ข้อมูลการดำเนินงานแสดงให้เห็นถึงความท้าทายและโอกาสในการใช้พลังงานไฟฟ้าของรถบรรทุก

 คำนำ：

การใช้พลังงานไฟฟ้าของรถบรรทุกยังคงเป็นความท้าทายที่สำคัญในการบรรลุการขนส่งที่ไม่มีการปล่อยมลพิษ จากข้อมูลการปฏิบัติงานประจำปีจากรถบรรทุกไฟฟ้า 61,598 คันในประเทศจีนการศึกษาครั้งนี้แสดงให้เห็นว่าอัตราการใช้รถบรรทุกไฟฟ้าต่ำกว่ารถยนต์ดีเซลอย่างมีนัยสำคัญ มีเพียง 23% ของรถบรรทุกส่งและ 30% ของรถกึ่งพ่วงสามารถแทนที่คู่ดีเซลได้อย่างเต็มที่หนึ่งต่อหนึ่ง โดยเฉลี่ยแล้ว 3.8 รถบรรทุกส่งไฟฟ้าหรือรถกึ่งไฟฟ้า 3.6 สายไฟฟ้าจะต้องเปลี่ยนรถดีเซลหนึ่งคัน สำหรับยานพาหนะดีเซลที่สามารถเปลี่ยนได้รถบรรทุกไฟฟ้าสามารถลดค่าใช้จ่ายได้ 15%-54%และลดการปล่อยคาร์บอนอายุการใช้งานลดลง 1%-49% ด้วยการเพิ่มประสิทธิภาพรูปแบบการใช้งานเพิ่มความหนาแน่นของพลังงานของแบตเตอรี่และการปรับปรุงโครงสร้างพื้นฐานการชาร์จความเป็นไปได้ทางไฟฟ้าสามารถปรับปรุงได้อย่างมาก ภายในปี 2573 รถบรรทุกไฟฟ้าของจีนคาดว่าจะได้รับการปล่อยคาร์บอนต่ำกว่ารถดีเซล

การลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในการขนส่งเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการบรรลุความเป็นกลางของคาร์บอนด้วยยานพาหนะที่ใช้งานหนักคิดเป็นประมาณ 30% ของการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ทั่วโลกจากการขนส่งทางถนน Fleet Electrification ได้รับการยอมรับว่าเป็นทางออกที่สำคัญโดยมีภูมิภาคเช่นสหรัฐอเมริกาและยุโรปที่มีเป้าหมายที่กำหนดขึ้นเพื่อเร่งการใช้พลังงานไฟฟ้าของรถบรรทุกหนัก อย่างไรก็ตามในประเทศจีนการเติบโตของยอดขายรถบรรทุกไฟฟ้า (ET) นั้นเฉื่อยชาคิดเป็นเพียง 1.5% ของรถบรรทุกที่ลงทะเบียนใหม่ในปี 2564 - ต่ำกว่ารถยนต์ไฟฟ้าและรถโดยสารอย่างมีนัยสำคัญ การยอมรับตลาดของ ETS ยังคงระมัดระวังส่วนใหญ่เกิดจากข้อ จำกัด ช่วงความจุแบตเตอรี่ไม่เพียงพอและโครงสร้างพื้นฐานการชาร์จที่ไม่เพียงพอ ศักยภาพการลดคาร์บอนของ ETS วงจรชีวิตยังคงไม่แน่นอน การศึกษาครั้งนี้ใช้ข้อมูลการดำเนินงานประจำปีจากกว่า 60,000 ETS ในประเทศจีนเสนอ "อัตราส่วนกลุ่มลำดับความสำคัญ" และ "อัตราการทดแทน" เป็นตัวชี้วัดความเป็นไปได้ทางไฟฟ้าเพื่อประเมินผลต้นทุนที่แท้จริงของ ETS และผลประโยชน์การลดการปล่อยมลพิษ การวิจัยแสดงให้เห็นว่าการเพิ่มประสิทธิภาพรูปแบบการใช้งานการปรับปรุงเทคโนโลยีแบตเตอรี่และการเพิ่มสิ่งอำนวยความสะดวกในการชาร์จสามารถช่วยเพิ่มศักยภาพในการลดต้นทุนและการลดการปล่อยก๊าซของ ET

ความแตกต่างในรูปแบบการใช้งานของรถบรรทุกไฟฟ้าและดีเซล：

การศึกษาครั้งนี้ขึ้นอยู่กับการวิเคราะห์ข้อมูลการปฏิบัติงานขนาดใหญ่ของรถบรรทุกไฟฟ้า 61,598 คัน (ETS) และรถบรรทุกดีเซล 55,411 คันในประเทศจีนในปี 2564 แสดงให้เห็นว่ารถบรรทุกไฟฟ้าแสดงให้เห็นถึงความเข้มการใช้งานที่ลดลงอย่างมีนัยสำคัญเมื่อเทียบกับเครื่องยนต์ดีเซล ยานพาหนะไฟฟ้าส่วนใหญ่ประสบความสำเร็จเพียง 42% -75% ของไมล์สะสมรายวันที่บันทึกโดยรถบรรทุกดีเซล (รูปที่ 1) โดยหลายคนไม่สามารถใช้ประโยชน์จากแบตเตอรี่ได้อย่างเต็มที่ ข้อ จำกัด ที่สำคัญ ได้แก่ ความจุแบตเตอรี่ จำกัด ช่วงความวิตกกังวลและความแตกต่างในการจัดสรรงาน ในขณะที่รถบรรทุกไฟฟ้าหนักบางอย่างลดปัญหาในช่วงผ่านการชาร์จบ่อยครั้งการเดินทางโดยรวมของพวกเขายังคงน้อยกว่ารถดีเซล การวิจัยชี้ให้เห็นว่าประมาณ 16% -48% ของรถบรรทุกดีเซลสามารถเปลี่ยนได้หนึ่งต่อหนึ่งโดยทางเลือกไฟฟ้าโดยเฉพาะอย่างยิ่งรถบรรทุกส่งแสงที่ใช้งานได้ที่ 23% และกึ่งทำงานหนักที่ 30%

                                                                                               
รูปที่ 1. ยานพาหนะสต็อกและรูปแบบการใช้งานของกองยานพาหนะไฟฟ้า

การเปรียบเทียบการปล่อยและค่าใช้จ่ายระหว่างรถบรรทุกไฟฟ้าและดีเซลแต่ละคัน：：   

ค่าใช้จ่ายและการปล่อยคาร์บอนเป็นตัวชี้วัดสำคัญสำหรับการประเมินประสิทธิภาพของการใช้พลังงานจากรถบรรทุก รถบรรทุกไฟฟ้าแสดงให้เห็นถึงการลด CO2 อย่างมีนัยสำคัญจากวงล้อไปยังล้อโดยมีการลดการปล่อยแสงอายุระหว่าง 8% ถึง 37% เนื่องจากการปล่อยแบตเตอรี่สูงและช่วงการขับขี่ที่ จำกัด (รูปที่ 2) เนื่องจากแหล่งจ่ายไฟของจีนสะอาดขึ้นหลังจากปี 2030 รถบรรทุกไฟฟ้าส่วนใหญ่ (ETS) คาดว่าจะลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก 70% เป็น 91% ในแง่ของค่าใช้จ่ายค่าใช้จ่ายทั้งหมดของการเป็นเจ้าของ (TCO) สำหรับรถบรรทุกไฟฟ้าห้าประเภทได้เกินกว่ายานพาหนะดีเซลแล้วโดยมีการออมตั้งแต่ 12% ถึง 37% รถบรรทุกไฟฟ้ากลุ่มลำดับความสำคัญโดดเด่นโดยเฉพาะการลดลง 15% ถึง 54% ใน TCO และลดลง 1% ถึง 49% ในการปล่อย CO2 ผ่านความเข้มการใช้งานที่สูงและลดต้นทุนเชื้อเพลิง

รูปที่ 2. การปล่อย CO2 วงจรชีวิตและค่าใช้จ่ายทั้งหมดในการเป็นเจ้าของรถบรรทุกไฟฟ้าและรถบรรทุกดีเซลต่อยานพาหนะ

เพิ่มเอฟเฟกต์การใช้ไฟฟ้าของกองทัพเรือโดยการปรับการใช้งานให้เหมาะสม：

การวิจัยชี้ให้เห็นว่าการเปลี่ยนรถบรรทุกดีเซล "แบบหนึ่งต่อหนึ่ง" ด้วยยานพาหนะไฟฟ้า (ETS) นั้นสามารถใช้งานได้สำหรับยานพาหนะจำนวน จำกัด เท่านั้น ภายใต้รูปแบบการใช้งานในปัจจุบันโดยทั่วไปจะต้องเปลี่ยนรถบรรทุกดีเซลหนึ่งคันด้วยรถบรรทุกส่งไฟฟ้า 3.8 หรือ 3.6 สายรถกึ่งไฟฟ้าส่งผลให้ Fleets ET ส่วนใหญ่สูญเสียต้นทุนหรือข้อดี CO2 วงจรชีวิต (รูปที่ 3) การเพิ่มประสิทธิภาพการใช้งานสามารถเพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงาน ตัวอย่างเช่นการเพิ่มการใช้แบตเตอรี่เป็น 85% สามารถเพิ่มอัตราการทดแทนแบบหนึ่งต่อหนึ่งเกินกว่า 49% สำหรับกองยานส่วนใหญ่ลดอัตราส่วนการทดแทนอย่างมีนัยสำคัญ อัตราการทดแทนสำหรับรถบรรทุกจัดส่งที่ใช้งานง่ายลดลงจาก 3.8 เป็น 2.0 ในขณะที่บรรลุต้นทุนการเป็นเจ้าของทั้งหมด (TCO) และสมดุลคาร์บอนไดออกไซด์ การเพิ่มการเดินทางที่ใช้งานจะช่วยเพิ่มความเป็นไปได้ของรถบรรทุกไฟฟ้า ศักยภาพในการเพิ่มประสิทธิภาพสำหรับกึ่งพ่วงไฟฟ้าไฟฟ้าหนักยังคงมีอยู่อย่าง จำกัด ซึ่งต้องใช้ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีเช่นแบตเตอรี่ความหนาแน่นพลังงานที่สูงขึ้นเพื่อให้ได้ผลคุ้มค่าที่ดีขึ้นและผลประโยชน์การลดการปล่อยมลพิษ

รูปที่ 3. อัตราการทดแทนของกองเรือโดยใช้การทำให้เป็นมาตรฐาน

การปรับปรุงผลประโยชน์การใช้ไฟฟ้าของรถบรรทุกในอนาคต：

การเพิ่มประสิทธิภาพแสดงให้เห็นถึงศักยภาพของรถบรรทุกไฟฟ้าปัจจุบัน (ETS) ในขณะที่เน้นความสำคัญที่สำคัญของความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีโดยเฉพาะอย่างยิ่งในระบบแบตเตอรี่และระบบชาร์จ ด้วยการเพิ่มความหนาแน่นของพลังงานแบตเตอรี่เป็น 220 wh/kg อัตราส่วนลำดับความสำคัญอาจเกิน 70% ในทุกกองยาน สำหรับรถกึ่งทำงานหนักอัตราส่วนนี้ได้รับการเพิ่มขึ้นจาก 36% เป็น 87% ลดความถี่ในการเปลี่ยนอย่างมีนัยสำคัญในขณะที่ลดต้นทุนการเป็นเจ้าของทั้งหมดและการปล่อย CO2 วงจรชีวิต

(รูปที่ 4) สำหรับกองยานที่ต้องการความต้องการต่ำเช่นรถบรรทุกขยะการปรับปรุงแบตเตอรี่จะให้ประโยชน์ จำกัด ภายใต้เทคโนโลยีปัจจุบันความจุแบตเตอรี่ที่เพิ่มขึ้นช่วยเพิ่มช่วง แต่ต้องการการแลกเปลี่ยนในการลดน้ำหนักบรรทุก รถกึ่งพ่วงที่ใช้งานหนักสามารถลด CO2 ได้ 11% และประหยัดค่าใช้จ่าย 25% โดยการเพิ่มความจุแบตเตอรี่ลง 50% ในขณะที่ลดน้ำหนักบรรทุกลง 7% การลดการใช้พลังงานเพิ่มเติม 25% ผ่านการแลกเปลี่ยนแบตเตอรี่สามารถช่วยให้ผู้ขับขี่กึ่งทำงานหนักในอนาคตเพื่อให้ได้ค่าใช้จ่ายที่เท่าเทียมกับยานพาหนะดีเซล การใช้กระแสไฟฟ้าที่ยั่งยืนเป็นกุญแจสำคัญในการลดการปล่อย CO2 วงจรชีวิตสำหรับยานพาหนะไฟฟ้าโดยกองยานส่วนใหญ่ประสบความสำเร็จ กลยุทธ์ในอนาคตควรใช้แนวทางการปรับปรุงที่แตกต่างกันไปตามลักษณะของกองทัพเรือเพื่อเพิ่มผลประโยชน์ร่วมในค่าใช้จ่ายทั้งหมดของการเป็นเจ้าของ (TCO) และการลดคาร์บอน

รูปที่ 4. ผลการใช้ไฟฟ้าในอนาคตของรถบรรทุกไฟฟ้าภายใต้สถานการณ์ที่แตกต่างกัน

สรุป::

ผ่านการสร้างแบบจำลองวัฏจักรชีวิตและการวิเคราะห์ความไวการศึกษาครั้งนี้แสดงให้เห็นว่าการลดการใช้พลังงานโดย 10%สามารถลดค่าใช้จ่ายทั้งหมดของการเป็นเจ้าของ (TCO) ของรถบรรทุกไฟฟ้า (ETS) 1.2%-3.1%และลดการปล่อยCO₂ 4.9%-7.6% ในขณะที่การเสื่อมสภาพของแบตเตอรี่เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ TCO และการปล่อยมลพิษผลกระทบของมันยังคงมีผลกระทบน้อยกว่าการเพิ่มประสิทธิภาพพลังงาน ประสิทธิภาพการปฏิบัติงานต่ำยังคงเป็นอุปสรรคหลักในการใช้พลังงานไฟฟ้าทำให้อัตราการใช้ประโยชน์ดีขึ้นเป็นสิ่งสำคัญ การวิเคราะห์กลุ่มลำดับความสำคัญแสดงให้เห็นว่า ETS ระยะทางสูงสามารถบรรลุผลประโยชน์สองอย่างในการลดต้นทุนและการลดการปล่อยมลพิษ แรงจูงใจด้านนโยบายมีบทบาทสำคัญในการส่งเสริมการยอมรับ ET ดังที่เห็นในโปรแกรม HVIP ของรัฐแคลิฟอร์เนียซึ่งครอบคลุมความแตกต่างของราคาซื้อ 80% ในขณะที่สนับสนุนความเป็นไปได้ทางเศรษฐกิจของ Tesla Semi ในการขนส่งระยะไกล จีนจำเป็นต้องลงทุนในโครงสร้างพื้นฐานเพิ่มเติมเพื่อจัดการกับความวิตกกังวลและความท้าทายในการจัดสรรงาน การวิจัยตอกย้ำความสำคัญของข้อมูลขนาดใหญ่ในการตัดสินใจด้วยไฟฟ้าด้วยการวิเคราะห์ที่กลั่นกรองช่วยเพิ่มประสิทธิภาพนโยบาย ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีในอนาคตและการบูรณาการพลังงานสะอาดจะช่วยเพิ่มอัตราการรับเลี้ยงบุตรบุญธรรมและการปูทางที่เป็นไปได้สำหรับการเปลี่ยนแปลงคาร์บอนต่ำ