بالنسبة للمركبات الكهربائية التجارية المتوسطة والثقيلة ، يعتمد اعتماد تقنية جديدة بشكل كبير على تكلفتها مقارنة بالبدائل. يسعى تقرير جديد صادر عن المختبر الوطني للطاقة المتجددة (NREL) إلى تحديد الظروف التي توفر فيها الشاحنات التجارية الكهربائية التي تعمل بالبطاريات أو التي تعمل بخلايا الوقود مزايا اقتصادية مقارنة بالشاحنات التقليدية التي تعمل بالديزل من خلال فحص مقياس رئيسي - التكلفة الإجمالية للملكية (TCO) .

لسنوات ، قدمت الشاحنات المتوسطة والثقيلة تحديات فريدة من نوعها إزالة الكربون من قطاع النقل. أولاً ، يجب أن تتحمل هذه المركبات استخدامًا سنويًا أكبر بكثير من استخدام السيارة الشخصية. في المتوسط ​​، يمكن لجرارات الفئة 8 التجارية أن تقطع 120,000 ألف ميل كل عام. بالإضافة إلى ذلك ، فإن المركبات التجارية ثقيلة للغاية ، حيث تتراوح من 14,000 رطل من مركبات التوصيل من الفئة 4 إلى جرارات الفئة 8 التي تسحب ما يصل إلى 80,000 رطل. إجمالاً ، تمثل الشاحنات المتوسطة والثقيلة 26٪ من استخدام الوقود الوطني - على الرغم من أنها تشكل 4٪ فقط من إجمالي عدد المركبات - وتستمر انبعاثات غازات الاحتباس الحراري من الشاحنات المتوسطة والثقيلة في الزيادة بمعدل أسرع من الانبعاثات من المركبات الخفيفة في الولايات المتحدة. ومع ذلك ، فإن تقنيات توليد القوة الكهربائية الجديدة توفر مسارًا لإزالة الكربون عن هذا القطاع المهم من المركبات.

التحليل المكاني والزمني للتكلفة الإجمالية للملكية TCO للجرارات من الفئة 8 وشاحنات توصيل الطرود من الفئة 4 يقارن ستة تقنيات لتوليد القوة في الشاحنات لتحديد التكلفة الإجمالية للملكية الخاصة بها وتحديد سيناريوهات التشغيل حيث قد يكون لكل تقنية ميزة اقتصادية. تشتمل مجموعات نقل الحركة التي تم تحليلها على الديزل التقليدي ، والديزل الهجين الكهربائي ، والكهرباء الهجينة الموصولة بالكهرباء ، والغاز الطبيعي المضغوط ، وخلايا الوقود الكهربائية ، والبطارية الكهربائية بالكامل.

قال تشاد هانتر ، المؤلف الرئيسي للتقرير والباحث السابق في NREL: "كان هدفنا تقديم مقارنة كمية لمختلف مجموعات نقل الحركة لتسليط الضوء على الآثار المحتملة على مدى الحياة لكل تقنية". "وجد هذا التحليل أن مجموعات نقل الحركة التي تعمل بالبطاريات والكهرباء الهيدروجينية يمكن أن يكون لها تكلفة إجمالية تنافسية للملكية في وقت مبكر من عام 2025 ، حتى بالنسبة لمركبات الفئة 8 ، والتي يُعرف عنها بصعوبة إزالة الكربون."

تحدد دراسة التكلفة الإجمالية للملكية هذه التكاليف غير المباشرة - على سبيل المثال ، تكلفة سعة الحمولة المفقودة بسبب مجموعة نقل الحركة الثقيلة أو تكلفة الوقت المستغرق في إعادة التزود بالوقود أو إعادة الشحن - إلى جانب التكاليف المباشرة لشراء السيارة أو صيانتها أو تزويدها بالوقود أو الشحن وقيادة السيارة . إن فهم هذه التكاليف غير المباشرة أمر بالغ الأهمية لفهم الآثار الاقتصادية الكاملة للتحول نحو النقل عديم الانبعاثات.

تقديم T3CO: نهج متكامل ومرن لنمذجة التكلفة الإجمالية للملكية

استفاد البحث من NREL تكنولوجيا النقل التكلفة الإجمالية للملكية (T3CO) إطار النمذجة ، والذي يتيح إجراء تقييمات مستوية لتكاليف دورة الحياة الكاملة للمركبات التجارية المتقدمة. تجمع T3CO بين قوة اثنين من أدوات NREL الحالية ، وهما محاكي تكنولوجيا أنظمة السيارات المستقبلية (FASTSim) و تقييم السيناريو وتحليل الأقلمة (SERA) النموذج ، لمراعاة الأداء المتنوع والمتطلبات الاقتصادية للمركبات المتوسطة والثقيلة.

قال أليكس شرودر ، مدير مجموعة المركبات والبنية التحتية للشحن في NREL: "التكلفة الإجمالية للملكية هي أحد أهم المقاييس للتبني الجماعي للمركبات التجارية المكهربة". "نحن ندرك أن تقنيات وعمليات المركبات التجارية ستستمر في التطور ونسعى عن قصد إلى جعل T3CO مرنة وقابلة للتوسيع ومتكاملة ومنفتحة. ساهمت الكثير من مساهمات أصحاب المصلحة في تطويرها ، ونحن متحمسون لرؤيتها تتطور وتنمو من خلال الشراكات المستمرة ".

تتميز T3CO بنهج متكامل وشامل لتقييم جميع التكاليف وتمكين المقارنات المتسقة عبر التقنيات والمهن.

مستقبل لإزالة الكربون من المركبات الثقيلة

باستخدام نموذج T3CO الجديد ، قام باحثو NREL بتقييم جميع التكاليف المباشرة وغير المباشرة لكل تقنية مجموعة نقل الحركة لثلاث مهن مختلفة للشاحنات: فئة 8 لمسافات طويلة (نطاق 500-750 ميلًا) ، فئة 8 لمسافات قصيرة (نطاق 300 ميل) ، تسليم الطرود من الفئة 4 (مدى 120 ميلاً). لمزيد من التحليل ، قارن الباحثون مجموعات نقل الحركة لأطر زمنية متعددة لتوضيح كيف أن خفض أسعار البطارية ووقود الهيدروجين هو المفتاح لتسريع كهربة المركبات المتوسطة والثقيلة.

قال هانتر: "يشير بحثنا إلى أن إدارة تكاليف التزود بالوقود وإعادة الشحن يجب أن تكون محورًا رئيسيًا للبحث والتطوير في المستقبل". "تعتبر أسعار الكهرباء ووقود الهيدروجين من العوامل الأساسية للتكلفة الإجمالية للملكية للبطاريات والشاحنات الكهربائية التي تعمل بخلايا الوقود التي تم تقييمها في هذا التقرير."

في NREL البحث المتقدم في أنظمة الطاقة المتكاملة (ARIES) منصة البحث ستدعم البحث والتطوير لتحقيق هذه التطورات التكنولوجية وخفض التكاليف.

قال شرودر: "إحدى النتائج المهمة لهذه الدراسة هي أنها تساعدنا على صقل أولويات البحث في المستقبل". "تم تصميم منصة ARIES التي يتم إنشاؤها في NREL بشكل صريح لتوفير تكلفة فعالة من حيث التكلفة لشحن الميغاواط ووقود الهيدروجين عالي الإنتاجية."

تمثل هذه المقارنة الشاملة عبر التقنيات تنسيقًا كبيرًا عبر مكتب كفاءة الطاقة والطاقة المتجددة التابع لوزارة الطاقة الأمريكية مكتب تقنيات الهيدروجين وخلايا الوقود و  مكتب تقنيات المركبات وتستفيد من دراسات التكلفة الإجمالية للملكية التي طورتها المعامل الوطنية الأخرى التابعة لوزارة الطاقة.

المادة مجاملة من المختبر الوطني.

هل تقدر أصالة CleanTechnica؟ النظر في أن تصبح عضو في CleanTechnica أو داعم أو فني أو سفير - أو راعي على Patreon.

أفلاطون. Web3 مُعاد تصوره. تضخيم ذكاء البيانات.
انقر هنا للوصول.

المصدر: https://cleantechnica.com/2021/09/21/analysis-electric-heavy-duty-vehicle-powertrains-can-provide-lower-total-cost-of-ownership/