Les camions lourds ou les semi-remorques d'un poids total en charge supérieur à 26,000 15 livres sont responsables d'environ XNUMX % de la consommation totale d'énergie des transports et des émissions de gaz à effet de serre aux États-Unis. L'électrification de ces véhicules serait une étape importante vers la décarbonisation des transports aux États-Unis. Cependant, l'opportunité des véhicules électriques à batterie (VÉB) dans le camionnage lourd est très débattue en raison des préoccupations concernant l'autonomie du véhicule, les exigences de charge et le poids des batteries.
Des chercheurs du National Renewable LIVRAISON (NREL), en collaboration avec deux services publics d'électricité, a récemment étudié une opportunité prometteuse d'électrification à court terme dans ce segment grâce à la recharge en dépôt. Cette recherche, qui examine plusieurs opérations de camionnage sur de courtes distances, est détaillée dans un article récent de Nature Energy. L'équipe a également étudié l'impact de ces véhicules sur le réseau, montrant que dans la plupart des cas, les sans souci peut accueillir le chargement des camions dans les dépôts.
"Pendant des années, l'industrie du camionnage a été sceptique à l'égard des véhicules électriques lourds", a déclaré Brennan Borlaug de NREL, analyste de recherche et auteur principal de l'étude. "Cette perception est en train de changer, et nos recherches suggèrent que certaines opérations à courte distance peuvent être électrifiées aujourd'hui avec une charge de dépôt relativement faible qui ne submergera pas le réseau."
Les camions à courte distance représentent une part importante de la population totale de camions
Alors que la plupart des gens imaginent des semi-camions transportant de lourdes charges sur de longues autoroutes, les données recueillies par le US Census Bureau suggèrent que près de 80 % des camions lourds fonctionnent principalement dans un rayon de 200 milles. Ces camions représentent environ 50 % de la consommation totale d'énergie des véhicules lourds et sont généralement chargés de la distribution des marchandises entre les entrepôts et les commerces de détail à proximité. En conséquence, les véhicules sont souvent caractérisés par des itinéraires courts et prévisibles et des périodes de repos à des emplacements centraux tels qu'un dépôt de véhicules, ce qui en fait des candidats de choix pour l'électrification. Idéalement, les flottes pourraient effectuer toutes les recharges dans leurs dépôts, où cela est pratique, peu coûteux et entièrement contrôlable.
Les opérations commerciales de camionnage lourd sont motivées pour réduire les coûts d'exploitation. Une étude montre que les coûts de carburant pour les camions représentent plus de la moitié de leur coût total de possession. Le passage aux flottes de BEV offrirait une réduction significative des coûts de carburant et nécessiterait moins d'entretien courant, un autre avantage clé pour les flottes.
Simulation de la recharge de véhicules électriques pour les opérations de flotte dans le monde réel
Les chercheurs du NREL ont tiré parti des données d'exploitation du monde réel du centre d'échange d'informations sur l'ADN de la flotte de NREL pour simuler la charge des véhicules électriques dans les dépôts de la flotte et ont rendu les résultats des charges de charge accessibles au public pour que d'autres chercheurs puissent les utiliser. L'outil Fleet DNA offre des résumés de données composites et des visualisations pour les opérations réelles de flotte moyenne et lourde, utiles pour comprendre la plage de fonctionnement des véhicules commerciaux à travers les vocations et les catégories de poids. Les chercheurs du NREL ont simulé plusieurs stratégies de charge, y compris la charge « intelligente », où les BEV tirent pleinement parti du temps passé à stationner au dépôt pour se recharger à des taux plus lents et réduire la demande d'énergie de pointe. Cette étude montre que les besoins de recharge pourraient être satisfaits à des niveaux de puissance conformes à la technologie actuelle de recharge des véhicules légers (≤100 kW/véhicule) pour les flottes étudiées.
Intégration de la recharge de véhicules électriques lourds sur le réseau
Un dernier objectif de la recherche était d'évaluer si le réseau de distribution d'électricité d'aujourd'hui pouvait prendre en charge de manière adéquate la charge de dépôt des poids lourds. NREL a collaboré avec deux services publics—Southern Company et Oncor Electric Delivery Company, basée au Texas—pour réaliser une étude d'intégration de la charge pour 36 sous-stations et résumer les coûts et les délais requis pour les mises à niveau prévues du réseau. L'équipe a découvert que la plupart (environ 80 %) des sous-stations étudiées pouvaient fournir les charges variables dans le temps de 100 camions chargés à 100 kW/véhicule sans aucune mise à niveau, et 10 % supplémentaires des sous-stations pourraient éviter les mises à niveau si les flottes utilisaient « intelligent » mise en charge.
"Cette recherche est unique en ce qu'elle brosse un tableau plus complet de ce à quoi cela ressemblerait d'électrifier ces flottes", a déclaré David Woody, directeur principal de la planification de la distribution chez Oncor et co-auteur de l'étude. « À mesure que les technologies permettant l'électrification des flottes de poids lourds deviennent disponibles, des études comme celle-ci peuvent aider à anticiper et à se préparer aux effets de cette transition. L'engagement des clients avec les services publics pour examiner les profils de charge, les besoins commerciaux et opérationnels actuels et futurs et les délais de déploiement sera essentiel dans la transition vers l'électrification. »
À l'avenir, les chercheurs du NREL sont intéressés à étudier comment d'autres véhicule les segments opérationnels, tels que les camionnettes de livraison du dernier kilomètre ou le camionnage longue distance, peuvent être électrifiés et intégrés au réseau en évolution.