E-ciężarówki na terenach przemysłowych: Jak skutecznie rozwijać infrastrukturę doładunkową
Gdy w kwietniu 2023 roku rozpoczął się projekt „Transportation in Charge”, finansowany przez Federalne Ministerstwo Gospodarki, sytuacja na rynku transportu towarowego pod względem elektryfikacji wyglądała inaczej: wtedy na rynku nie było ani Mercedes-Benz eActros 600, ani MAN eTGX – a więc też jeszcze nie istniał ciężki elektryczny ciężarówka dalekobieżna produkowana w Niemczech. W związku z tym istniało również niewielkie zapotrzebowanie na infrastrukturę ładowania dla ciężarówek elektrycznych z ogromnymi bateriami o pojemności około 600 kWh.
Zgodnie z tym w ramach projektu „Transportation in Charge” (TiC) na początku w centrum uwagi znajdowały się badania podstawowe, a więc pytanie o to, jak mogłyby wyglądać koncepcje planowania infrastruktury ładowania pojazdów użytkowych elektrycznych w obszarach przemysłowych i centrach transportu towarowego. A wszystko to przy założeniu, że nie każda firma transportowa powinna robić wszystko sama, lecz że również podejścia współpracujące mają duży sens.
Trzy lata później projekt TiC został już zakończony – a projekt ten mógł z bliska śledzić wprowadzanie do użytku pierwszych ciężkich pojazdów elektrycznych z Niemiec oraz odpowiadającej im infrastruktury ładowania. Wśród partnerów praktycznych były m.in. Behrens-Gruppe oraz Rhenus Home Delivery ze swoimi elektrycznymi pojazdami użytkowymi. Najważniejsze wnioski z projektu „Transportation in Charge” kierownik projektu Sönke Stürmann wraz ze swoim kolegą Karlem Glöklerem z Instytutu Fraunhofera ds. Technologii Produkcyjnych i Badawczo-Rozwojowych Materiałów Stosowanych (IFAM) podzielili się teraz z electrive.
Kluczowe podejście projektu: obszary przemysłowe i centra transportu towarów stanowią swego rodzaju serce elektryfikacji transportu towarowego. W tych miejscach znajdują się bowiem magazyny firm transportowych, a także centra logistyczne i zakłady produkcyjne przedsiębiorstw. Właśnie takie tereny powinny zostać wyposażone w infrastrukturę do ładowania, aby pojazdy użytkowe na prąd mogły być ładowane w nocy lub podczas załadunku i rozładunku, bez konieczności korzystania z publicznych stacji ładowania.
Połączenie sieciowe dla stacji ładowania elektrycznych ciężarówek jako wąskie gardło
Jednakże tereny przemysłowe okazują się jednocześnie dużymi wąskimi gardłami w budowie infrastruktury ładowania – kluczowym słowem jest połączenie z siecią. Bez odpowiedniego połączenia napięciem średnim szybkie ładowarki mogą zostać zrealizowane jedynie przy użyciu własnej instalacji fotowoltaicznej i magazynu energii. Zgodnie z tym rekomendacje dotyczące działań opublikowane na zakończenie projektu – pobierz tutaj – nakładają obowiązek na operatorów sieci: „odgrywają oni kluczową rolę, ponieważ elektryfikacja flot logistycznych może być realizowana w sposób skalowalny tylko wtedy, gdy w terenach przemysłowych i logistycznych dostępna jest wystarczająca zdolność połączenia z siecią”, czytamy w broszurze.
Zgodnie z tym przewoźnicy i centra logistyczne nie mogą po prostu zakupić elektrycznych ciężarówek bez jednoczesnego zapewnienia odpowiednich możliwości ładowania – przy czym są od nich zależne właśnie od tych operatorów sieci. „Elektryfikacja dużych flot ciężarówek jest możliwa tylko wtedy, gdy potraktujemy obszary przemysłowe jako całościowy system. Kluczowe jest wczesne i skoordynowane współdziałanie firm, operatorów sieci oraz gmin – same rozwiązania techniczne nie wystarczą”, wyjaśnia Sönke Stührmann, kierownik projektu w Fraunhofer IFAM.
Równocześnie firmy, które chcą wdrożyć elektryczne ciężarówki, muszą być świadome, że w przypadku infrastruktury ładowania nie istnieje jednolite rozwiązanie, lecz należy ją traktować indywidualnie. Potrzebna moc ładowania musi bowiem być określana indywidualnie na podstawie czasu eksploatacji i przechowywania pojazdów: podczas gdy przy zwykłym ładowaniu w magazynie przez noc często wystarcza 50 do 100 kW, intensywne przejazdy typu shuttle wymagają 200 do 350 kW. Również warunki podłączenia do sieci i lokalizacja muszą zostać uwzględnione wcześnie. Dlatego w badanych przykładach z praktyki konieczne było zastosowanie podłączeń o średnim napięciu oraz elastycznie rozszerzalnych stacji ładowania prądem stałym.
Projekt TiC zajmował się również pytaniem, jak ogromne koszty inwestycyjne (CAPEX) związane z rozbudową sieci i sprzętem do ładowania można rozłożyć na kilka podmiotów. Badane w projekcie rozwiązanie typu Shared Charging – czyli wspólne wykorzystywanie infrastruktury ładowania w obszarach przemysłowych – okazuje się tutaj kluczowe i jest opisane w osobnym przewodniku oraz opinii prawnej, które również można pobrać ze strony internetowej TiC.
Shared Charging jako narzędzie obniżania kosztów
„Wspólna infrastruktura ładowania to nie koncepcja teoretyczna, lecz istotne narzędzie do obniżania kosztów, odciążania sieci oraz szybszej elektryfikacji flot. Warunkiem jest jasna struktura prawna, przejrzyste role oraz zaufanie pomiędzy uczestnikami”, podkreśla Sönke Stührmann.
Przykładowy obliczenie projektu TiC pokazuje, że sprzedaż prądu do ładowania osobom trzecim może obniżyć całkowite koszty dla operatora floty: podczas gdy flota składająca się z dziesięciu ciężarówek elektrycznych w scenariuszu bazowym przy pięcioletnim okresie eksploatacji i 60.000 km rocznej odległości przebytej przez każdy pojazd kosztuje około 352.859 euro (w porównaniu z 367.974 euro przy ciężarówkach diesla), koszty spadają do 336.903 euro przy dodatkowej sprzedaży prądu osobom trzecim. Przyspiesza to osiągnięcie punktu równowagi, wymaga jednak jednocześnie starannego dostosowania uprawnień dostępu oraz warunków umownych. Ogólnie rzecz biorąc, Fraunhofer IFAM zakłada również w przypadku braku wspólnego ładowania, że cena prądu do ładowania na poziomie około 30 centów/kWh zapewnia punkt równowagi w porównaniu z ciężarówkami diesla.
„Nasze analizy oparte na rzeczywistych danych z działalności pokazują wyraźnie: elektryczne ciężarówki funkcjonują dziś niezawodnie i mogą być opłacalne. Kto łączy w myśleniu infrastrukturę ładowania, zarządzanie energią oraz strategię floty, tworzy podstawę dla trwałej transformacji”, mówi na zakończenie kierownik projektu Sönke Stührmann.