Data operasional mengungkapkan tantangan dan peluang elektrifikasi truk

 Pendahuluan ：

Elektrifikasi truk tetap menjadi tantangan penting untuk mencapai transportasi nol-emisi. Berdasarkan data operasional tahunan dari 61.598 truk listrik di Cina, penelitian ini mengungkapkan bahwa tingkat adopsi truk listrik secara signifikan lebih rendah daripada kendaraan diesel. Hanya 23% dari truk pengiriman dan 30% dari semi-trailer dapat sepenuhnya menggantikan rekan diesel satu-ke-satu. Rata-rata, 3,8 truk pengiriman listrik atau 3,6 semi-trailer listrik diharuskan untuk mengganti satu kendaraan diesel. Untuk kendaraan diesel yang dapat diganti, truk listrik dapat mengurangi biaya sebesar 15%-54%dan lebih rendah emisi karbon siklus hidup sebesar 1%-49%. Dengan mengoptimalkan pola penggunaan, meningkatkan kepadatan energi baterai, dan meningkatkan infrastruktur pengisian daya, kelayakan elektrifikasi dapat ditingkatkan secara substansial. Pada tahun 2030, truk listrik China diproyeksikan untuk mencapai emisi karbon yang lebih rendah daripada kendaraan diesel.

Mengurangi emisi karbon dioksida dalam transportasi sangat penting untuk mencapai netralitas karbon, dengan kendaraan tugas berat menyumbang sekitar 30% dari emisi CO2 global dari transportasi jalan. Elektrifikasi armada telah diakui sebagai solusi utama, dengan daerah seperti Amerika Serikat dan Eropa telah menetapkan target untuk mempercepat elektrifikasi truk tugas berat. Namun, di Cina, pertumbuhan penjualan truk listrik (ET) telah lamban, mewakili hanya 1,5% dari truk yang baru terdaftar pada tahun 2021 - secara signifikan lebih rendah daripada kendaraan listrik dan bus. Adopsi pasar ETS tetap berhati -hati, terutama karena keterbatasan jangkauan, kapasitas baterai yang tidak mencukupi, dan infrastruktur pengisian daya yang tidak memadai. Potensi pengurangan karbon siklus hidup dari ETS tetap tidak pasti. Studi ini menggunakan data operasional tahunan dari lebih dari 60.000 ET di Cina, mengusulkan "rasio kelompok prioritas" dan "tingkat penggantian" sebagai indikator kelayakan elektrifikasi untuk mengevaluasi efektivitas biaya aktual dan manfaat pengurangan emisi aktual ETS. Penelitian ini menunjukkan bahwa mengoptimalkan pola penggunaan, meningkatkan teknologi baterai, dan meningkatkan fasilitas pengisian daya dapat secara substansial meningkatkan efektivitas biaya dan potensi pengurangan emisi ETS, memberikan wawasan yang berharga untuk inisiatif elektrifikasi truk di masa depan.

Perbedaan pola penggunaan truk listrik dan diesel ：

Studi ini, berdasarkan analisis data operasional skala besar dari 61.598 truk listrik (ETS) dan 55.411 truk diesel di Cina pada tahun 2021, mengungkapkan bahwa truk listrik menunjukkan intensitas penggunaan yang jauh lebih rendah dibandingkan dengan rekan diesel mereka. Sebagian besar kendaraan listrik hanya mencapai 42% -75% dari jarak tempuh harian yang dicatat oleh truk diesel (Gambar 1), dengan banyak yang gagal memanfaatkan kapasitas baterai mereka sepenuhnya. Kendala utama termasuk kapasitas baterai yang terbatas, kecemasan jangkauan, dan perbedaan dalam alokasi tugas. Sementara beberapa truk listrik tugas berat mengurangi masalah jangkauan melalui pengisian daya yang sering, perjalanan aktif keseluruhan mereka tetap lebih sedikit daripada kendaraan diesel. Penelitian ini menunjukkan bahwa sekitar 16% -48% truk diesel dapat diganti satu-ke-satu oleh alternatif listrik, terutama truk pengiriman tugas ringan di 23% dan semi-trailer tugas berat di 30%.

                                                                                               
Gambar 1. Saham kendaraan dan pola penggunaan armada truk listrik

Perbandingan emisi dan biaya antara truk listrik dan diesel individu ：   

Emisi biaya dan karbon adalah metrik utama untuk mengevaluasi efektivitas elektrifikasi truk. Truk listrik menunjukkan pengurangan CO2 yang signifikan dari roda ke roda, dengan pengurangan emisi siklus hidup berkisar antara 8% dan 37% karena emisi produksi baterai yang tinggi dan jangkauan mengemudi yang terbatas (Gambar 2). Karena catu daya China menjadi lebih bersih setelah 2030, sebagian besar truk listrik (ETS) diharapkan mencapai pengurangan emisi 70% menjadi 91%. Dalam hal biaya, total biaya kepemilikan (TCO) untuk lima kategori truk listrik telah melampaui kendaraan diesel, dengan penghematan berkisar antara 12% hingga 37%. Truk -truk listrik kelompok prioritas menonjol terutama, mencapai pengurangan TCO 15% hingga 54% dan penurunan 1% hingga 49% dalam emisi CO2 melalui intensitas penggunaan yang tinggi dan biaya bahan bakar yang lebih rendah.

Gambar 2. Emisi CO2 siklus hidup dan total biaya kepemilikan truk listrik dan truk diesel per kendaraan

Meningkatkan efek elektrifikasi armada dengan mengoptimalkan penggunaan:

Penelitian menunjukkan bahwa penggantian truk diesel "satu-ke-satu" dengan kendaraan listrik (ETS) hanya layak untuk sejumlah kendaraan. Di bawah pola penggunaan saat ini, biasanya membutuhkan penggantian satu truk diesel dengan 3,8 truk pengiriman listrik atau 3,6 semi-trailer listrik, yang mengakibatkan sebagian besar armada ET kehilangan biaya atau keuntungan CO2 siklus hidup (Gambar 3). Mengoptimalkan penggunaan dapat meningkatkan efektivitas elektrifikasi. Misalnya, meningkatkan pemanfaatan baterai menjadi 85% dapat meningkatkan tingkat penggantian satu-ke-satu di luar 49% untuk sebagian besar armada, secara signifikan mengurangi rasio penggantian. Tingkat penggantian truk pengiriman tugas ringan, misalnya, turun dari 3,8 menjadi 2,0 sambil mencapai total biaya kepemilikan (TCO) dan keseimbangan karbon dioksida. Meningkatkan perjalanan aktif lebih lanjut meningkatkan kelayakan truk listrik. Potensi optimasi untuk semi-trailer listrik tugas berat tetap terbatas, membutuhkan kemajuan teknologi seperti baterai kepadatan energi yang lebih tinggi untuk memberikan manfaat biaya-efektivitas dan pengurangan emisi yang lebih baik.

Gambar 3. Laju penggantian armada menggunakan normalisasi

Meningkatkan manfaat elektrifikasi armada truk di masa depan:

Optimalisasi menunjukkan potensi truk listrik saat ini (ETS) sambil menyoroti kepentingan kritis kemajuan teknologi, terutama dalam sistem baterai dan pengisian daya. Dengan meningkatkan kepadatan energi baterai menjadi 220 WH/kg, rasio kelompok prioritas dapat melebihi 70% di semua armada. Untuk semi-trailer tugas berat, rasio ini telah didorong dari 36% menjadi 87%, secara signifikan mengurangi frekuensi penggantian sambil menurunkan total biaya kepemilikan dan emisi CO2 siklus hidup

(Gambar 4). Untuk armada permintaan rendah seperti truk sampah, peningkatan baterai menghasilkan manfaat terbatas. Di bawah teknologi saat ini, meningkatkan rentang kapasitas baterai tetapi membutuhkan pertukaran dalam pengurangan muatan. Tugas berat semi-trailer mencapai pengurangan CO2 11% dan penghematan biaya 25% dengan meningkatkan kapasitas baterai sebesar 50% sambil mengurangi muatan sebesar 7%. Konsumsi daya pemotongan lebih lanjut sebesar 25% melalui pertukaran baterai dapat memungkinkan semi-trailer tugas berat di masa depan untuk mencapai paritas biaya dengan kendaraan diesel. Mengadopsi listrik berkelanjutan adalah kunci untuk mengurangi emisi CO2 siklus hidup untuk kendaraan listrik, dengan sebagian besar armada mencapai pengurangan yang signifikan. Strategi di masa depan harus mengadopsi pendekatan peningkatan yang dibedakan yang disesuaikan dengan karakteristik armada untuk memaksimalkan manfaat bersama dalam total biaya kepemilikan (TCO) dan pengurangan karbon.

Gambar 4. Efek elektrifikasi di masa depan truk listrik di bawah skenario yang berbeda

Ringkasan::

Melalui pemodelan siklus hidup dan analisis sensitivitas, penelitian ini mengungkapkan bahwa mengurangi konsumsi daya sebesar 10%dapat menurunkan total biaya kepemilikan (TCO) truk listrik (ET) sebesar 1,2%-3,1%dan mengurangi emisi ko-co₂ sebesar 4,9%-7,6%. Sementara degradasi baterai secara signifikan meningkatkan TCO dan emisi, dampaknya tetap kurang berdampak daripada optimasi daya. Efisiensi operasional yang rendah terus menjadi penghalang utama elektrifikasi, membuat tingkat pemanfaatan yang lebih baik menjadi penting. Analisis kelompok prioritas menunjukkan bahwa ET jarak tempuh tinggi dapat mencapai manfaat ganda dalam pengurangan biaya dan pengurangan emisi. Insentif kebijakan memainkan peran penting dalam mempromosikan adopsi ET, seperti yang terlihat dalam program HVIP California yang mencakup 80% perbedaan harga pembelian sambil mendukung kelayakan ekonomi Tesla Semi dalam transportasi jarak jauh. China perlu berinvestasi lebih lanjut dalam infrastruktur untuk mengatasi rentang kecemasan dan tantangan alokasi tugas. Penelitian ini menggarisbawahi pentingnya data besar dalam pengambilan keputusan elektrifikasi, dengan analisis olahan membantu optimasi kebijakan. Kemajuan teknologi di masa depan dan integrasi energi bersih secara substansial akan meningkatkan tingkat adopsi ET, membuka jalur yang layak untuk transisi rendah karbon.