Volta Via исследует электрификацию строительных площадок на дорожном строительстве

Исследовательский проект Volta Via изучал способы электрификации крупных строительных площадок на дорожном строительстве и необходимую для этого энергетическую инфраструктуру. Один из результатов: для до 86 процентов рассматриваемых классов машин уже существуют электрифицированные модели.

Для интенсивных этапов строительства была рассчитана потребность в дополнительной мощности зарядки в 378 кВт.

Источник: Volta Via

Проект был реализован компанией Zeppelin Rental совместно с кафедрой производственной инженерии компонентов электромобилей (PEM) Университета RWTH Ахен с августа 2024 года по середину 2026 года. В его реализации принимали участие, среди прочих, Autobahn GmbH, Федеральное управление дорог (BASt), австрийская ASFINAG и швейцарское Федеральное управление дорог ASTRA.

Были изучены, среди прочего, полная реконструкция и ремонт верхнего слоя асфальтовых и бетонных дорожных покрытий. Для 2027, 2040 и 2050 годов партнеры по проекту разработали эталонные сценарии, касающиеся потребностей в оборудовании, энергоснабжения и инфраструктуры зарядки. Согласно заключительному отчету, эти сценарии необходимо адаптировать с учетом методов строительства, состава оборудования, сроков выполнения работ и местных условий.

Согласно результатам, уже сегодня на рынке имеются электрифицированные модели до 86 процентов необходимых классов машин. Однако это не означает полного технического эквивалента с дизельными машинами. Существуют ограничения, в частности, в отношении непрерывной мощности, времени работы, потребностей в зарядке и гибкости применения. Авторы выделяют особые пробелы в предложении, связанные с поставщиками материалов и производителями скользящих опалубок.

Энергоснабжение становится ключевой проблемой

Размер дополнительных потребностей в электроэнергии можно оценить по моделированию процесса электрификации ремонта автомагистралей. При предполагаемой доле ремонта в четыре процента для Германии это приводит к дополнительным потребностям в электроэнергии примерно 34,7 ГВт·ч в год. Это соответствует примерно 0,0066 процента от общего потребления электроэнергии в Германии. Для всего региона D-A-CH Volta Via оценивает годовые потребности примерно в 44 ГВт·ч.

Согласно отчету, более важной, чем общее количество энергии, является локальная доступность необходимой мощности. Для самого энергоемкого этапа строительства в рассматриваемом эталонном сценарии требуется мощность для зарядки в размере 378 кВт. При этом необходимо учитывать такие факторы, как подключение к сети, окна времени для зарядки, аккумуляторы, управление нагрузкой и возможные одновременные процессы зарядки.

Очевидно, что не все транспортные средства обязательно должны заряжаться непосредственно на стройплощадке. Согласно исследованию, самосвалы, грузовики-сцепки, транспортные смесители и другие машины для перевозки материалов могут также использовать автосервисы, производственные и логистические объекты или общественные пункты зарядки для грузовиков.

Для оборудования, используемого на строительных площадках, требуются другие решения по обеспечению энергией. При многолетних крупных проектах может быть рассмотрена возможность подключения к среднему напряжению, специально предназначенному для данного проекта. Что касается более короткосрочных или перемещающихся по местности строительных площадок, в отчете предлагаются временные и мобильные системы электроснабжения. Кабельное оборудование также может оказаться полезным для стационарных задач. Это позволяет в некоторых случаях избежать использования крупных аккумуляторных батарей в оборудовании, если имеется достаточно мощное электрическое подключение.

Как может выглядеть такой подход на практике, показала компания Strabag летом 2026 года в Оберхаузене. Во время реконструкции установки для обработки грунта там было использовано одиннадцать полностью электрических строительных машин, включая экскаватор весом 25 тонн, погрузчик, автокран и дорожное оборудование. Мобильный аккумулятор ёмкостью 153 кВт·ч служил для питания машин и снижения пиков нагрузки. Тем не менее на стройплощадке не всё работало полностью на электричестве: для задач, которые невозможно решить с помощью электроэнергии, и для логистических перевозок Strabag использовала топливо HVO100.

Расходы на эксплуатацию могут снизиться

Компания Volta Via также рассмотрела эксплуатационные затраты в различных сценариях. При условии постоянного использования имеющихся электрифицированных машин текущие расходы к 2027 году могут сократиться примерно вдвое по сравнению с традиционным вариантом. К 2050 году они снизятся в этой модели до примерно одной восьмой от нынешнего уровня.

Однако в расчетах не учитываются затраты на приобретение машин. Также предполагается постоянная цена промышленного электричества на уровне 2025 года. Согласно отчету, экономическая целесообразность электрических строительных машин зависит, среди прочего, от степени загрузки, количества рабочих часов, цен на энергию, затрат на инфраструктуру, остаточной стоимости, а также возможного влияния на производительность и сроки строительства.

Даже показатели выбросов представляют собой моделированные значения. При заданных оптимальных условиях Volta Via прогнозирует к 2027 году сокращение выбросов парниковых газов примерно на 80 процентов по сравнению с традиционным эталонным сценарием. К 2050 году потенциал сокращения возрастает до примерно 97 процентов. Фактические показатели зависят, среди прочего, от источника электроэнергии, наличия оборудования и особенностей конкретного строительного участка.

Еще одним приоритетом проекта было распределение государственных строительных проектов. Для этой цели был разработан индекс электрификации, учитывающий технологии привода, количество оборудования и его роль в строительном процессе. Это предполагается сделать для того, чтобы множество небольших электрических устройств не приводили к чрезмерному улучшению результата, в то время как ключевые этапы работы продолжают выполняться традиционными методами.

Индекс изначально предназначен как критерий для присуждения баллов, а не для исключения участников. Это делается для того, чтобы участники без полностью электрифицированных парков оборудования не исключались по принципу, в то же время более экологичные решения в области оборудования и снабжения получали преимущество в оценке. По мере увеличения доступности на рынке индекс в будущем может получить более высокий вес или быть сопряжен с минимальными значениями.

Проект Volta Via был финансирован в рамках сотрудничества D-A-CH по исследованиям транспортной инфраструктуры 2024 года. Организаторами выступают Немецкое федеральное министерство транспорта, Австрийское федеральное министерство инноваций, мобильности и инфраструктуры, а также Швейцарское федеральное управление дорог.