Электрогрузовик — это аккумуляторное электрическое транспортное средство (БЭМ) , предназначенное для перевозки грузов , перевозки специализированных полезных грузов или выполнения других утилитарных работ.
Электрогрузовики уже более ста лет используются в таких узкоспециализированных областях, как молочные танкеры , буксиры и вилочные погрузчики , обычно с использованием свинцово-кислотных аккумуляторов , но быстрое развитие более легких и энергоемких химических составов аккумуляторов в двадцать первом веке расширило область применения электротяги в грузовиках во многих других ролях.
Электрогрузовики снижают уровень шума и загрязнения по сравнению с грузовиками с двигателями внутреннего сгорания. Благодаря высокой эффективности и малому количеству компонентов электроприводов, отсутствию сжигания топлива на холостом ходу, а также бесшумному и эффективному ускорению, расходы на владение и эксплуатацию электрогрузовиков значительно ниже, чем у их предшественников. [1] [2] По данным Министерства энергетики США , средняя стоимость за кВт·ч емкости аккумуляторных батарей для грузовиков снизилась с 500 долларов в 2013 году до 200 долларов в 2019 году и еще больше до 137 долларов в 2020 году, а некоторые транспортные средства впервые стоят менее 100 долларов. [3] [4]
Грузоперевозки на дальние расстояния были сегментом грузоперевозок, наименее поддающимся электрификации, поскольку увеличенный вес батарей по сравнению с топливом снижает грузоподъемность, а альтернатива, более частая подзарядка, снижает время доставки. Напротив, городская доставка на короткие расстояния была быстро электрифицирована, поскольку чистая и тихая природа электрических грузовиков хорошо вписывается в городское планирование и муниципальное регулирование, а емкость разумно габаритных батарей хорошо подходит для ежедневного движения с остановками в пределах мегаполиса. [5] [6] [7]
В Южной Корее электрические грузовики занимают заметную долю рынка новых грузовиков; в 2020 году среди грузовиков, произведенных и проданных внутри страны (что составляет подавляющее большинство новых грузовиков, проданных в стране), 7,6% были полностью электрическими транспортными средствами. [8]
Autocar Trucks и несколько других пионеров американского производства грузовиков, таких как Walker Vehicle Company (см. Walker Electric Truck ), предлагали ряд электрических грузовиков для продажи в 1920-х годах. [9] Хотя электрические грузовики были успешны для работы на короткие расстояния, особенно в городах, более высокая плотность энергии невозобновляемых видов топлива вскоре привела к упадку электрических грузовиков, пока в 2000-х годах не появились технологии аккумуляторных батарей.
Несколько электрических универсальных грузовиков-прототипов или произведенных небольшими производителями, а также часто переоборудованных дизельных агрегатов, были построены до 2000-х годов. Испытания с различными компаниями в реальных условиях в течение нескольких месяцев или более проводились, например, с большегрузными грузовиками Renault , E Force и Emoss в 2010-х годах. Renault запустила свой небольшой электрический Maxity в 2010 году, а Mitsubishi Fuso свой немного больший eCanter в 2017 году. С 2018 года другие крупные производители, включая MAN , Mercedes-Benz и DAF, начали поставки прототипов или предсерийных большегрузных агрегатов компаниям для реальных испытаний. В 2019 году, как ожидается, начнется первое серийное производство большегрузных автомобилей, в частности, Renault , Volvo и MAN .
Futuricum Logistics 18E, впервые поставленный в марте 2021 года [10] в DPD в Швейцарии, использует аккумулятор емкостью 680 кВт·ч и имеет запас хода «до» 760 км (472 мили). [11]
Грузовики для доставки последней мили — это растущий сегмент грузовых перевозок с ростом электронной коммерции и прямых продаж потребителям. Также известные как фургоны Walk-in-Vans и фургоны, эти грузовики, как правило, используются либо на фиксированных маршрутах, либо с фиксированным регионом доставки. [12] Крупными покупателями этих грузовиков являются Amazon, UPS, FedEx, Bimbo, Aramark и другие. Благодаря использованию от прямых продаж потребителям до таких вещей, как доставка белья и хлеба или распространение напитков, эти грузовики очень распространены. Motiv Power Systems поставляла агрегаты, используемые почтовой службой США и Bimbo Bakeries USA на базе шасси Ford. Эти варианты Motiv имеют различные типы кузовов от традиционных производителей, включая Morgan Olson, [13] Utilimaster, [14] и Rockport. [15]
У Lightning EMotors есть грузовики для доставки, построенные на платформе Izusu. [16] У BYD Auto есть несколько моделей грузовиков, начиная от грузовиков класса 4 и заканчивая грузовиками класса 8. Дочерняя компания GM BrightDrop пытается разработать индивидуальные решения для этого рынка. Хотя многие крупные автомобильные компании сделали заявления о своем намерении выйти на этот рынок с демонстрацией своих прототипов, [17] большинство транспортных средств на дорогах сегодня принадлежат более мелким производителям.
В конце 1990-х и начале 2000-х годов Chevrolet выпустил небольшую серию электрического пикапа S-10 , а Ford выпустил определенное количество электромобилей Ranger .
В начале 2009 года Phoenix Motorcars представила тестовый парк своих полностью электрических SUT (Sports Utility Truck) на Мауи. Miles Electric Vehicles импортировала разработанный в Китае небольшой электрический пикап ZX40ST в США в конце 2010-х годов. [18]
Канадская компания Ecotuned предлагает полностью электрическую версию Ford F-150 ; такие автомобили используются поставщиком электроэнергии Hydro Quebec и аэропортом Монреаля .
С 2022 года Ford выпускает полностью электрический F-150 Lightning (на новом заводе, построенном рядом с существующим в Дирборне ), а Rivian производит полностью электрический пикап R1T в Нормале, штат Иллинойс. General Motors выпускает GMC Hummer EV и Silverado EV .
В производстве находятся следующие модели: [19]
Анонсированные модели включают:
Кроме того, многие местные электромобили доступны или были доступны в виде легких пикапов.
По состоянию на 2020 год электрические полуприцепы находятся в ограниченном коммерческом использовании в Калифорнии в компаниях Anheuser-Busch, GSC Logistics, Golden State Express (все используют седельный тягач BYD 8TT ), Penske и NFI (обе используют седельный тягач Freightliner eCascadia ).
Эти грузовики не ограничиваются работой в морских портах или перевозками ; их дальность (в случае BYD 8TT 124 мили при полной загрузке и 167 миль при половинной загрузке) позволяет использовать их на региональных маршрутах. GSC Logistics продемонстрировала это, перевезя груз из порта Окленд через перевал Альтамонт в Трейси, Калифорния , и обратно. После возвращения у грузовика все еще оставалось 40% заряда батареи. [21]
Volvo, DAF, MAN, Freightliner планируют начать серийное производство электрических сочлененных грузовиков в период с 2019 по 2020 год. [ требуется обновление ] Tesla присоединилась в 2022 году с Tesla Semi . Такие автомобили выпускает BYD Auto (например, BYD 8TT ).
Компания DAF Trucks, принадлежащая PACCAR, открыла специальную линию по сборке электрогрузовиков площадью 5000 м2 для своих моделей XF и XD в Эйндховене, Нидерланды, серийное производство которых начнется с середины 2023 года. [ 22]
13 мая 2021 года компания Autocar Trucks объявила о запуске E-ACTT, полностью электрического терминального тягача. 98 лет назад, в 1923 году, компания Autocar стала первым крупным производителем грузовиков, представившим электрические грузовики. [23]
Kenworth T680E также стал доступен в 2021 году. [24]
Порт Лос-Анджелеса и Управление по контролю качества воздуха Южного побережья продемонстрировали тяжелый полностью электрический грузовик малой грузоподъемности, способный перевозить полностью загруженный 40-футовый (12,2 м) грузовой контейнер. Текущая конструкция способна тянуть 60 000 фунтовый (27 000 кг) грузовой контейнер со скоростью до 10 миль в час (16 км/ч) и имеет запас хода от 30 до 60 миль (48 и 97 км). Он потребляет 2 киловатт-часа на милю (1,2 кВт⋅ч/км; 4,5 МДж/км) по сравнению с 5 милями на галлон США (47 л/100 км; 6,0 миль на галлон -imp ) для седельных тягачей Hostler, которые он заменяет. [25]
1 галлон США (0,83 имперских галлона; 3,8 литра) топлива эквивалентен 33,7 кВт·ч, согласно данным Министерства энергетики США. [26] Этот [ какой? ] электрический грузовик потребляет 2 киловатт-часа на милю, что эквивалентно использованию всего 10 кВт·ч на каждые 5 миль (8 км). Дизельный грузовик, который он заменяет [ какой? ], потребляет эквивалент 33,7 кВт·ч на 5 миль (8 км). Таким образом, дизельный грузовик потребляет в 3,37 раза больше энергии, чем электрический грузовик. Таким образом, единственными переменными, которые останавливают коммерческое использование электрических грузовиков, являются первоначальная стоимость транспортного средства и запас хода из-за высокой стоимости аккумуляторной батареи и низкой удельной энергии . [27] По мере начала массового производства стоимость в конечном итоге может быть сопоставима с дизельными автомобилями, а с улучшением аккумуляторных батарей ограниченный запас хода электрического грузовика может перестать быть проблемой. [ оригинальное исследование? ]
По состоянию на 2022 год в Европе доступны следующие модели (среди прочих):
Типичным примером электромобилей на аккумуляторах является молочный фургон . Поскольку такие транспортные средства делают много остановок, более практично использовать электромобиль, чем грузовик с двигателем внутреннего сгорания, который большую часть времени работал бы вхолостую; это также снижает уровень шума в жилых районах. На протяжении большей части 20-го века большинством электромобилей в мире были британские молочные фургоны. [28]
.jpg/1280px-Futuricum_-_vollelektrisches_M%C3%BCllfahrzeug_in_Basel_(2023).jpg)
С похожим характером движения транспортного средства, например, молочного фургона, мусоровозы являются отличными кандидатами на электропривод. [ требуется ссылка ] [ требуется авторство ] Большую часть времени они тратят на остановку, запуск или работу вхолостую. В этих видах деятельности двигатели внутреннего сгорания наименее эффективны. Эти и другие факторы, такие как простота обучения водителей, привели к тому, что городской совет Бирмингема принял решение использовать электрические мусоровозы, чтобы начать замену своих конных тележек в 1918 году. [29] Использование электромобилей продолжалось в ряде моделей, включая Electricar DV4 , до 1971 года. [29] [30] Электрические мусоровозы также эксплуатировались в Шеффилде и Глазго. [31]
В рамках подготовки к Олимпийским играм 2008 года 3000 мусоровозов с двигателем внутреннего сгорания в Пекине были заменены на электромобили с литий-ионными полимерными аккумуляторами. [32] Аккумуляторы были закуплены примерно за 3300 долларов за штуку. [33] Во Франции некоторые полностью электрические мусоровозы, произведенные компанией Power Vehicle Innovation, работают с 2011 года в городе Курбевуа , первом местном органе власти во Франции, который их приобрел. [34]
В сентябре 2014 года электрический мусоровоз, названный ERV (электрический мусоровоз), был развернут в американском городе Чикаго . Это был первый из заказа на покупку до 20 грузовиков на сумму до 13,4 млн долларов. [35] Заказ на покупку был выигран в конкурентной борьбе компанией Motiv Power Systems в 2012 году, но был доставлен только один грузовик. Чикаго подал в суд на Motive в 2019 году, утверждая, что грузовик был неисправен более 60% времени. [36]
В Европе по состоянию на 2020 год электрические мусоровозы были заказаны Женевой, [37] Базелем, [38] Франкфуртом, [39] Дуйсбургом [40] и другими городами. [41] Традиционные мусоровозы имеют чрезвычайно высокий расход топлива, выше, чем американские 18-колесные грузовики на большинстве маршрутов. Использование электропривода вместо дизельного двигателя значительно снижает потребление энергии, но оно все еще составляет около 1900 Вт·ч/км или 3060 Вт·ч/милю. С аккумулятором емкостью 340 кВт·ч [37] такой грузовик все еще может достичь запаса хода более 177 км (110 миль) до того, как ему потребуется подзарядка.
Были предприняты некоторые попытки создания таких грузовиков, например, одна от PapaBravo. Электрические карьерные грузовики имеют преимущество в том, что не загрязняют под землей. В случае высокогорных шахт, поездка под гору с рудой заряжает батареи за счет рекуперативного торможения. [42] [43]
Солнечные панели на тракторах обычно поддерживают систему HVAC или силовые устройства, используемые водителем (гостиничные нагрузки). Солнечные панели на прицепах могут использоваться для холодильных батарей, для аккумуляторов подъемного борта или для телематики. Небольшие солнечные панели, установленные на холодильном агрегате, могут служить в качестве подзарядных устройств для стартовой батареи холодильного агрегата. [44] [45]
На молочной ферме Heemskerk Dairy используются интегрированные в транспортные средства фотоэлектрические системы и электрические погрузчики , что обеспечивает бесшумную работу и позволяет скоту отдыхать. [46]
В 2022 году компания DHL объявила, что установка солнечных панелей на крышах 67 ее грузовиков приведет к экономии средств и сокращению выбросов углерода на 100 кг/год на одно транспортное средство. [47]
Электрификация грузовых перевозок имеет много преимуществ для здоровья, поскольку существующие большегрузные автомобили, как правило, используются чаще, чем легковые автомобили, и работают на дизельном топливе, [48] что увеличивает риск астмы , сердечных приступов и инсультов , рака легких и ранней смерти. [49] Ожидается, что новые стандарты выбросов транспортных средств снизят локальное загрязнение около 2030 года, частично за счет поощрения электрических грузовиков, [50] они включают правило Advanced Clean Trucks в некоторых американских штатах. [51] В Европе вместо Euro 7 местное загрязнение может снизить стандарт CO2. [52]
Некоторые компании модернизируют грузовики с двигателями внутреннего сгорания на электрические, поскольку это может быть дешевле, чем покупка нового электрического автомобиля, и дает преимущества полностью электрического силового агрегата. [53]
В Калифорнии 70% загрязнения смогом и 80% канцерогенной дизельной сажи исходят от двух миллионов грузовиков из 30 миллионов, зарегистрированных в этом штате. В качестве средства правовой защиты Калифорния решила начать стандарт чистых грузовиков. Калифорния начала свою программу по грузовикам с нулевым уровнем выбросов, в рамках которой они ускоряют производство и развертывание электрических грузовиков. [54] В конце 2021 года в Калифорнии было 738 грузовиков ZEV, в основном на аккумуляторах. [55]
Проект электрифицированного зарядного коридора с 5 зарядными станциями для средних и тяжелых электромобилей будет завершен к 2023 году. Зарядные устройства уже доступны в TEC Fontana и TEC La Mirada. [56]
В 2023 году Агентство по охране окружающей среды США предоставило Калифорнии законные полномочия требовать, чтобы к 2035 году половина всех продаж большегрузных автомобилей была полностью электрическими. [57] К 2045 году все грузовики должны будут иметь нулевой уровень выбросов. [58]
В Южной Корее электрические грузовики занимают заметную долю рынка новых грузовиков; в 2020 году среди грузовиков, произведенных и проданных внутри страны (что составляет подавляющее большинство новых грузовиков, проданных в стране), 7,6% были полностью электрическими транспортными средствами. [8]
В Китае к концу 2020 года эксплуатировалось около 466 000 автобусов на новых источниках энергии (NEB), из которых 378 700 автобусов — это аккумуляторные электрические автобусы (BEB), что составляет 66% и 53,8% от общего числа автобусов соответственно. Ожидается, что к 2025 году 72% городских общественных автобусов Китая будут электрическими. [59]
Во Вьетнаме первые 6 электромобилей для сбора отходов были запущены в эксплуатацию в городе Хюэ местным Народным комитетом [60] для пилотной программы в мае 2023 года. Этот пилотный проект был поддержан Программой развития ООН «Активизация устойчивого перехода к электромобильности во Вьетнаме» [1], которая поддерживается правительством Японии через посольство Японии во Вьетнаме. [61]
Проект стимулирования ваучеров на гибридные и нулевые выбросы грузовиков и автобусов в Калифорнии ( сокращенно HVIP ), запущенный Калифорнийским советом по воздушным ресурсам в 2009 году, является частью Калифорнийских климатических инвестиций . [62]
Цены на аккумуляторные батареи для электромобилей упали на 13% в 2020 году, в некоторых случаях достигнув критической отметки для доступности, согласно ежегодному отчету, опубликованному в среду Bloomberg New Energy Finance. Средние цены упали с $1100 за киловатт-час до $137 за кВт·ч, что на 89% меньше, чем за последнее десятилетие, согласно анализу. В это же время в прошлом году BNEF сообщила о средней цене в $156 за кВт·ч, что само по себе на 13% меньше, чем в 2018 году. Цены на аккумуляторные батареи менее $100 за кВт·ч также были зарегистрированы впервые, хотя только для электробусов в Китае, по данным BNEF. Аналитики часто рекламируют порог в $100 за кВт·ч как точку, где электромобили достигнут настоящей доступности. Аккумуляторы также достигли $100 за кВт·ч на основе ячейки, в то время как пакеты фактически достигли $126 за кВт·ч по средневзвешенному объему, отметили в BNEF.
Все крупные компании по доставке начинают заменять свои парки, работающие на газе, на электрические или малоэмиссионные автомобили, что, по словам компаний, увеличит их чистую прибыль, а также поможет бороться с изменением климата и загрязнением городов. UPS разместила заказ на 10 000 электрических автомобилей для доставки. Amazon покупает 100 000 у стартапа Rivian. DHL заявляет, что автомобили с нулевым уровнем выбросов составляют пятую часть ее парка, и их число будет расти. А FedEx только что пообещала заменить 100% своего парка для вывоза и доставки на автомобили с аккумуляторным питанием.
Электромобили, беспилотные летательные аппараты и правила, когда грузовики доставки могут работать, — вот некоторые решения, предлагаемые в новом отчете. В отчете приводятся 24 рекомендации для политиков и частного сектора, включая обязательное использование электрических средств доставки. В отчете отмечается, что если политики заботятся об устойчивости, они могут захотеть ввести новые агрессивные правила для электромобилей.
Замена парков средних и тяжелых грузовиков может помочь сократить выбросы парниковых газов и сделать города тише и чище. Поскольку грузовикам требуется так много мощности для перевозки, до недавнего времени они избегали электрификации; аккумулятор, который мог бы тянуть значительный вес, сам по себе был бы слишком тяжелым и слишком дорогим. Но теперь улучшения в технологии аккумуляторов окупаются, снижая как размер, так и стоимость. Количество гибридно-электрических и электрических грузовиков должно расти почти на 25 процентов в год, с 1 процента рынка в 2017 году до 7 процентов в 2027 году, скачок с примерно 40 000 электрических грузовиков во всем мире в этом году до 371 000.
