工业区内的电动卡车:如何建立充电基础设施

2023年4月,由德国经济部资助的“Transportation in Charge”项目启动时,全球对货运领域电气化的看法还截然不同:当时梅赛德斯-奔驰eActros 600和曼恩eTGX都尚未上市,因此也还没有德国制造的重型电动长途卡车。相应地,对于那些配备约600千瓦时超大容量电池的电动卡车的充电基础设施,需求也几乎为零。
因此,“运输责任”(TiC)项目最初的重点是基础研究,即探讨如何为工业区和货运中心规划电动汽车的充电基础设施。其背景在于,并非每家运输企业都应各自为政,合作模式同样具有很大的意义。
三年后,TiC项目已圆满完成——该项目得以近距离见证德国首批重型电动卡车及其配套充电基础设施的投入使用。参与合作的实践伙伴包括贝伦斯集团和雷努斯家庭配送公司,它们都提供了电动商用车辆。弗劳恩霍夫制造技术与应用材料研究所(IFAM)的项目负责人索恩克·施特尔曼及其同事卡尔·格洛克勒,现已将“Transportation in Charge”项目取得的最重要成果与electrive共享。
该项目的重要理念是:工业区与货物运输中心堪称货物运输电气化进程的核心所在。因为那里既有货运公司的仓库,也有企业的物流中心及生产场所。正是这些区域应当配备充电基础设施,以便电动商用车能够在夜间或装卸货物时进行充电,而无需依赖公共充电站。
电动卡车充电站的电网接入问题成瓶颈
然而,工业区同时也成了建设充电基础设施的巨大瓶颈——关键问题在于电网接入。因为如果没有合适的中压电源接口,超快充设施只能依靠自建的太阳能发电系统和电池储能来实现。项目结束时发布的行动建议——可在此处下载——也指出电网运营商负有责任:手册中写道,“由于只有当工业区和物流园区拥有充足的电网接入能力时,才能实现物流车队的规模化电气化,因此运营商需发挥核心作用。”
因此,货运公司和物流中心不能仅凭空购置电动卡车,而不同时解决相应的充电问题——他们必须依赖这些电网运营商。“只有将货运车队视为一个整体系统,才能实现大型卡车的电气化。企业、电网运营商和地方政府之间尽早且协调一致地合作至关重要,仅靠技术解决方案是不够的”,弗劳恩霍夫IFAM项目负责人索恩克·施特尔曼如此阐述。
同时,那些计划引入电动卡车的企业必须意识到,充电基础设施并无通用解决方案,需根据具体情况进行设计。因为所需的充电功率必须根据车辆的运行时间和停留时间来单独确定:常规的夜间仓库充电通常50至100千瓦就足够了,而频繁往返的运输任务则需要200至350千瓦的功率。此外,还需提前考虑电网接入条件及场地状况。在所研究的实际案例中,就必须配备中压电源接口以及可灵活扩展的直流充电站。

TiC项目还研究了如何分摊电网建设及充电硬件所需的巨额投资成本(CAPEX)。项目中探讨的共享充电模式——即在工业区共同使用充电基础设施——被证明是改变游戏规则的关键举措,相关内容会在专门的指南和法律分析报告中进行详细说明,这些文件同样可在TiC网站上下载。
共享充电:降低成本的利器
“共享充电基础设施并非理论概念,而是降低成本、减轻电网负担以及加速车队电气化的关键手段。实现这一目标的前提是明确的法律框架、清晰的职责划分,以及各参与方之间的信任”,Sönke Stührmann强调道。
TiC项目的示例计算表明,向第三方出售充电电力能够降低车队运营商的总成本:在基准情景下,若拥有一支由10辆电动卡车组成的车队,每辆车使用5年、每年行驶60,000公里,其总成本约为352,859欧元(而柴油卡车则为367,974欧元);若再额外出售电力给第三方,成本可降至336,903欧元。这虽然能加快实现盈亏平衡的时间,但同时也需要仔细协调访问权限和合同条款。顺便提一下,Fraunhofer IFAM认为,即便不采用共享充电方式,约30欧分/千瓦时的充电价格也能让电动卡车实现与柴油卡车的盈亏平衡。
“我们基于实际运营数据进行的分析清楚地表明:如今的电动卡车运行可靠,且具备经济性。只有将充电基础设施、能源管理以及车队战略统筹考虑,才能为可持续的转型奠定基础,”项目负责人索恩克·施特尔曼在最后这样说道。