משאיות כבדות או משאיות למחצה שמשקלן ברוטו גדול מ- 26,000 פאונד, אחראיות לכ- 15% מסך השימוש באנרגיה בתחבורה בארה"ב ופליטת גזי חממה. החשמל של כלי רכב אלה יהווה צעד משמעותי לקראת הפחתת פחמן של תחבורה בארצות הברית. עם זאת, ההזדמנות לרכבים חשמליים סוללתיים (BEV) בהובלות כבדות מתלבטת מאוד בשל החשש ממגוון הרכב, דרישות הטעינה ומשקלי הסוללה.
חוקרים מה-National Renewable אנרגיה מעבדה (NREL), בשיתוף שתי חברות חשמל, חקרה לאחרונה הזדמנות מבטיחה לחשמול בטווח הקרוב בתוך מגזר זה באמצעות טעינת מחסנים. מחקר זה, הבוחן מספר פעולות הובלות לטווח קצר, מפורט במאמר שנערך לאחרונה ב- Nature Energy. הצוות גם בחן את ההשפעה של כלי רכב אלה על הרשת, והראה שברוב המקרים הקיים טֶכנוֹלוֹגִיָה יכול להכיל טעינת משאיות במחסנים.
"במשך שנים תעשיית ההובלות מפקפקת ברכבים חשמליים כבדים", אמר ברנן בורלוג של NREL, אנליסט מחקר ומחבר המחקר. "תפיסה זו משתנה, והמחקר שלנו מציע שניתן לחשמל היום פעולות מסוימות לטווח קצר באמצעות טעינת מחסנים בהספק נמוך יחסית שלא יציפו את הרשת."
משאיות לטווח קצר מייצגות נתח משמעותי מכלל אוכלוסיית המשאיות
בעוד שרוב האנשים מדמיינים משאיות למחצה הנושאות משאות כבדים על כבישים מהירים ארוכים, הנתונים שנאספו על ידי לשכת האוכלוסין האמריקנית מצביעים על כך שכמעט 80% מהמשאיות הכבדות פועלות בעיקר בטווח של 200 קילומטר. משאיות אלה מהוות כ -50% מסך השימוש באנרגיה בכבדים כבדים והן בדרך כלל אחראיות על חלוקת סחורות בין מחסנים ומפעלי קמעונאות סמוכים. כתוצאה מכך, כלי הרכב מאופיינים לעיתים קרובות במסלולים קצרים וצפויים ובתקופות מחוץ למשמרת במקומות מרכזיים כמו מחסן כלי רכב, מה שהופך אותם למועמדים ראשונים לחשמול. באופן אידיאלי, ציי יכולים לבצע את כל הטעינה במחסנים שלהם, שם זה נוח, זול ושולט לחלוטין.
פעולות הובלה כבדות מסחריות מונעות להפחתת עלויות התפעול. מחקר מראה כי עלויות הדלק למשאיות מהוות יותר ממחצית עלות הבעלות הכוללת שלהן. המעבר לציי BEV יציע הפחתה משמעותית בעלויות הדלק ודורש פחות תחזוקה שוטפת, יתרון מרכזי נוסף לציי.
מדמה טעינת EV עבור פעולות צי אמיתיות
חוקרי NREL מינו את נתוני ההפעלה בעולם האמיתי ממסלקת ה- DNA של צי NREL כדי לדמות טעינת EV במחסני צי והפכו את תוצאות עומסי הטעינה לרשות הציבור לשימושם של חוקרים אחרים. הכלי Fleet DNA מציע סיכומי נתונים מורכבים והדמיות עבור פעולות צי אמיתיות וכבדות בעולם האמיתי, שימושי להבנת טווח ההפעלה של כלי רכב מסחריים על פני ייעודים ושיעורי משקל. חוקרי NREL סימלו אסטרטגיות טעינה מרובות, כולל טעינה "חכמה", בה BEV מנצלים עד תום את הזמן המושקע בחנייה כדי לטעון בקצב איטי יותר ולהפחית את הביקוש לשיא האנרגיה. מחקר זה מראה כי ניתן לעמוד בדרישות הטעינה ברמות הספק בהתאם לטכנולוגיית הטעינה הקיימת כיום (≤100 קילוואט / רכב) עבור ציי המחקר.
שילוב טעינת EV בכבדות ברשת
המוקד הסופי של המחקר היה להעריך האם רשת חלוקת החשמל של ימינו יכולה לתמוך בצורה מספקת בחיוב מחסנים כבדים. NREL שיתפה פעולה עם שתי שירותים - חברת דרום הדרום וחברת אספקת החשמל Oncor Electric בטקסס - כדי לבצע מחקר לשילוב עומסים עבור 36 תחנות משנה ולסיכום העלויות ולוחות הזמנים הנדרשים לשדרוג רשת צפוי. הצוות מצא כי מרבית (~ 80%) התחנות שנבדקו יכולות לספק עומסים המשתנים בזמן של 100 משאיות טעונות של 100 קילוואט / רכב ללא שדרוגים, ו -10% נוספים מהתחנות יכולות להימנע משדרוגים אם ציי משתמשים "חכמים" טְעִינָה.
"מחקר זה ייחודי בכך שהוא משרטט תמונה שלמה יותר של איך זה ייראה לחשמל את הציים האלה", אמר דייוויד וודי, מנהל בכיר בתכנון הפצה עם אונקור ומחבר שותף למחקר. "ככל שטכנולוגיות המאפשרות חישמול צי כבד עומדות לרשותם, מחקרים מסוג זה יכולים לעזור לחזות ולהתכונן להשפעות המעבר הזה. המעורבות של הלקוחות עם שירותים לבדיקת פרופילי עומס, הצרכים העסקיים והתפעוליים הנוכחיים והעתידיים וצירי זמן הפריסה יהיו המפתח במעבר לחשמול. "
בהתקדמות, חוקרי NREL מעוניינים ללמוד כיצד פרסומות אחרות רכב פלחי תפעול - כמו טנדרים למשלוח מיילים אחרונים או הובלות ארוכות טווח - עשויים לחשמל ולהשתלב ברשת המתפתחת.