Voor commerciële middelzware en zware elektrische voertuigen is de invoering van een nieuwe technologie sterk afhankelijk van de kosten ervan in vergelijking met alternatieven. Een nieuw rapport van het National Renewable Energy Laboratory (NREL) probeert de voorwaarden vast te stellen voor wanneer batterij-elektrische of brandstofcel-elektrische commerciële vrachtwagens economische voordelen bieden ten opzichte van traditionele diesel-aangedreven vrachtwagens door een belangrijke statistiek te onderzoeken: de totale eigendomskosten (TCO) .
Jarenlang hebben middelzware en zware vrachtwagens voor unieke uitdagingen gezorgd: decarbonisatie van de transportsector. Ten eerste moeten deze voertuigen bestand zijn tegen aanzienlijk meer jaarlijks gebruik dan een personenauto. Commerciële klasse 8-tractoren kunnen gemiddeld 120,000 mijl per jaar afleggen. Bovendien zijn bedrijfsvoertuigen extreem zwaar, variërend van Klasse 14,000-bezorgingsvoertuigen van 4 pond tot Klasse 8-tractoren die tot 80,000 pond vervoeren. In totaal zijn middelzware en zware vrachtwagens goed voor 26% van het nationale brandstofverbruik — ondanks dat ze slechts 4% van de totale voertuigpopulatie uitmaken — en de broeikasgasemissies van middelzware en zware vrachtwagens blijven sneller toenemen dan emissies van lichte voertuigen in de Verenigde Staten. Nieuwe elektrische aandrijflijntechnologieën bieden echter een weg naar decarbonisatie voor dit kritieke voertuigsegment.
Ruimtelijke en temporele analyse van de TCO voor tractoren van klasse 8 en vrachtwagens voor pakketbezorging vergelijkt zes aandrijflijntechnologieën voor vrachtwagens om hun TCO te kwantificeren en bedrijfsscenario's te identificeren waarin elke technologie een economisch voordeel kan hebben. De geanalyseerde aandrijflijnen omvatten conventionele diesel, diesel hybride elektrisch, plug-in hybride elektrisch, gecomprimeerd aardgas, brandstofcel elektrisch en volledig elektrische batterij.
"Ons doel was om een kwantitatieve vergelijking te maken van verschillende aandrijflijnen om de potentiële implicaties voor de levensduur van elke technologie te benadrukken", zegt Chad Hunter, hoofdauteur van het rapport en voormalig NREL-onderzoeker. "Uit deze analyse bleek dat batterij-elektrische en waterstof-elektrische aandrijflijnen al in 2025 een concurrerende TCO zouden kunnen hebben, zelfs voor voertuigen van klasse 8, die notoir moeilijk te decarboniseren zijn."
Deze TCO-studie kwantificeert indirecte kosten — bijvoorbeeld de kosten van verloren laadvermogen als gevolg van een zwaardere aandrijflijn of de kosten van verblijfstijd die worden besteed aan het tanken of opladen — samen met de directe kosten voor het kopen, onderhouden, tanken of opladen en het besturen van een voertuig . Het begrijpen van deze indirecte kosten is van cruciaal belang om de volledige economische implicaties van een verschuiving naar emissievrij vervoer te begrijpen.
Introductie van T3CO: een geïntegreerde, flexibele TCO-modelleringsaanpak
Het onderzoek maakte gebruik van NREL's Totale eigendomskosten van transporttechnologie (T3CO) modelleringsraamwerk, dat een genuanceerde beoordeling van de volledige levenscycluskosten van geavanceerde bedrijfsvoertuigen mogelijk maakt. T3CO combineert de kracht van twee bestaande NREL-tools, de Toekomstige Automotive Systems Technology Simulator (FASTSim) en Scenario Evaluatie en Regionalisering Analyse (SERA) model, om rekening te houden met de uiteenlopende prestaties en economische eisen voor middelzware en zware voertuigen.
"Total cost of ownership is een van de meest kritische maatstaven voor massale adoptie van elektrische bedrijfsvoertuigen", zegt Alex Schroeder, manager van de Advanced Vehicles and Charging Infrastructure-groep van NREL. “We erkennen dat de technologieën en activiteiten van bedrijfsvoertuigen zullen blijven evolueren en hebben doelbewust getracht om T3CO flexibel, uitbreidbaar, geïntegreerd en open te maken. Veel input van belanghebbenden heeft de ontwikkeling ervan beïnvloed en we zijn verheugd om het te zien evolueren en groeien door voortdurende partnerschappen.”
T3CO biedt een end-to-end, geïntegreerde aanpak voor het evalueren van alle kosten en het mogelijk maken van consistente vergelijkingen tussen technologieën en beroepen.
Een toekomst voor het koolstofvrij maken van zware voertuigen
Met behulp van het nieuwe T3CO-model hebben NREL-onderzoekers alle directe en indirecte kosten voor elke aandrijflijntechnologie beoordeeld voor drie verschillende vrachtwagentoepassingen: Klasse 8 voor langeafstandsvluchten (500-750-mijlsbereik), Klasse 8 voor korte afstanden (300-mijlsbereik), en Klasse 4 pakketbezorging (120 mijl bereik). Om de analyse te bevorderen, vergeleken onderzoekers de aandrijflijnen voor meerdere tijdframes om te illustreren hoe prijsverlagingen van batterijen en waterstof de sleutel zijn tot het versnellen van de elektrificatie van middelzware en zware voertuigen.
"Ons onderzoek geeft aan dat kostenbeheer bij het tanken en opladen een belangrijk aandachtspunt moet zijn voor toekomstig onderzoek en ontwikkeling", aldus Hunter. "Elektriciteits- en waterstofbrandstofprijzen zijn centrale factoren voor de TCO van de batterij- en brandstofcel-elektrische vrachtwagens die in dit rapport worden geëvalueerd."
Bij NREL is de Geavanceerd onderzoek naar geïntegreerde energiesystemen (ARIES) onderzoeksplatform zal R&D ondersteunen om deze technologische vooruitgang en kostenverlagingen te realiseren.
"Een van de belangrijke resultaten van deze studie is dat het ons helpt om toekomstige onderzoeksprioriteiten aan te scherpen," zei Schroeder. "Het ARIES-platform dat bij NREL wordt opgericht, is uitdrukkelijk ontworpen om kosteneffectief opladen op megawattschaal en waterstof met hoge doorvoer mogelijk te maken."
Deze uitgebreide vergelijking tussen technologieën vertegenwoordigt een aanzienlijke coördinatie binnen het Amerikaanse Department of Energy Office of Energy Efficiency and Renewable Energy's Kantoor waterstof en brandstofceltechnologie en Voertuigtechnologieën kantoor en maakt gebruik van TCO-onderzoeken die zijn ontwikkeld door andere nationale DOE-laboratoria.
Artikel met dank aan NREL.
Waardeer je de originaliteit van CleanTechnica? Overweeg om een CleanTechnica-lid, ondersteuner, technicus of ambassadeur - of een beschermheer op Patreon.
PlatoAi. Web3 opnieuw uitgevonden. Gegevensintelligentie versterkt.
Klik hier om toegang te krijgen.
