Ето защо влекачите с ДВГ никога няма да умрат

Голяма част от дискусиите за електрическите превозни средства (ЕПС) се съсредоточават върху автомобили като Tesla Model Y, тъй като делът на камионите в общата схема е много по-малък. Въпреки това камионите са по-големи, по-тежки и генерират повече замърсяване от леките автомобили. Възможно е това да се дължи на факта, че средностатистическият човек няма да отиде и да си купи влекач на полуремарке, но въпросът какво да се прави със световния транспортен парк от гледна точка на климата е важен.

Докато правителствата (и производителите на автомобили) се стремят всички да заменят своите автомобили с ДВГ с електрически версии, камионите не са толкова лесно решение. Има няколко основателни причини, поради които ДВГ вероятно ще се запази в камионите и другите тежкотоварни превозни средства още дълго време. Ето някои от тях.

Защо батериите не са подходящи за влекачи на ремаркета и полуремаркета

Очевидният начин камионите да намалят директните емисии на въглероден диоксид (CO2) би бил да превърнат всеки влекач на полуремарке в електромобил, точно както автомобилите. Електрическите полуремаркета се продават и разработват. Засега те не застрашават непосредственото бъдеще на двигателите с ДВГ. Няколко основни проблема се отнасят до електрическите задвижващи агрегати в камионите, които ще разгледаме по-долу.

Това са до голяма степен същите въпроси и предизвикателства, свързани с електрическите двигатели, в леките автомобили. Проблемите се засилват поради теглото на влекача, особено при теглене на ремарке. В САЩ брутното тегло може да достигне до 36 000 кг. За справка, максималното тегло на Cadillac Escalade ESV от 2024 г. е 2800 кг.

Теглото на батериите

Най-очевидният проблем с електрическите задвижвания в полуремаркета е теглото на батериите. Според EVBox, комплектът батерии на Tesla Model S тежи около 540 кг. Когато сложим едни батерии за влекач, увеличението на теглото се превръща в почти непосилна тежест за превозното средство, което така или иначе тегли голям товар. Електрическият Volvo VNR има акумулаторен пакет с капацитет 565 kWh.

Подобно оборудвана Tesla със същата енергийна плътност на мощността би трябвало да носи батерия с тегло 2720 кг. Всъщност, според Truck News, акумулаторният пакет на VNR тежи 8164 кг. Същият източник твърди, че като цяло VNR все още тежи с 1814 кг повече от еквивалентен дизелов камион.

Бензинът и дизелът са по-добри, когато става въпрос за камиони, тъй като енергийната плътност спрямо теглото на бензина или дизела е много по-висока от тази на батериите. Не можем да намалим размера на батериите, тъй като камионът трябва да произвежда същото количество енергия като пълноразмерен бензинов или дизелов двигател. Единственият начин да се избегне това е технологията на батериите да навакса в бъдеще, което ще позволи батериите да станат много по-леки.

Времето за зареждане означава престой

Един от най-големите проблеми, които засягат камионите – също като леките автомобили – е времето за зареждане. Разбира се, камионите с ДВГ се зареждат по-дълго на бензиностанциите, отколкото леките автомобили. Това е нищо в сравнение със зареждането на електрически тир.

VNR на Volvo е електрически влекач, който е на върха на съвременните електрически камиони. Той има по-голям пробег и може да се зарежда по-бързо от всякога, но все още му трябват 90 минути, за да се зареди до 80%. Това не е проблем за камиони, които извършват регионални или местни пътувания през деня и се зареждат през нощта. С пробег от 442 кг VNR вероятно все пак ще трябва да се зарежда по време на по-дълги дневни пътувания, както и на континентални такива.

Това се превръща в много по-сериозен проблем с работното време на водача. Шофьорите с търговска цел почти навсякъде трябва да се придържат към дневните ограничения за шофиране. В САЩ шофьор на полуремарке с търговска цел може да шофира 11 часа в денонощието, в рамките на общо 14 часа последователен период. Това означава, че денят на шофиране трябва да бъде съсредоточен върху графика за зареждане. Времето за зареждане е мъртво време, ако не може да се осъществи по време на товарене/разтоварване. Това мъртво време е скъп допълнителен разход за товарната компания.

Едно от възможните решения е да се осигурят гнезда за зареждане на всички станции за товарене/разтоварване на полуремаркета. Разходите за електроенергия се начисляват по сметката на превозвача чрез уникален код или карта.

Въздействие на големите батерии върху околната среда

Както знаем, екологичната цена на батериите за Земята е реална и сериозна, а може би и завинаги. В повечето случаи обаче тя остава на заден план пред другите проблеми, споменати по-горе. В много случаи тя се пренебрегва напълно. Не разполагаме със солидна инфраструктура за рециклиране на батерии и подобно на пластмасовата индустрия, произвеждаме нови електромобили с високи темпове, без да се замисляме къде ще отидат отпадъците по-късно. Батериите за електромобили изискват използването на токсични материали при производството им, като олово, никел, кобалт и литий.

Тези материали представляват опасност, когато се изхвърлят на сметището или се обработват от служителите в предприятието за разглобяване. Добивът на тези материали е свързан и с нарушаване на човешките права при добива им. Добивът на полезни изкопаеми е вреден и за екосистемите. Подобна е и историята на въздействието върху околната среда на двигателите с ДВГ, когато в уравнението се включи петролът, но екологичният имидж на батериите е верен само когато се вземат предвид преките емисии при движението на автомобила. Във всички останали отношения жизненият цикъл на автомобила, задвижван с батерии, все още е вреден и скъп за околната среда. Струва си да се помни, че електроенергията, използвана за зареждане на електромобила, обикновено се произвежда от изкопаеми горива, което е още едно огромно отрицателно въздействие върху планетата.

Недостатъчна инфраструктура за зареждане

Недостатъчната мрежа за зареждане е друг проблем: при толкова много камиони на пътя ще трябва да се изградят много повече зарядни устройства.

Други съображения включват:

• Големи зарядни станции с място за маневриране и паркиране на полуремаркета
• Зареждане с висока мощност, което да осигурява достатъчно енергия за зареждане на големия акумулаторен пакет на полуремаркето за кратко време
• Надеждни станции със зарядни устройства, на които може да се разчита. Mного зарядни станции все още страдат от прекъсвания поради повреди, вандализъм и други проблеми

Много компании преминават към електрически камиони поради натиска на правителствата и екологичните групи. Има компании като Volvo и VNR, за които стана дума по-горе. Един от най-известните влекачи на полуремаркета за електрически превозни средства, който влезе в заглавията на вестниците, е Tesla Semi. Това е специално конструиран влекач с футуристичен интериор, технологии за активна безопасност и дизайн с централна седалка.

Tesla твърди, че пробегът му е 800 км. Той не разполага с пълна технология за самоуправление Autopilot, както другите автомобили в гамата на Tesla в момента. Според Forbes камионът е внедрен само в PepsiCo в автопарк от около 100 полуремаркета Tesla. От Electrive твърдят, че PepsiCo. са заявили, че полуремаркето на Tesla се представя с около 1,77 kWh на километър.

Алтернатива за камиони без CO2: Водород

Друг метод на задвижване с екологична репутация е водородът (H2). Този източник на енергия набира популярност при автомобилите, въпреки че все още е в начален стадий на развитие в сравнение с електромобилите, благодарение на почти несъществуващата мрежа за зареждане и само няколко модела в продажба, включително Toyota Mirai. Интересен е, когато се прилага при камионите, поради бързото време за зареждане, независимо дали като електромобил с горивна клетка H2 (FCEV) или като автомобил с двигател с вътрешно горене H2.

Електрическият камион с батерия на производителя на полуремаркета Nikola има пробег от 531 км и се зарежда за 90 минути. Вариантът на Nikola „TRE“ с водородни горивни клетки има пробег от 800 км и време за зареждане от 20 минути.

Горивните клетки обаче все още са електрически превозни средства, докато водородното изгаряне би позволило на камионите да използват мощни, изпитани бензинови двигатели с ДВГ. В същото време те не произвеждат директно CO2 (но известно количество азотен оксид (NOx). Водородното горене все още се ограничава предимно до прототипи и концепции, но може да бъде пътят напред. Компаниите, сред които и Toyota, работят за доказване на възможността за използване на водород за горене.

Водородът често не е безвъглероден

Водородът като устойчив (и с нулеви нетни въглеродни емисии) вариант е по-голям проблем за обсъждане. Начинът, по който се добива H2, обикновено е въглеродно интензивен и изисква използването на изкопаеми горива при производството, разпространението и съхранението му. Съществуват различни видове водородно гориво, които обикновено се наричат сиви, сини и зелени. Само зеленият вид се добива по въглеродно неутрален начин, като се използва възобновяема енергия, например вятър, за отделяне на водорода от водата. По-голямата част от производството на водород не се произвежда по този начин.

Еко алтернатива с вътрешно горене: Природен газ

Двигателите с вътрешно горене непрекъснато се усъвършенстват, за да се намалят емисиите и да се увеличи икономичността, като същевременно се произвежда възможно най-голяма мощност/ въртящ момент. Вместо да се използват хибридни задвижващи агрегати, батерии за електрически превозни средства или водород, има друг начин – изгаряне на природен газ. Оборудваният с природен газ камион Cummins на Kenworth влезе в заглавията на вестниците тази година, когато отиде при първия си клиент – UPS.

15-литровият Cummins X15N: двигател на природен газ, който побеждава дизеловите двигатели

Име на двигателя: Cummins X15N

Cummins X15N Производителност / Разположение а двигателя
15-литров I6 с турбокомпресор (природен газ)/
15-литров, турбодизелов I6
Мощност: 500 конски сили/565 конски сили
Въртящ момент: Въртящ момент от 2508 Нм/Въртящ момент от 2,779 Нм

Cummins X15N работи с природен газ, но може да осигури сравнимо ниво на производителност в сравнение с дизеловите двигатели с подобни размери. Според Cummins „автомобилите на природен газ водят до по-ниско общо количество емисии на парникови газове (ПГ) и твърди частици (ТЧ) като CO2 и NOx. Нивата на емисиите на CO2 и NOx на X15N са с 90% по-ниски от действащите стандарти на EPA“. Освен това, когато се използва възобновяем природен газ (RNG), Cummins може да има „до 97% намаление на емисиите на CO2 и 80% намаление на емисиите на парникови газове“.

Всичко това са добри новини, но колко разпространен е RNG? Cummins също така твърди, че до 70% от търговските газови превозни средства в САЩ използват RNG. Въпреки че двигателите на природен газ са по-скоро междинно решение, те са само една от областите, в които производителите на автомобили и камиони работят за подобряване и разширяване на полезността на двигателя с вътрешно горене, тъй като той е неразривно свързан със света на камионите – защото върши работа.