Warum das Netz bereit ist für Flotten von Elektro-Lkw

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Ob Sie sie Sattelzugmaschinen, Sattelzugmaschinen oder 18-Rader nennen, Schwerlast-Lkw halten die Wirtschaft (buchstäblich) in Bewegung. Und zumindest einige von ihnen könnten bereit sein, elektrisch zu fahren.

Diese Arbeitspferde haben eine übergroße Auswirkung auf das Klima. Weltweit machen schwere Nutzfahrzeuge, einschließlich Lastkraftwagen und Busse, etwa 10 % aller Kraftfahrzeuge aus, verursachen jedoch etwa die Hälfte ihrer Kohlendioxidemissionen und über 70 % der Feinstaubbelastung durch Fahrzeuge weltweit.

Während einige Lastwagen an einem Tag mehr als tausend Meilen zurücklegen, fahren andere auf kurze Distanz. Laut Brennan Borlaug, Forscher am US National Renewable Energy Laboratory und Hauptautor einer kürzlich erschienenen Studie, sind diese Fahrzeuge kurzfristig besser für die Elektrifizierung geeignet Natur Energie lernen auf Ladeinfrastruktur für Elektro-Lkw.

„Wir sehen darin wahrscheinlich den ersten Schritt auf dem Weg zur Elektrifizierung schwerer Lkw“, sagt Borlaug. Da diese Lkw in der Regel relativ kurze Strecken fahren und jeden Tag an denselben Ort zurückkehren, benötigen sie keine Hochleistungsbatterien und eine ultraschnelle öffentliche Ladeinfrastruktur – Anforderungen, an deren Erfüllung die Hersteller für Langstreckenfahrzeuge noch arbeiten.

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Die Forscher waren sich jedoch nicht sicher, ob das Netz viele Elektro-Lkw bewältigen kann, die gleichzeitig an einem Ort laden. nicht wie elektrische Autos , die einen relativ geringen Strombedarf haben und über Nachbarschaften verteilt würden, könnten Flotten von Elektro-Lkw die Stromverteilungssysteme belasten.

Die Stromverteilung beruht auf Umspannwerken, die kleine Gebiete bedienen, normalerweise einige Quadratmeilen (obwohl dies je nach Bevölkerungsdichte stark variiert). Wenn ein Bereich plötzlich die Kapazität eines Umspannwerks übersteigt, kann dies zu einem Ausfall führen. Um mehr Elektro-Lkw unterzubringen, ohne dieses Problem auszulösen, könnten umfangreiche Upgrades erforderlich sein, die kostspielig sein und Monate oder sogar Jahre in Anspruch nehmen können.

Borlaug und seine Kollegen modellierten die Anforderungen an Umspannwerke anhand von Daten aus realen Diesellieferflotten. Das Team berücksichtigte, wie weit die Lastwagen gefahren sind und wie lange sie an ihrer Heimatbasis verbracht haben, um den Ladebedarf einer Elektroflotte abzuschätzen.

Etwa 80 bis 90 % der von uns untersuchten Umspannwerke waren in der Lage, Flotten von bis zu 100 Lkw aufzunehmen, ohne dass erhebliche Upgrades erforderlich waren, sagt Borlaug. Und wenn Flotten ihren Ladevorgang durch die Wahl langsamerer Geschwindigkeiten verwalten würden, um eine Belastung des Netzes zu vermeiden, müssten noch weniger Umspannwerke aufgerüstet werden, fügt er hinzu.

Die Lkw-Branche hat sich jedoch in der Vergangenheit nur langsam mit der Einführung neuer Technologien befasst, sagt er Ben Scharf , Analyst beim International Council on Clean Transportation, einer gemeinnützigen Forschungsgruppe, die den Transportsektor untersucht. Einige Staaten erwägen Anreize oder sogar Anforderungen, um Flotten zur Elektrifizierung zu bewegen.

Kalifornien hat bestanden Vorschriften im Juni 2020, wonach die Mehrheit der bis 2035 verkauften schweren Lkw emissionsfrei sein muss. Zudem verfügt der Staat über ein umfangreiches Gutscheinsystem zur Bezuschussung der Anschaffungskosten von Elektrofahrzeugen. Sie können die Bedeutung von nicht genug betonen Die kalifornischen Lkw-Vorschriften , sagt Sharpe. Vor allem als Ergebnis dieser Programme befindet sich etwa die Hälfte aller Elektro-Lkw, die derzeit in den USA und Kanada auf den Straßen unterwegs sind, in Kalifornien, fügt er hinzu.

Andere US-Bundesstaaten folgen Kalifornien: Im Juli 2020 unterzeichneten 15 Bundesstaaten eine Übereinkunft die das Ziel festlegt, dass alle neuen mittelschweren und schweren Nutzfahrzeuge bis 2050 emissionsfrei sein sollen, wobei weitere Ziele bis zum Stichtag vorgesehen sind.

Während Elektro-Lkw mit kurzer Reichweite der kommerziellen Realität relativ nahe zu sein scheinen, einige Forscher haben davor gewarnt, dass eine Verlängerung der Reichweite von Elektro-Lkw kurzfristig technologisch oder wirtschaftlich nicht machbar sein könnte.

Kurzstrecke würdest du sicher machen, keine Frage, denn die Wirtschaftlichkeit spricht dafür, alles spricht dafür, sagt er Venkat Viswanathan , Maschinenbauingenieur an der Carnegie Mellon University. Und da die Batterien billiger und leichter werden, sehen Lastwagen, die zwischen den Ladevorgängen bis zu etwa 500 Meilen zurücklegen können, realistischer aus, sagt Viswanathan.

Aber Batterien müssten immer billiger und leichter werden, um mit der Reichweite von Diesel-Lkw mithalten zu können, die mehr als 1.000 Meilen ohne Tanken zurücklegen können. Alternativ könnte das Schnellladen irgendwann einige der längsten Wege für Elektro-Lkw eröffnen, obwohl die Infrastruktur, die zur Unterstützung des Schnellladens für noch größere Batterien erforderlich ist, erhebliche Investitionen erfordern würde.

Ein paar dieser Lastwagen, die kommen und aufladen, wären wie die gesamte Stromlast einer Kleinstadt, fügt Viswanathan hinzu.

Andere behaupten, dass die Elektrifizierung von Kurz- und Mittelstrecken-Lkw ein erster Schritt zur Elektrifizierung aller schweren Lkw sein könnte. Sie beginnen mit den am niedrigsten hängenden Früchten, sagt Deepak Rajagopal , Energie- und Umweltpolitikforscher an der University of California, Los Angeles. Wenn sich dann die Batterietechnologie verbessert und die Forscher erfahren, welche Infrastruktur benötigt wird, wird die Elektrifizierung längerer Strecken machbarer.

Sie können immer auf die perfekte Technologie warten, sagt Rajagopal. Wir müssen mit dem beginnen, was wir haben, und weiter lernen und uns anpassen.

Diese Geschichte wurde am 13. Juli aktualisiert, um klarzustellen, dass sich die Staaten darauf geeinigt haben, bis 2050 ein Ziel (keine Regel) für emissionsfreie Lkw festzulegen.

Offenlegung: Der Autor arbeitete 2016 als Praktikant für Batterietechnik beim Elektrofahrzeughersteller Tesla.

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