Оперативные данные показывают проблемы и возможности электрификации грузовиков

 Предисловие ：

Электрификация грузовика остается критической проблемой для достижения транспортировки нулевого уровня. Основываясь на ежегодных операционных данных от 61 598 электрических грузовиков в Китае, это исследование показывает, что показатели внедрения электрических грузовиков значительно ниже, чем дизельные транспортные средства. Только 23% грузовиков доставки и 30% полуприцепов могут полностью заменить дизельные аналоги один на один. В среднем, 3,8 грузовика с электрическими доставкой или 3,6 электрических полуприцепов требуются для замены одного дизельного транспортного средства. Для заменяемых дизельных транспортных средств электрические грузовики могут снизить затраты на 15-54%и более низкие выбросы углерода в течение 1-49%. Оптимизируя схемы использования, улучшая плотность энергии батареи и улучшая зарядную инфраструктуру, возможность электрификации может быть существенно улучшена. По прогнозам, к 2030 году электрические грузовики Китая достигнут более низких выбросов углерода, чем дизельные транспортные средства.

Сокращение выбросов углекислого газа при транспортировке имеет решающее значение для достижения нейтралитета углерода, при этом автомобили с тяжелыми работами составляют приблизительно 30% глобальных выбросов CO2 от дорожного транспорта. Электрификация флота была признана ключевым решением, причем такие регионы, как Соединенные Штаты и Европа, установили цели для ускорения электрификации тяжелых грузовиков. В Китае, однако, рост продаж электрического грузовика (ET) был вялым, что составляет только 1,5% недавно зарегистрированных грузовиков в 2021 году, что значительно ниже, чем электромобили и автобусы. Внедрение рынка ETS остается осторожным, в первую очередь из -за ограничений диапазона, недостаточной емкости аккумулятора и неадекватной зарядной инфраструктуры. Потенциал снижения углерода в жизненном цикле остается неопределенным. В этом исследовании используются ежегодные операционные данные более 60 000 ET в Китае, предлагая «соотношения приоритетных групп» и «скорость замены» в качестве индикаторов осуществимости электрификации для оценки фактической экономической эффективности и снижения выбросов. Исследование демонстрирует, что оптимизация моделей использования, улучшение технологии аккумуляторов и улучшение зарядных объектов может существенно повысить потенциал ETS-эффективности и сокращения выбросов, предоставляя ценную информацию для будущих инициатив на электрификации грузовых автомобилей.

Разница в схемах использования электрических и дизельных грузовиков:

Это исследование, основанное на крупномасштабном анализе эксплуатационных данных 61 598 электрических грузовиков (ETS) и 55 411 дизельных грузовиков в Китае в 2021 году, показывает, что электрические грузовики демонстрируют значительно более низкую интенсивность использования по сравнению с их дизельными аналогами. Большинство электромобилей достигают только 42% -75% от ежедневного пробега, зарегистрированного дизельными грузовиками (рис. 1), причем многие из них не могут полностью использовать свою емкость батареи. Ключевые ограничения включают ограниченную емкость батареи, тревогу диапазона и различия в распределении задач. В то время как некоторые тяжелые электрические грузовики смягчают проблемы с диапазоном за счет частой зарядки, их общие активные поездки остаются меньше, чем у дизельных транспортных средств. Исследование показывает, что приблизительно 16% -48% дизельных грузовиков могут быть заменены один на один на электрические альтернативы, в частности, грузовики с легким доставкой в 23% и полупролисты с тяжелыми притяжениями на 30%.

                                                                                               
Рисунок 1. Схемы использования транспортных средств и схемы использования электрических грузовиков

Сравнение выбросов и затрат между отдельными электрическими и дизельными грузовиками:   

Стоимость и выбросы углерода являются ключевыми показателями для оценки эффективности электрификации грузовиков. Электрические грузовики демонстрируют значительное сокращение CO2 от колеса до колеса, при этом сокращение выбросов жизненного цикла варьируется от 8% до 37% из -за высоких выбросов аккумулятора и ограниченного диапазона вождения (рис. 2). Поскольку электроэнергия Китая становится чище после 2030 года, большинство электрических грузовиков (ETS), как ожидается, достигнет сокращения выбросов на 70% до 91%. С точки зрения стоимости, общая стоимость владения (TCO) для пяти категорий электрических грузовиков уже превысила стоимость дизельных транспортных средств, с экономией от 12% до 37%. В частности, электрические грузовики приоритетной группе выделяются, достигая сокращения TCO TCO на 15-54% и снижение выбросов CO2 на 1% до 49% за счет их высокой интенсивности использования и снижения затрат на топливо.

Рисунок 2. Выбросы жизненного цикла CO2 и общая стоимость владения электрическими грузовиками и дизельными грузовиками на автомобиль

Улучшение эффекта электрификации флота путем оптимизации использования:

Исследования показывают, что замена дизельных грузовиков «один на один» на электромобили (ETS) жизнеспособен только для ограниченного числа транспортных средств. В соответствии с текущими схемами использования, обычно требуется замена одного дизельного грузовика на 3,8 грузовика с электрическими доставкой или 3,6 электрических полуприцепов, в результате чего большинство флотов ET теряют стоимость или преимущества CO2 жизненного цикла (рис. 3). Оптимизация использования может повысить эффективность электрификации. Например, увеличение использования аккумуляторов до 85% может повысить скорость замены один к одному с более 49% для большинства парков, что значительно снижает коэффициенты замены. Например, скорость замены для грузовиков с поставщиками в светоотказании падает с 3,8 до 2,0, при этом достигая общей стоимости владения (TCO) и баланса углекислого газа. Увеличение активных поездок дополнительно улучшает выполнимость электрических грузовиков. Потенциал оптимизации для сильных электрических полуприцепов остается ограниченным, требуя технологических достижений, таких как более высокие батареи энергоснабжения для обеспечения лучшей экономической эффективности и преимуществ сокращения выбросов.

Рисунок 3. Скорость замены флота с использованием нормализации

Улучшение преимуществ электрификации флота грузовика в будущем:

Оптимизация демонстрирует потенциал текущих электрических грузовиков (ETS), подчеркивая критическую важность технологических достижений, особенно в системах батареи и зарядки. Увеличивая плотность энергии аккумулятора до 220 Вт/кг, соотношение приоритетной группы может превышать 70% во всех флотах. Для тяжелых полуприцепов это соотношение было увеличено с 36% до 87%, что значительно снижает частоту замены при снижении общих затрат на владение и выбросы CO2 жизненного цикла

(Рисунок 4). Для флотов с низким спросом, таких как мусорные грузовики, улучшения батареи дают ограниченные преимущества. В рамках текущей технологии увеличение емкости аккумулятора увеличивает диапазон, но требует компромиссов в снижении полезной нагрузки. Слученные полуприцепы достигают 11% снижения CO2 и экономии средств на 25% за счет увеличения емкости аккумулятора на 50%, снижая полезную нагрузку на 7%. Дальнейшее снижение потребления мощности на 25% за счет обмена батареи может позволить будущим тяжелым прицепам для достижения паритета затрат с дизельными транспортными средствами. Принятие устойчивого электроэнергии является ключом к сокращению выбросов CO2 жизненного цикла для электромобилей, причем большинство флотов достигают значительных сокращений. Будущие стратегии должны принять дифференцированные подходы к улучшению, адаптированные к характеристикам флота, чтобы максимизировать совместные выгоды в общей стоимости владения (TCO) и сокращения углерода.

Рисунок 4. Будущие эффекты электрификации электрических грузовиков в разных сценариях

Краткое содержание::

Благодаря анализу жизненного цикла и анализу чувствительности это исследование показывает, что снижение потребления энергии на 10%может снизить общую стоимость владения (TCO) электрических грузовиков (ETS) на 1,2%-3,1%и снизить выбросы CO₂ на 4,9%-7,6%. Хотя деградация батареи значительно увеличивает TCO и выбросы, его воздействие остается менее эффективным, чем оптимизация питания. Низкая эксплуатационная эффективность по -прежнему остается основным барьером для электрификации, что делает улучшенные скорости использования решающим. Анализ приоритетных групп демонстрирует, что ET с высоким содержанием Mileage могут достичь двойных преимуществ как в снижении затрат, так и в снижении выбросов. Политические стимулы играют жизненно важную роль в содействии усыновлению ET, как видно из калифорнийской программы HVIP, которая охватывает 80% различий в ценах покупки, поддерживая экономическую жизнеспособность Tesla Semi при долгосрочной транспорте. Китай должен дальше инвестировать в инфраструктуру для решения проблем с тревожностью и распределения задач. Исследование подчеркивает важность больших данных в принятии решений на электрификации, при этом изысканный анализ помогает оптимизации политики. Будущие технологические достижения и интеграция чистой энергии будут существенно повысить скорость принятия, проложив жизнеспособный путь для низкоуглеродистого перехода.