Badanie powstało na potrzeby Transport Scotland, ale jego wnioski dotyczą problemów, z którymi wraz z rozwojem elektromobilności ciężarowej będą mierzyć się również przewoźnicy i operatorzy infrastruktury w innych krajach Europy.
Zimą problemem jest nie tylko zasięg
Narzędzie ScotVolt, uruchomione 13 października przez Heriot-Watt University, pozwala modelować zapotrzebowanie na energię i infrastrukturę ładowania ciężarówek na sześciu głównych korytarzach transportowych. Model przeprowadza roczne symulacje w 56 wariantach, uwzględniając m.in. pojemność baterii, moc i dostępność ładowarek oraz możliwość nocnego ładowania pojazdów w bazach.
Jednym z najważniejszych wniosków jest wyraźna sezonowość zapotrzebowania na energię. Przy tej samej infrastrukturze i tych samych parametrach pojazdów zimą sieć ładowania musi dostarczyć około 50 proc. więcej energii niż latem. Wynika to m.in. z ogrzewania kabiny, większego oporu gęstszego i zimniejszego powietrza oraz spadku sprawności baterii przy niskich temperaturach.
Nie oznacza to jednak, że pojedyncza ciężarówka zużywa zimą o połowę więcej energii na każdy kilometr. Dla w pełni załadowanego zestawu o masie 44 ton model przyjmuje zużycie na poziomie od 1 do 1,7 kWh/km latem oraz od 1,26 do 2,15 kWh/km zimą. Wzrost jednostkowego zużycia wynosi więc około jednej czwartej. Znacznie większa różnica pojawia się na poziomie całego systemu ładowania.
Latem wystarczy, zimą może zabraknąć mocy
Z punktu widzenia przewoźników i operatorów infrastruktury jednym z największych problemów może być nie sama liczba ładowarek, ale dostępna moc przyłączeniowa. Analiza pokazuje, że niektóre lokalizacje, które latem bez większych problemów obsługują ruch ciężarówek, zimą mogą zbliżać się do limitów sieci energetycznej.
Oznacza to, że infrastruktura projektowana wyłącznie na podstawie średniego lub letniego zapotrzebowania może okazać się niewystarczająca w miesiącach zimowych.
Dla firm transportowych ma to praktyczne znaczenie przy planowaniu tras. Przejazd, który w lipcu można wykonać bezproblemowo przy dostępnej infrastrukturze, w styczniu może wymagać dodatkowego ładowania albo większej rezerwy energii.
Badanie wskazuje dużą lukę w infrastrukturze
W analizowanym przypadku szkockich głównych tras towarowych potrzeba co najmniej 63 lokalizacji ładowania ciężarówek. Obecnie 26 z nich działa lub znajduje się w budowie, co oznacza brak kolejnych 37. Największe zapotrzebowanie ma występować m.in. wzdłuż tras A9, A90 i M74.
Wcześniejszy etap projektu wskazał również miejsca, w których infrastruktura energetyczna może wymagać dodatkowych inwestycji. Według raportu 11 stacji elektroenergetycznych potrzebowałoby modernizacji, aby sprostać przyszłemu zapotrzebowaniu ciężkiego transportu elektrycznego.
To pokazuje, że rozwój sieci dla e-ciężarówek nie sprowadza się do ustawienia ładowarki przy parkingu. Równie istotna jest możliwość dostarczenia do niej odpowiednio dużej mocy, szczególnie w godzinach największego obciążenia.
Większa bateria może mocno ograniczyć ładowanie w trasie
Model pokazuje również, jak bardzo parametry samych pojazdów wpływają na potrzeby infrastrukturalne. Zwiększenie pojemności baterii z 500 do 1000 kWh mniej więcej o połowę zmniejsza liczbę ciężarówek, które muszą uzupełniać energię podczas trasy. Jeszcze większa jest różnica w ilości energii pobieranej z publicznych ładowarek przy głównych drogach — według modelu może ona spaść o około 75 proc.
Nie oznacza to jednak automatycznie, że dwukrotnie większa bateria jest najlepszym rozwiązaniem dla każdego przewoźnika. Większy akumulator oznacza również wyższą masę pojazdu, większy koszt zakupu oraz konieczność wożenia dodatkowej masy także na trasach, na których pełny zasięg nie jest potrzebny.
Ładowanie w bazie może przesądzić o ekonomice operacji
Jeszcze większe znaczenie ma możliwość ładowania pojazdów w bazie. Według wcześniejszych analiz około 70 proc. ciężarówek mogłoby realizować swoje operacje wyłącznie przy wykorzystaniu ładowania depotowego. Połączenie ładowania w bazie z uzupełnianiem energii w trasie pozwoliłoby natomiast obsłużyć ponad 90 proc. analizowanych przejazdów.
To ważny wniosek również dla przewoźników planujących elektryfikację floty. Zapotrzebowanie na publiczną infrastrukturę będzie bowiem bardzo różne w zależności od tego, jaka część energii może być uzupełniana podczas nocnego postoju w bazie. Samo zwiększenie liczby punktów ładowania nie rozwiązuje też wszystkich problemów. Kluczowe znaczenie ma to, ile ciężarówek będzie chciało ładować się jednocześnie.
Właśnie chwilowe obciążenie, a nie wyłącznie dobowe zużycie energii, może decydować o tym, czy dana lokalizacja będzie wymagała kosztownej rozbudowy przyłącza.
Dla przewoźników liczy się cały system, nie tylko zasięg ciężarówki
Autorzy projektu podkreślają, że jednym z największych źródeł niepewności związanych z elektryfikacją transportu ciężkiego pozostaje infrastruktura. Chris Ashley z Road Haulage Association zwrócił uwagę, że wielu przewoźników wciąż nie wie, gdzie i w jaki sposób ich przyszłe floty elektryczne będą ładowane.
Z kolei testy prowadzone przez firmy zrzeszone w Scottish Wholesale Association pokazały, że elektryczne ciężarówki mogą realizować lokalne dostawy na poziomie porównywalnym z pojazdami z silnikiem Diesla. Kolejnym etapem jest jednak zapewnienie odpowiedniej infrastruktury we właściwych miejscach.
I właśnie ten wniosek wydaje się najważniejszy także poza Szkocją. Elektryfikacja ciężkiego transportu nie będzie zależeć wyłącznie od zasięgu kolejnych modeli ciężarówek. Równie istotne będą możliwość ładowania w bazach, dostępna moc w sieci oraz przygotowanie infrastruktury na sezonowe skoki zapotrzebowania.
