Đối với xe điện hạng trung và hạng nặng thương mại, việc áp dụng một công nghệ mới chủ yếu dựa vào chi phí của nó so với các phương án thay thế. Một báo cáo mới từ Phòng thí nghiệm Năng lượng Tái tạo Quốc gia (NREL) tìm cách xác định chính xác các điều kiện khi xe tải thương mại chạy bằng pin hoặc pin nhiên liệu mang lại lợi thế kinh tế so với xe tải chạy bằng nhiên liệu diesel truyền thống bằng cách kiểm tra một số liệu chính - tổng chi phí sở hữu (TCO) .
Trong nhiều năm, xe tải hạng trung và hạng nặng đã đưa ra những thách thức riêng đối với khử cacbon trong lĩnh vực giao thông vận tải. Thứ nhất, những chiếc xe này phải chịu được thời gian sử dụng hàng năm nhiều hơn đáng kể so với một chiếc ô tô cá nhân. Trung bình, các máy kéo hạng 8 thương mại có thể đi được 120,000 dặm mỗi năm. Ngoài ra, các loại xe thương mại có trọng tải cực lớn, từ xe giao hàng Hạng 14,000 nặng 4 pound đến máy kéo Hạng 8 có trọng tải lên tới 80,000 pound. Nhìn chung, xe tải hạng trung và hạng nặng chiếm 26% lượng nhiên liệu sử dụng quốc gia - mặc dù chỉ chiếm 4% tổng dân số phương tiện giao thông - và phát thải khí nhà kính từ xe tải hạng trung và hạng nặng tiếp tục tăng với tốc độ nhanh hơn khí thải từ các phương tiện giao thông hạng nhẹ ở Hoa Kỳ. Tuy nhiên, các công nghệ hệ thống truyền động điện mới cung cấp một con đường để khử cacbon cho phân khúc xe quan trọng này.
Phân tích không gian và thời gian của TCO cho máy kéo loại 8 và xe tải chuyển hàng loại 4 so sánh sáu công nghệ hệ thống truyền động xe tải để định lượng TCO của chúng và xác định các tình huống vận hành mà mỗi công nghệ có thể có lợi thế kinh tế. Các hệ thống truyền động được phân tích bao gồm động cơ diesel thông thường, diesel hybrid điện, plug-in hybrid điện, khí nén tự nhiên, pin nhiên liệu điện và pin hoàn toàn bằng điện.
Chad Hunter, tác giả chính của báo cáo và là cựu nhà nghiên cứu của NREL cho biết: “Mục tiêu của chúng tôi là cung cấp một so sánh định lượng của các hệ thống truyền động khác nhau để làm nổi bật tác động lâu dài tiềm năng của mỗi công nghệ. “Phân tích này cho thấy rằng các hệ thống truyền động pin-điện và hydro-điện có thể có TCO cạnh tranh sớm nhất là vào năm 2025, ngay cả đối với các xe loại 8, vốn nổi tiếng là khó khử cacbon”.
Nghiên cứu TCO này định lượng chi phí gián tiếp - ví dụ, chi phí cho sức tải hàng hóa bị mất do hệ thống truyền động nặng hơn hoặc chi phí thời gian dừng để tiếp nhiên liệu hoặc sạc lại - cùng với chi phí trực tiếp của việc mua, bảo trì, tiếp nhiên liệu hoặc sạc và lái xe . Hiểu được những chi phí gián tiếp này là rất quan trọng để hiểu được tác động kinh tế đầy đủ của việc chuyển hướng sang phương tiện giao thông không phát thải.
Giới thiệu T3CO: Phương pháp tiếp cận mô hình TCO linh hoạt, tích hợp
Nghiên cứu đã tận dụng NREL's Công nghệ vận tải Tổng chi phí sở hữu (T3CO) khuôn khổ mô hình hóa, cho phép đánh giá mức độ toàn bộ chi phí vòng đời của các phương tiện thương mại tiên tiến. T3CO kết hợp sức mạnh của hai công cụ NREL hiện có, Trình mô phỏng công nghệ hệ thống ô tô trong tương lai (FASTSim) và Đánh giá kịch bản và phân tích khu vực hóa (SERA) mô hình, để tính đến hiệu suất và yêu cầu kinh tế khác nhau cho các loại xe hạng trung và hạng nặng.
Alex Schroeder, giám đốc nhóm Cơ sở hạ tầng sạc và phương tiện tiên tiến của NREL cho biết: “Tổng chi phí sở hữu là một trong những số liệu quan trọng nhất để áp dụng hàng loạt các phương tiện thương mại điện khí hóa. “Chúng tôi nhận ra rằng các công nghệ và hoạt động xe thương mại sẽ tiếp tục phát triển và có mục đích tìm cách làm cho T3CO trở nên linh hoạt, có thể mở rộng, tích hợp và cởi mở. Rất nhiều ý kiến đóng góp của các bên liên quan đã thông báo cho sự phát triển của nó và chúng tôi rất vui khi thấy nó phát triển và phát triển thông qua quan hệ đối tác liên tục. ”
T3CO có phương pháp tiếp cận tích hợp từ đầu đến cuối để đánh giá tất cả các chi phí và cho phép so sánh nhất quán giữa các công nghệ và ngành nghề.
Tương lai cho quá trình khử cacbon của xe hạng nặng
Sử dụng mô hình T3CO mới, các nhà nghiên cứu của NREL đã đánh giá tất cả các chi phí trực tiếp và gián tiếp cho từng công nghệ hệ thống truyền lực cho ba loại xe tải khác nhau: Đường dài Hạng 8 (phạm vi 500–750 dặm), Đường ngắn Hạng 8 (phạm vi 300 dặm), và chuyển phát bưu kiện loại 4 (phạm vi 120 dặm). Để phân tích sâu hơn, các nhà nghiên cứu đã so sánh hệ thống truyền động trong nhiều khung thời gian để minh họa cách giảm giá nhiên liệu hydro và pin là chìa khóa để tăng tốc điện khí hóa xe hạng trung và hạng nặng.
“Nghiên cứu của chúng tôi chỉ ra rằng quản lý chi phí tiếp nhiên liệu và sạc lại phải là trọng tâm chính cho nghiên cứu và phát triển trong tương lai,” Hunter nói. “Giá nhiên liệu điện và hydro là những yếu tố trung tâm đối với TCO của xe tải điện chạy bằng pin và pin nhiên liệu được đánh giá trong báo cáo này.”
Tại NREL, Nghiên cứu nâng cao về hệ thống năng lượng tích hợp (ARIES) nền tảng nghiên cứu sẽ hỗ trợ R&D để đạt được những tiến bộ công nghệ này và giảm chi phí.
“Một trong những kết quả quan trọng từ nghiên cứu này là nó giúp chúng tôi trau dồi các ưu tiên nghiên cứu trong tương lai,” Schroeder nói. “Nền tảng ARIES đang được thành lập tại NREL được thiết kế rõ ràng để cung cấp khả năng sạc quy mô megawatt hiệu quả về chi phí và nhiên liệu hydro thông lượng cao”.
Sự so sánh toàn diện giữa các công nghệ này thể hiện sự phối hợp đáng kể giữa Văn phòng Hiệu quả Năng lượng và Năng lượng Tái tạo của Bộ Năng lượng Hoa Kỳ. Văn phòng công nghệ pin nhiên liệu và hydro và Văn phòng Công nghệ Xe và thúc đẩy các nghiên cứu TCO được phát triển bởi các phòng thí nghiệm quốc gia DOE khác.
Bài báo được phép của NREL.
Đánh giá cao sự độc đáo của CleanTechnica? Xem xét trở thành một Thành viên, Người hỗ trợ, Kỹ thuật viên hoặc Đại sứ của CleanTechnica - hoặc một khách hàng quen trên Patreon.
PlatoAi. Web3 được mô phỏng lại. Khuếch đại dữ liệu thông minh.
Nhấn vào đây để truy cập.
