รถบรรทุกสำหรับงานหนักหรือรถกึ่งบรรทุกที่มีน้ำหนักรวมของรถมากกว่า 26,000 ปอนด์ มีหน้าที่รับผิดชอบประมาณ 15% ของการใช้พลังงานในการขนส่งและการปล่อยก๊าซเรือนกระจกทั้งหมดของสหรัฐอเมริกา การนำยานพาหนะเหล่านี้ไปใช้พลังงานไฟฟ้าจะเป็นก้าวสำคัญสู่การลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในการขนส่งในสหรัฐอเมริกา อย่างไรก็ตาม โอกาสสำหรับรถยนต์ไฟฟ้าที่ใช้แบตเตอรี่ (BEV) ในรถบรรทุกขนาดใหญ่เป็นที่ถกเถียงกันอย่างมากเนื่องจากความกังวลเกี่ยวกับระยะของยานพาหนะ ข้อกำหนดในการชาร์จ และน้ำหนักของแบตเตอรี่
นักวิจัยจากสำนักงานพลังงานหมุนเวียนแห่งชาติ พลังงาน ห้องปฏิบัติการ (NREL) ร่วมมือกับหน่วยงานสาธารณูปโภคไฟฟ้าสองแห่ง เมื่อเร็วๆ นี้ศึกษาถึงโอกาสที่มีแนวโน้มสำหรับการใช้ไฟฟ้าในระยะสั้นภายในส่วนนี้ผ่านการชาร์จจากคลังเก็บ งานวิจัยนี้ซึ่งตรวจสอบการปฏิบัติงานด้วยรถบรรทุกระยะสั้นหลายครั้ง มีรายละเอียดอยู่ในบทความ Nature Energy ฉบับล่าสุด ทีมงานยังได้สำรวจผลกระทบของยานพาหนะเหล่านี้บนโครงข่ายไฟฟ้า โดยแสดงให้เห็นว่าในกรณีส่วนใหญ่จะมีอยู่ในปัจจุบัน เทคโนโลยี สามารถรองรับการชาร์จรถบรรทุกที่คลังได้
“หลายปีที่ผ่านมา อุตสาหกรรมรถบรรทุกมีความสงสัยเกี่ยวกับยานพาหนะไฟฟ้าสำหรับงานหนัก” Brennan Borlaug จาก NREL นักวิเคราะห์การวิจัยและผู้เขียนนำของการศึกษากล่าว “การรับรู้นั้นกำลังเปลี่ยนไป และการวิจัยของเราชี้ให้เห็นว่าการดำเนินการระยะสั้นบางอย่างสามารถใช้ไฟฟ้าได้ในปัจจุบันด้วยการชาร์จคลังพลังงานที่ค่อนข้างต่ำซึ่งจะไม่ส่งผลกระทบต่อกริด”
รถบรรทุกระยะใกล้แสดงถึงส่วนแบ่งที่สำคัญของจำนวนประชากรรถบรรทุกทั้งหมด
ในขณะที่คนส่วนใหญ่นึกภาพรถบรรทุกกึ่งรถบรรทุกบรรทุกของหนักบนทางหลวงสายยาว ข้อมูลที่รวบรวมโดยสำนักสำรวจสำมะโนของสหรัฐฯ ชี้ให้เห็นว่าเกือบ 80% ของรถบรรทุกสำหรับงานหนักส่วนใหญ่ทำงานภายในระยะ 200 ไมล์ รถบรรทุกเหล่านี้มีสัดส่วนประมาณ 50% ของการใช้พลังงานของยานพาหนะที่ใช้งานหนักทั้งหมด และโดยทั่วไปแล้วจะรับผิดชอบในการกระจายสินค้าระหว่างคลังสินค้าและสถานประกอบการค้าปลีกในบริเวณใกล้เคียง ด้วยเหตุนี้ ยานพาหนะจึงมักมีลักษณะเฉพาะด้วยเส้นทางที่สั้นและคาดเดาได้และช่วงเปลี่ยนเกียร์ที่ตำแหน่งศูนย์กลาง เช่น คลังเก็บยานพาหนะ ทำให้พวกเขาเป็นตัวเลือกหลักสำหรับการใช้พลังงานไฟฟ้า ตามหลักการแล้ว ฟลีทสามารถชาร์จทั้งหมดได้ที่คลังน้ำมัน ซึ่งสะดวก ราคาไม่แพง และควบคุมได้อย่างเต็มที่
การดำเนินงานด้านรถบรรทุกสำหรับงานหนักเชิงพาณิชย์มีแรงจูงใจในการลดต้นทุนการดำเนินงาน การศึกษาแสดงให้เห็นว่าต้นทุนเชื้อเพลิงสำหรับรถบรรทุกคิดเป็นมากกว่าครึ่งหนึ่งของต้นทุนการเป็นเจ้าของทั้งหมด การเปลี่ยนมาใช้ยานพาหนะของ BEV จะช่วยลดต้นทุนเชื้อเพลิงได้อย่างมากและต้องการการบำรุงรักษาตามปกติน้อยลง ซึ่งเป็นข้อได้เปรียบที่สำคัญอีกประการหนึ่งสำหรับกลุ่มยานยนต์
การจำลองการชาร์จ EV สำหรับการใช้งานจริงในกองทัพเรือ
นักวิจัยของ NREL ใช้ประโยชน์จากข้อมูลการดำเนินงานในโลกแห่งความเป็นจริงจากสำนักหักบัญชี DNA ของ Fleet ของ NREL เพื่อจำลองการชาร์จ EV ที่คลังเก็บยานพาหนะ และทำให้ผลการโหลดการชาร์จนั้นเปิดเผยต่อสาธารณะเพื่อให้นักวิจัยคนอื่นๆ ใช้ เครื่องมือ Fleet DNA นำเสนอการสรุปข้อมูลและการแสดงภาพแบบประกอบสำหรับการปฏิบัติงานของกองยานพาหนะขนาดกลางและขนาดใหญ่ในโลกแห่งความเป็นจริง ซึ่งมีประโยชน์สำหรับการทำความเข้าใจช่วงการทำงานของยานพาหนะเพื่อการพาณิชย์ในสายอาชีพและประเภทน้ำหนัก นักวิจัยของ NREL ได้จำลองกลยุทธ์การชาร์จหลายแบบ ซึ่งรวมถึงการชาร์จแบบ “ฉลาด” โดยที่ BEV ใช้ประโยชน์จากเวลาจอดรถที่คลังเก็บให้เต็มที่เพื่อชาร์จในอัตราที่ช้าลงและลดความต้องการพลังงานสูงสุด การศึกษานี้แสดงให้เห็นว่าข้อกำหนดในการชาร์จสามารถทำได้ที่ระดับพลังงานซึ่งสอดคล้องกับเทคโนโลยีการชาร์จแบบเบาในปัจจุบัน (≤100 กิโลวัตต์/คัน) สำหรับยานพาหนะที่ทำการศึกษา
การรวมการชาร์จ EV สำหรับงานหนักเข้ากับกริด
จุดสนใจสุดท้ายของการวิจัยคือการประเมินว่ากริดจำหน่ายไฟฟ้าในปัจจุบันสามารถรองรับการชาร์จคลังสำหรับใช้งานหนักได้หรือไม่ NREL ร่วมมือกับหน่วยงานสาธารณูปโภคสองแห่ง ได้แก่ บริษัท Southern และ บริษัท Oncor Electric Delivery ในรัฐเท็กซัส เพื่อทำการศึกษาการรวมโหลดสำหรับสถานีย่อย 36 แห่ง และสรุปค่าใช้จ่ายและระยะเวลาที่จำเป็นสำหรับการอัพเกรดกริดที่คาดการณ์ไว้ ทีมงานพบว่าสถานีย่อยส่วนใหญ่ (~80%) ที่ศึกษาสามารถจัดหารถบรรทุก 100 คันที่ชาร์จ 100 กิโลวัตต์ต่อคันโดยไม่ต้องอัพเกรด และสถานีย่อยอีก 10% สามารถหลีกเลี่ยงการอัพเกรดได้หากฟลีทใช้ "ฉลาด" การชาร์จ
David Woody ผู้จัดการอาวุโสด้านการวางแผนการจัดจำหน่ายของ Oncor และผู้เขียนร่วมของการศึกษากล่าวว่า "งานวิจัยชิ้นนี้มีความพิเศษตรงที่มันวาดภาพที่สมบูรณ์ยิ่งขึ้นว่าจะเป็นอย่างไรในการขับเคลื่อนฟลีตเหล่านี้" David Woody ผู้จัดการอาวุโสด้านการวางแผนการจัดจำหน่ายของ Oncor และผู้เขียนร่วมของการศึกษากล่าว “ในขณะที่เทคโนโลยีที่เปิดใช้งานการใช้พลังงานไฟฟ้าสำหรับฝูงบินสำหรับงานหนักนั้นพร้อมใช้งาน การศึกษาเช่นนี้สามารถช่วยคาดการณ์และเตรียมพร้อมสำหรับผลกระทบของการเปลี่ยนแปลงนี้ การมีส่วนร่วมของลูกค้ากับระบบสาธารณูปโภคเพื่อตรวจสอบโปรไฟล์การโหลด ความต้องการทางธุรกิจและการดำเนินงานในปัจจุบันและอนาคต และไทม์ไลน์การใช้งานจะเป็นกุญแจสำคัญในการเปลี่ยนไปใช้พลังงานไฟฟ้า”
ในอนาคตนักวิจัยของ NREL สนใจศึกษาวิธีการเชิงพาณิชย์อื่นๆ พาหนะ ส่วนปฏิบัติการ เช่น รถตู้ส่งไมล์สุดท้ายหรือรถบรรทุกระยะไกล อาจใช้ไฟฟ้าและรวมเข้ากับโครงข่ายที่กำลังพัฒนา