Varför nätet är redo för flottor av elektriska lastbilar

Getty

Oavsett om du kallar dem semi-, traktor- eller 18-hjuliga lastbilar, håller tunga lastbilar ekonomin (bokstavligen) igång. Och åtminstone några av dem kan vara redo att bli elektriska.

Dessa arbetshästar har en överdriven klimatpåverkan. Globalt sett utgör tunga fordon, inklusive lastbilar och bussar, cirka 10 % av alla motorfordon men producerar ungefär hälften av sina koldioxidutsläpp och över 70 % av partikelföroreningarna från fordon världen över.

Medan vissa lastbilar kör över tusen mil på en dag, kör andra på kort avstånd. Dessa fordon är mer genomförbara för elektrifiering på kort sikt, enligt Brennan Borlaug, en forskare vid US National Renewable Energy Laboratory och huvudförfattare till en ny Natur Energi studie på laddinfrastruktur för elbilar.

Vi ser detta som förmodligen det första steget på vägen mot elektrifiering av tunga lastbilar, säger Borlaug. Eftersom dessa lastbilar vanligtvis kör relativt korta sträckor och återvänder till samma plats varje dag, behöver de inte högkapacitetsbatterier och ultrasnabb offentlig laddningsinfrastruktur – krav som tillverkarna fortfarande arbetar för att uppfylla för långdistansfordon.

Relaterad berättelse

Nya litium-metallbatterier kommer att driva övergången till elbilar

En ny typ av batteri skulle äntligen kunna göra elbilar lika bekväma och billiga som gasbilar.

Forskarna var dock inte säkra på om nätet kunde hantera många elektriska lastbilar som laddas samtidigt på ett ställe. Till skillnad från elbilar , som har relativt låga effektbehov och skulle distribueras genom grannskap, kan flottor av elektriska lastbilar anstränga eldistributionssystem.

Eldistribution är beroende av transformatorstationer som betjänar små områden, vanligtvis runt några kvadratkilometer (även om detta varierar mycket beroende på befolkningstätheten). Om ett område plötsligt överträffar en transformatorstations kapacitet kan det orsaka ett avbrott. Att ta emot fler elektriska lastbilar utan att utlösa det problemet kan kräva stora uppgraderingar, som kan bli kostsamma och ta månader eller till och med år att genomföra.

Borlaug och hans kollegor modellerade krav på transformatorstationer med hjälp av data från verkliga dieselleveransflottor. Teamet tog hänsyn till hur långt lastbilarna körde och hur lång tid de tillbringade på sin hemmabas för att uppskatta laddningsbehovet för en elektrisk flotta.

Cirka 80 till 90 % av transformatorstationerna som vi studerade kunde ta emot flottor på upp till 100 lastbilar utan att kräva betydande uppgraderingar, säger Borlaug. Och om flottor klarade av sin laddning genom att välja lägre hastigheter för att undvika att stressa nätet, skulle ännu färre transformatorstationer behöva uppgraderas, tillägger han.

Men lastbilsbranschen har historiskt sett varit långsam med att ta till sig ny teknik, säger Ben Sharpe , en analytiker vid International Council on Clean Transportation, en ideell forskargrupp som studerar transportsektorn. Vissa stater överväger incitament eller till och med krav för att knuffa flottor att elektrifiera.

Kalifornien passerade föreskrifter i juni 2020, vilket kräver att en majoritet av tunga lastbilar som säljs till 2035 ska ha nollutsläpp. Staten har också ett omfattande kupongsystem för att subventionera kostnaden för inköp av nya elfordon. Du kan inte överskatta vikten av Kaliforniens lastbilsföreskrifter , säger Sharpe. Till stor del som ett resultat av dessa program är ungefär hälften av alla elektriska lastbilar som för närvarande är på vägarna i USA och Kanada i Kalifornien, tillägger han.

Andra amerikanska delstater följer Kaliforniens ledning: i juli 2020 undertecknade 15 stater en överenskommelse som sätter ett mål för alla nya medel- och tunga fordon att ha nollutsläpp till 2050, med andra mål fram till deadline.

Medan elektriska lastbilar med kort räckvidd verkar relativt nära den kommersiella verkligheten, några forskare har varnat för att det kanske inte är tekniskt eller ekonomiskt genomförbart att utöka utbudet av elektriska lastbilar på kort sikt.

Visst skulle du göra korta resor, det är ingen tvekan om det, för ekonomin är för, allt är för, säger Venkat Viswanathan , en maskiningenjör vid Carnegie Mellon University. Och med batterier som blir billigare och lättare ser lastbilar som kan köra upp till cirka 500 miles mellan laddningarna mer realistiska ut, säger Viswanathan.

Men batterier skulle behöva fortsätta bli billigare och lättare för att konkurrera med utbudet av diesellastbilar, som kan köra mer än 1 000 mil utan att tanka. Alternativt kan snabbladdning öppna upp några av de längsta vägarna till elektriska lastbilar så småningom, även om den infrastruktur som behövs för att stödja snabbladdning för ännu större batterier skulle kräva betydande investeringar.

Några av dessa lastbilar som kommer och laddar skulle vara som hela kraftbelastningen i en liten stad, tillägger Viswanathan.

Andra hävdar att elektrifiering av kort- och medeldistanslastbilar kan vara ett första steg mot att elektrifiera alla tunga lastbilar. Man börjar med den lägst hängande frukten, säger man Deepak Rajagopal , en energi- och miljöpolitisk forskare vid University of California, Los Angeles. Sedan, när batteritekniken förbättras och forskarna lär sig vilken infrastruktur som behövs, kommer det att vara mer genomförbart att elektrifiera längre rutter.

Du kan alltid fortsätta vänta på att den perfekta tekniken ska komma, säger Rajagopal. Vi måste börja med det vi har och fortsätta att lära oss och anpassa oss.

Den här historien uppdaterades den 13 juli för att förtydliga att stater gick med på att sätta ett mål (inte fastställa en regel) för nollutsläppslastbilar till 2050.

Avslöjande: Författaren arbetade för elfordonsföretaget Tesla som praktikant i batteriteknik 2016.

Dölj