Badanie: Ciężarówki na baterie stają się konkurencyjne na coraz większej liczbie tras

Dziś istnieje wiele zastosowań, w których ciężarówki elektryczne przewyższają swoje odpowiedniki na dieslu pod względem całkowitego kosztu posiadania. Do 2030 roku może to dotyczyć od 70 do 90 procent transportu drogowego towarowego w Niemczech. Tak wynika z nowego badania przeprowadzonego przez Instytut Badań nad Wpływem Klimatu w Poczdamie.

Badanie – zatytułowane „Konkurencyjność kosztowa alternatywnych technologii ciężarowych pojazdów w warunkach rzeczywistego użytkowania” – zostało niedawno opublikowane przez zespół badawczy z Instytutu Badań nad Wpływem Klimatu w Poczdamie w czasopiśmie naukowym Nature. Główny wniosek: przy założeniach dotyczących kosztów i stopnia dojrzałości technologicznej, pojazdy elektryczne na baterie w Niemczech przewyższą porównywalne pojazdy diesla pod względem całkowitych kosztów posiadania (TCO) na 70 do 90 procent przebytej odległości w transporcie drogowym towarów ciężkich do roku 2030.

W wprowadzeniu analitycy podkreślają, że poprzednie badania często koncentrowały się na średnich zasięgach ładunku lub transportie dalekodystansowym. Jednak sektor logistyki jest wysoce zróżnicowany i obejmuje szeroki wachlarz wzorców wykorzystania ciężarówek. Dlatego nowe badanie zostało zaprojektowane w szerszym zakresie. Ocenia ono opłacalność ekonomiczną zarówno ciężarówek elektrycznych na baterie, jak i na ogniwa paliwowe, wykorzystując mikudane pochodzące od czterech milionów ciężarówek w całej Europie. Badacze łączą te rzeczywiste profile wykorzystania z prognozami TCO dla ciężarówek służących do prac ciężkich — w ramach podejścia opartego na scenariuszach. Innymi słowy, stworzyli optymistyczny, średni i pesymistyczny scenariusz rozwoju TCO. Więcej szczegółów na temat metodologii można znaleźć w poniższych linkach źródłowych. Ważna uwaga: w badaniu użyto skrótu BET zamiast BEV, a analogicznie FCET i ICET dla ciężarówek na ogniwa paliwowe oraz z silnikami spalinowymi wewnętrznymi.

na ciężarówkach z silnikiem spalinowym (zobacz grafik poniżej).

Co do wyników: według badania, pojazdy elektryczne mogą przynieść oszczędności w porównaniu z ciężarówkami diesla do 2030 roku „na większości kilometrów drogowych na kluczowych rynkach europejskich”. Badacze porównali ciężarówki elektryczne z małymi i dużymi bateriami, ciężarówki na ogniwa paliwowe oraz ciężarówki diesla, symulując w swoich obliczeniach 160 000 kilometrów rocznie.

W średnim scenariuszu wariant z małą baterią jest konkurencyjny pod względem całkowitych kosztów eksploatacji dla 91 procent transportu towarowego drogowego do 2030 roku, natomiast wariant z dużą baterią osiąga to dla 69 procent. W optymistycznym scenariuszu niemal wszystkie profile użytkowania stają się ekonomicznie opłacalne do 2030 roku, przy oszczędnościach całkowitych kosztów eksploatacji sięgających 0,50 euro na kilometr. W pesymistycznych scenariuszach jednak ciężarówki elektryczne osiągają równowagę kosztową z ciężarówkami diesla tylko na 14 procent tras (mała bateria) i 3 procent tras (duża bateria).

Obliczony całkowity koszt posiadania wynika z złożonej równowagi pomiędzy efektywnością układu napędowego, kosztami energii, rozmiarem baterii oraz intensywnością użytkowania. Zespół badawczy podkreśla: „Wyższa roczna odległość przebyta sprzyja pojazdom elektrycznym na baterie pod względem konkurencyjności kosztowej, ale często idzie w parze z wyższą maksymalną dzienną odległością przebytą, która może przekroczyć zasięg jazdy przy ograniczonej dostępności szybkiego ładowania.”

Tutaj pojawia się kwestia wykonalności technicznej, a nadal niekompletna sieć ładowania staje się widoczna: biorąc pod uwagę maksymalny zasięg pojazdów elektrycznych w ciągu dnia oraz ograniczone możliwości ładowania, korzyść z punktu widzenia całkowitych kosztów w średnim scenariuszu spada do poziomu od 21 do 25 procent dla udziału ekonomicznie opłacalnych działalności transportowych drogowych do 2030 roku, według Instytutu Badań nad Wpływem Klimatu w Poczdamie.

Jednak szybki rozwój infrastruktury szybkiego ładowania oraz poprawa zasięgu jazdy bez dodatkowych źródeł energii mogą znacząco podnieść tę dolną granicę do 2035 roku – do 63–77 procent. „Ta analiza podkreśla znaczenie skoordynowanego wdrażania infrastruktury szybkiego ładowania na poziomie całej UE w celu upowszechnienia pojazdów BEV. Ponadto większa liczba stacji szybkiego ładowania zmniejsza wymagany zasięg jazdy i umożliwia użycie mniejszych baterii w standardowych warunkach eksploatacyjnych”, podkreśla zespół z Instytutu Badań nad Wpływem Klimatu w Poczdamie.

A co z ciężarówkami na ogniwa paliwowe? Według badaczy napotykają one mniej ograniczeń pod względem zasięgu i przydatności do eksploatacji. Jednak ich przewaga kosztowa nad ciężarówkami z silnikami spalinowymi jest mniejsza i bardziej niepewna w porównaniu z pojazdami elektrycznymi na baterie ze względu na niższą wydajność, a jednocześnie wymagają wyższych nakładów inwestycyjnych. Innymi słowy: „W 2030 roku ciężarówki elektryczne na ogniwa paliwowe będą konkurencyjne pod względem kosztów z ciężarówkami na silniki spalinowe tylko w najkorzystniejszych warunkach, obejmując 79% działalności transportowej drogowej przy korzyściach z DCO mniejszych o połowę niż w przypadku ciężarówek elektrycznych na baterie.”

W bezpośrednim porównaniu z pojazdami na prąd, ciężarówki z ogniwami paliwowymi staną się konkurencyjne tylko w bardzo specyficznych warunkach: jeśli w przyszłości nie będzie znacznego spadku kosztów i parametrów technicznych pojazdów na prąd, jeśli ceny energii elektrycznej będą nadal wysokie, a pojazdy FCEV będą korzystać z wyjątkowo niskich cen wodoru, co zapewni korzystny trend kosztowy. Jednak według badaczy tak niskie ceny wodoru będą możliwe tylko wtedy, gdy około 2030 roku nastąpią importy na dużą skalę drogami morskimi, a później przez rurociągi.

Naukowcy interpretują swoje wyniki jako wskazówkę, że „prawdopodobne zakresy kosztów pojazdów, stopnia dojrzałości technologicznej oraz cen nośników energii pozostają szerokie”. Niepewności wśród klientów i instytucji finansowych, takie jak te dotyczące żywotności baterii i elementów ogniwa paliwowego, mogą wpłynąć na ważne założenia ekonomiczne, takie jak wartości resztkowe. W tym kontekście istniejące narzędzia polityczne, takie jak standardy emisji CO₂ czy zwolnienia z opłat drogowych, są stosowane „mimo wczesnych barier rynkowych i sieciowych”. Analitycy zwracają również uwagę, że AFIR sprzyja szybkiemu rozwojowi sieci ładowania, natomiast ustalanie cen CO₂ poprzez system ETS2 jeszcze bardziej poprawi warunki rynkowe niezbędne do rentownej eksploatacji pojazdów o zerowych emisjach.