Prawdy i mity o opłacalności elektrycznych pojazdów ciężarowych

Francuska Agencja Zarządzania Środowiskiem i Energią (ADEME) opublikowała ostatnio raport, który jest efektem badań nad opłacalnością nowych rozwiązań technologicznych dla transportu. Raport przedstawia analizę nowych trendów w dziedzinie elektryfikacji, które są już dostępne na rynku lub są w fazie rozwoju. Okazuje się, że do 2030 roku pojazdy elektryczne mają potencjał, żeby konkurować z tymi napędzanymi dieslem pod wieloma względami. Jedynym wyjątkiem od reguły są… pojazdy ciężarowe o największej DMC od 12 do 40 ton.

Autorzy raportu podzielili pojazdy na kilka kategorii, w tym: auta osobowe, dostawcze, autobusy oraz samochody ciężarowe o DMC do 12 ton i od 12 do 40 ton. W każdej kategorii wzięto pod uwagę różne układy napędowe uwzględniając wskaźniki elektryfikacji, od pojazdów z silnikiem spalinowym do całkowicie elektrycznych, w tym hybrydy oraz pojazdy hybrydowe typu plug-in. Badania dotyczyły tych technologii, które są w przypadku danej kategorii samochodów dostępne na rynku.

Przy ocenie opłacalności danej technologii brane były pod uwagę względy ekonomiczne, takie jak całkowity koszt posiadania (TCO) i wpływ na środowisko, z zastosowaniem analizy cyklu życia pojazdu (ACV). Dzięki temu oszacowano oddziaływanie na środowisko danego pojazdu w umownym okresie jego istnienia, poprzez:

– identyfikację zużytych surowców i energii,

– emitowanych zanieczyszczeń oraz generowanych odpadów,

– ocenę potencjalnych skutków, jakie mogą wywołać.

Dostawcze z łagodnym układem hybrydowym już opłacalne

Z powodu oporów aerodynamicznych, w przypadku busów zużycie energii jest dużo większe w miarę, gdy wzrasta prędkość pojazdu. Z tego powodu przejście na pojazdy elektryczne może być problematyczne. Bardzo wysokie zużycie energii podczas jazdy autostradą (ponad 60 kWh/100 km), w przypadku aut zasilanych tylko napędem elektrycznym zmniejsza zasięg pojazdu lub zmniejsza ładowność (ok. 300 kg), co z pewnością nie zachęci firm do inwestowania w elektryfikację floty.

Porównanie całkowitego kosztu posiadania busów w cyklu WLTP (World Harmonized Light Vehicle Test Procedure)

Przy rocznym przebiegu 16 200 km i w porównaniu z pojazdem napędzanym silnikiem spalinowym, hybrydy są dobrym rozwiązaniem z ekonomicznego punktu widzenia w przypadku lekkich samochodów dostawczych. Całkowity koszt posiadania busa z łagodnym układem hybrydowym (MHEV), który składa się z silnika spalinowego i niewielkiej jednostki elektrycznej, jest obecnie niższy od Diesela 0,8 eurocentów na km (około 0,34 zł).

Z kolei w 2030 r., pojazdy hybrydowe typu plug-in (PHEV) będą przydatne przedsiębiorcom, którym zależy na dostawach do centrów miast. Te bowiem zamkną ruch dla aut z silnikami spalinowymi. Hybrydy typu PHEV mają zarówno silnik Diesla, jak i większe akumulatory, które mogą być ładowane ze źródeł zewnętrznych i pozwalają na przebycie dystansu od 30 do 50 km bez konieczności uruchamiania silnika spalinowego. Spodziewany postęp technologiczny w produkcji baterii sprawi, że w przyszłości zasięg ten zwiększy się a przy tym spadną koszty produkcji akumulatorów.

Samochody ciężarowe o DMC do 12 ton, czyli dostawy do miast

W tym segmencie, rozwój elektryfikacji zależny będzie w pewnym stopniu od tego, jaki trend obiorą konstruktorzy napędów autobusów miejskich, które wymagają podobnych technologii. Obecnie całkowity koszt użytkowania zarówno hybrydy jak i pojazdu elektrycznego jest o kilka eurocentów wyższy niż w przypadku Diesla. Oszczędności możemy się spodziewać dopiero w perspektywie długofalowej. Z tego powodu producenci ciężkich pojazdów (np. Volvo) przestali oferować silniki elektryczne w swoim asortymencie.

Dopiero w 2030 r. hybrydy szeregowe i równoległe (HEV) oraz pojazdy elektryczne (BEV) będą oferowały oszczędności rzędu od 20 do 30 procent w porównaniu z silnikiem spalinowym. Również w tej kategorii trzeba będzie się liczyć z zakazami ruchu dla Diesli w centrach dużych metropolii, stąd też zauważalne jest dążenie do rozbudowania funkcji elektrycznych.

Porównanie całkowitego kosztu posiadania samochodów ciężarowych o DMC do 12 ton

Pojazdy elektryczne będą miały istotną przewagę z punktu widzenia redukcji emisji gazów cieplarnianych, emitując dwa razy mniej szkodliwych substancji niż szeregowa wersja hybrydowa i trzy razy mniej niż wersja konwencjonalna z silnikiem spalinowym. Ich koszt utrzymania w przyszłości będzie jednak nadal wyższy od pozostałych typów.

Długodystansowe pojazdy ciężarowe

W segmencie “40 ton” brano pod uwagę tylko silnik Diesla. Według autorów raportu, elektryfikacja samochodów ciężarowych będzie możliwa tylko w przypadku, gdy zyski obniżą koszty użytkowania na tyle, aby stały się konkurencyjne w porównaniu z silnikiem spalinowym. Nawet w perspektywie długofalowej taki scenariusz nie jest możliwy w przypadku największych samochodów ciężarowych. Transport długodystansowy będzie zatem zdominowany przez silniki Diesla z możliwością rozwinięcia technologii pozwalających na użycie alternatywnych rodzajów paliwa, np. gazu ziemnego.

Mimo, iż koszty paliwa pójdą w górę, autorzy raportu przewidują, że do 2030 r. całkowity koszt użytkowania pojazdów ciężarowych z silnikiem Diesla zmniejszy się nawet o 30 proc. Będzie to wynikiem ulepszeń technologicznych, w tym m.in. zmniejszenia masy pojazdu o ponad 15 proc., zmniejszenia tarcia w oponach o 20 proc. i zmniejszenie oporów aerodynamicznych o 30 proc.

Do 2030 r., w przypadku rocznego przebiegu wynoszącego 62 500 km całkowity koszt posiadania powinien spaść o ponad 2 eurocenty na km.

Porównanie całkowitego kosztu użytkowania samochodów ciężarowych o DMC do 40 ton

Fot. Flickr.com/schnaars/CC BY-SA 2.0