cheminės medžiagos, atsižvelgiant į įvairių mašinų reikalavimus.

„Kodėl“ kyla elektrifikacija

Vietos oro kokybės gerinimas, mažesnis šiltnamio efektą sukeliančių dujų išmetimas, saugesnė darbo aplinka ir mažiau teršalų yra CAM mašinų elektrifikavimo pranašumai. Nepaisant didelių pradinių šių mašinų sąnaudų, sumažėjus dyzelino ir priežiūros sąnaudoms laikui bėgant, jos bus gera investicija šiose pramonės šakose. Be to, operatoriai gali tikėtis papildomos naudos, pavyzdžiui, greitesnio sistemos atsako, geresnio valdymo ir paprastesnio veikimo.

Ekskavatoriai, krautuvai ir mini ekskavatoriai sudaro apie tris ketvirtadalius statybinių mašinų rinkos. Tačiau didelių ekskavatorių (>6 tonų) populiarumas ir dydis aiškiai reiškia, kad jie yra didžiuliai šiltnamio efektą sukeliančių dujų išmetėjai.

„IDTechEx“ praneša, kad beveik pusė visų statybinių mašinų išmetamų teršalų yra vien dėl jų. Nors mini ekskavatorius gali būti lengviau elektrifikuoti, didesnių elektrinių ekskavatorių pavertimas vis dar yra didžiulis tikslas, tikintis žymiai sumažinti išmetamųjų teršalų kiekį. Kasybos sektoriuje pagrindinės elektrifikavimo transporto priemonės yra savivarčiai, vilkikai ir lengvosios kasybos transporto priemonės, o traktoriai labiausiai elektrifikuojami žemės ūkio sektoriuje.

Prieš pereidami nuo variklio prie elektrinio, pagalvokite apie įkrovimo infrastruktūros įrengimą darbo vietose ir ar šios mašinos vienu įkrovimu galės atlikti visą darbo dieną. Vyriausybės šiuos pokyčius skatina tik ribotai, o tai reiškia, kad dėl subsidijų ir paramos trūkumo pradinės išlaidos gali būti per didelės.

Baterijų tipai ir reikalavimai CAM mašinoms

Galios poreikiai įvairiose mašinose skiriasi, o tai reiškia, kad akumuliatoriai nebus universalus sprendimas. CAM mašinų baterijas reikia įkrauti greičiau nei elektromobilių kasdien, kad būtų kuo mažiau prastovų ir jie galėtų greitai užbaigti savo darbą.

Ląstelės, kurias galima greitai įkrauti, paprastai gali turėti mažesnį energijos tankį. Tačiau naudojant technologijas, įskaitant didelio silicio turinčius anodus ir kietojo kūno elektrolitus, galima pasiekti didesnį energijos tankį ir greitesnį įkrovimą.

Remdamasi duomenimis, surinktais iš daugiau nei 200 elektrinių CAM mašinų įvairiose rinkose, IDTechEx siūlo, kurie baterijų tipai geriausiai tiktų įvairioms mašinoms, atsižvelgiant į tai, kiek energijos vienai tonai per valandą sunaudoja kiekviena mašina. LFP ir NMC cheminės medžiagos yra pagrindiniai šiuo metu naudojami akumuliatorių tipai, nes jie buvo populiarūs automobilių pramonėje.

Pagal naujausias IDTechEx CAM mašinų akumuliatorių ataskaitas, traktoriai yra daugiausiai energijos sunaudojančios mašinos, kurios sunaudoja maždaug 50 % daugiau energijos per valandą nei dauguma kitų CAM mašinų; todėl jiems reikia daug didesnių baterijų nei kasybos lengvajai transporto priemonei.

Naujos cheminės baterijos, tokios kaip ličio titanatas (LTO), gali būti geras pasirinkimas norint užtikrinti, kad greitas įkrovimas nesukeltų greitesnio susidėvėjimo ar nesumažėtų ilgaamžiškumas. Naujos anodo medžiagos, tokios kaip LTO, gali leisti elektrinei mašinai veikti daugiau nei 10 000 ciklų su viena baterija be pakeitimo.

Priešingai, pirmaujančios NMC ir LFP technologijos siūlo iki ~ 5000 ciklų iki jų eksploatavimo pabaigos. 10 000+ ciklų akumuliatorius reikštų milžiniškas išlaidas ir patogumo pranašumus juos naudojančioms įmonėms.

Kietojo kūno akumuliatoriai, užtikrinantys didesnį saugumą

Kietieji elektrolitai gali pagerinti elementų saugumą, o tai labai svarbu elektrinėms CAM mašinoms. Taigi kietojo kūno baterijos galėtų būti dar vienas perspektyvus ateities pasirinkimas. Tai gali būti labai svarbi požeminių ar patalpų mašinų, tokių kaip požeminiai krautuvai ar mini ekskavatoriai, plėtra.

Kietojo kūno akumuliatoriai taip pat galėtų užtikrinti didesnį energijos tankį, kad mašinos galėtų patogiau įvykdyti savo darbo ciklo poreikius. Tačiau ši akumuliatoriaus chemija susiduria su iššūkiais gamybos procese, pavyzdžiui, užtikrinti, kad aukštos kokybės elektrolitai būtų pakankamai ploni ir išlaikyti gerą elektrolitų ir elektrodų ryšį.

„IDTechEx“ ataskaita apima dešimt būsimų CAM įrenginių baterijų variantų ir išnagrinėja, kokios cheminės medžiagos yra prieinamos kituose regionuose. Nors Europoje ir Šiaurės Amerikoje dažniausiai naudojamas NMC, LFP yra labiau paplitęs Kinijoje. Prognozuojama, kad Europa ir Kinija pirmiausia naudos LTO baterijas.

Esant dideliam CAM mašinų svoriui, dydžiui ir naudojimo atvejams, LFP ir NMC gali nebebūti geriausi pasirinkimai, o naujos technologijos, įskaitant silicio anodo, kietojo kūno ir natrio jonų, bus vienos geriausių. . Ataskaitoje pateikiama išsami informacija apie daugiau nei 40 pakuočių gamintojų ir surinkėjų siūlomus gaminius ir lentelės, kuriose produktai lyginami su skirtingais našumo rodikliais.