Truk tugas berat, atau semi-truk dengan berat kendaraan kotor lebih dari 26,000 pon, bertanggung jawab atas sekitar 15% dari total penggunaan energi transportasi AS dan emisi gas rumah kaca. Menggerakkan kendaraan ini akan menjadi langkah signifikan menuju dekarbonisasi transportasi di Amerika Serikat. Namun, peluang kendaraan listrik baterai (BEV) dalam truk tugas berat sangat diperdebatkan karena kekhawatiran tentang jangkauan kendaraan, persyaratan pengisian daya, dan bobot baterai.
Peneliti dari National Renewable Energi Laboratory (NREL), bekerja sama dengan dua perusahaan utilitas listrik, baru-baru ini mempelajari peluang menjanjikan untuk elektrifikasi jangka pendek dalam segmen ini melalui pengisian daya depot. Penelitian ini, yang meneliti beberapa operasi angkutan truk jarak pendek, dirinci dalam artikel Nature Energy baru-baru ini. Tim juga mengeksplorasi dampak kendaraan-kendaraan ini terhadap jaringan listrik, dan menunjukkan bahwa dalam sebagian besar kasus, dampak yang ditimbulkan oleh kendaraan-kendaraan ini sudah ada teknologi dapat menampung pengisian truk di depo.
“Selama bertahun-tahun, industri truk skeptis terhadap kendaraan listrik tugas berat,” kata Brennan Borlaug dari NREL, seorang analis riset dan penulis utama studi tersebut. “Persepsi itu berubah, dan penelitian kami menunjukkan bahwa operasi jarak pendek tertentu dapat dialiri listrik hari ini dengan pengisian depot daya yang relatif rendah yang tidak akan membanjiri jaringan.”
Truk Jarak Pendek Mewakili Bagian Signifikan dari Total Populasi Truk
Sementara kebanyakan orang menggambarkan semi-truk yang membawa beban berat di jalan raya yang panjang, data yang dikumpulkan oleh Biro Sensus AS menunjukkan bahwa hampir 80% truk tugas berat beroperasi terutama dalam jarak 200 mil. Truk-truk ini menyumbang sekitar 50% dari total penggunaan energi kendaraan tugas berat dan biasanya bertanggung jawab untuk mendistribusikan barang antara gudang dan perusahaan ritel terdekat. Akibatnya, kendaraan sering dicirikan oleh rute pendek yang dapat diprediksi dan periode off-shift di lokasi pusat seperti depot kendaraan, menjadikannya kandidat utama untuk elektrifikasi. Idealnya, armada dapat melakukan semua pengisian daya di depot mereka, di tempat yang nyaman, murah, dan dapat dikontrol sepenuhnya.
Operasi truk tugas berat komersial termotivasi untuk mengurangi biaya operasi. Sebuah studi menunjukkan bahwa biaya bahan bakar untuk truk membuat lebih dari setengah total biaya kepemilikan mereka. Peralihan ke armada BEV akan menawarkan pengurangan biaya bahan bakar yang signifikan dan membutuhkan perawatan rutin yang lebih sedikit, keuntungan utama lain untuk armada.
Simulasi Pengisian EV untuk Operasi Armada Dunia Nyata
Peneliti NREL memanfaatkan data operasi dunia nyata dari NREL's Fleet DNA clearinghouse untuk mensimulasikan pengisian EV di depot armada dan membuat hasil pengisian daya tersedia untuk umum bagi peneliti lain untuk digunakan. Alat DNA Armada menawarkan ringkasan data komposit dan visualisasi untuk operasi armada tugas berat dan menengah di dunia nyata, berguna untuk memahami jangkauan operasi kendaraan komersial di seluruh panggilan dan kelas berat. Peneliti NREL mensimulasikan beberapa strategi pengisian daya, termasuk pengisian daya "pintar", di mana BEV memanfaatkan sepenuhnya waktu yang dihabiskan di depot untuk mengisi daya dengan kecepatan lebih lambat dan mengurangi permintaan energi puncak. Studi ini menunjukkan bahwa persyaratan pengisian daya dapat dipenuhi pada tingkat daya yang sejalan dengan teknologi pengisian tugas ringan saat ini (≤100 kW/kendaraan) untuk armada yang dipelajari.
Mengintegrasikan Pengisian EV Tugas Berat di Grid
Fokus terakhir dari penelitian ini adalah untuk menilai apakah jaringan distribusi listrik saat ini dapat secara memadai mendukung pengisian depot tugas berat. NREL berkolaborasi dengan dua utilitas—Perusahaan Selatan dan Perusahaan Pengiriman Listrik Oncor yang berbasis di Texas—untuk melakukan studi integrasi beban untuk 36 gardu induk dan merangkum biaya dan jadwal yang diperlukan untuk antisipasi peningkatan jaringan. Tim menemukan bahwa sebagian besar (~80%) gardu induk yang diteliti dapat memasok muatan 100 truk yang bervariasi waktu dengan muatan 100 kW/kendaraan tanpa peningkatan apa pun, dan tambahan 10% gardu induk dapat menghindari peningkatan jika armada menggunakan "pintar" pengisian.
“Penelitian ini unik karena memberikan gambaran yang lebih lengkap tentang seperti apa kelihatannya untuk melistriki armada ini,” kata David Woody, manajer senior Perencanaan Distribusi dengan Oncor dan rekan penulis studi tersebut. “Ketika teknologi yang memungkinkan elektrifikasi armada tugas berat tersedia, studi seperti ini dapat membantu mengantisipasi dan mempersiapkan dampak transisi ini. Keterlibatan pelanggan dengan utilitas untuk meninjau profil beban, kebutuhan bisnis dan operasional saat ini dan masa depan, dan jadwal penerapan akan menjadi kunci dalam transisi ke elektrifikasi.”
Ke depan, peneliti NREL tertarik untuk mempelajari bagaimana iklan lain kendaraan segmen operasi—seperti van pengiriman jarak jauh atau truk jarak jauh—dapat dialiri listrik dan diintegrasikan dengan jaringan yang berkembang.