Volta Via досліджує електрифікацію будівельних майданчиків на дорогах

Дослідницький проєкт Volta Via досліджував, як можна електрифікувати великі будівельні майданчики під час будівництва доріг та яка енергетична інфраструктура для цього потрібна. Вже існують електрифіковані моделі для до 86 відсотків розглянутих класів обладнання.

Для інтенсивних етапів будівництва було розраховано потребу у зарядці 378 кВт.

Зображення: Volta Via

Проєкт був реалізований компанією Zeppelin Rental у співпраці з керівником відділу інженерії виробництва компонентів електромобілів (PEM) у RWTH Aachen. Серед учасників були, зокрема, Autobahn GmbH, Федеральний інститут досліджень автомобільних доріг (BASt), австрійська ASFINAG та Швейцарське федеральне управління дорогами (ASTRA).

У рамках дослідження аналізувалися серйозні реконструкції та ремонти поверхонь асфальтованих та бетонних доріг, серед інших аспектів. Для років 2027, 2040 та 2050 партнери проєкту розробили базові сценарії щодо вимог до обладнання, постачання енергії та інфраструктури зарядки. Згідно з остаточним звітом, їх необхідно адаптувати до методів будівництва, конфігурацій обладнання, термінів будівництва та місцевих умов.

Результати показують, що електрифіковані моделі вже доступні на ринку для до 86 відсотків необхідних класів обладнання. Однак це не означає повної технічної еквівалентності з дизельними машинами. Існують обмеження, зокрема щодо постійної потужності виведення енергії, тривалості роботи, вимог до заряджання та гнучкості застосування. Автори вказують на проблеми з постачанням переважно для самоскидів та плиткозливних машин.

Енергопостачання стає критичним фактором

Розрахунок моделі електрифікації під час реконструкції автомагістралей ілюструє потенційний додатковий попит на електроенергію. Якщо припустити темпи реконструкції у чотири відсотки, Німеччині знадобиться приблизно 34,7 ГВт·год додаткової електроенергії на рік, що дорівнює приблизно 0,0066 відсотка від загального споживання електроенергії країною. Для всього регіону D-A-CH компанія Volta Via оцінює потребу у близько 44 ГВт·год на рік.

Однак, згідно з звітом, наявність необхідної електроенергії на місці є ще важливішою, ніж загальний обсяг енергії. Для найбільш енергоємної фази будівництва в базовому сценарії потребується потужність заряджання 378 кВт. Необхідно враховувати такі фактори, як підключення до мережі, часи заряджання, системи зберігання енергії, керування навантаженням та можливі одночасні процеси заряджання.

Не всі транспортні засоби потребують прямого заряджання на будівельному майданчику. Згідно з дослідженням, самоскиди, багатоосіні вантажівки, бетономішалки та інші транспортні засоби для перевезення матеріалів можуть також використовувати робочі двори, виробничі та логістичні об’єкти чи громадські точки заряджання вантажівок.

Для обладнання, яке використовується на будівельних майданчиках, необхідні інші рішення з постачання електроенергії. Для багаторічних великомасштабних проєктів можливим варіантом є спеціальне з’єднання середньої напруги, розроблене під конкретний проєкт. Для короткострокових або пересувних будівельних майданчиків у звіті пропонуються тимчасові та мобільні системи постачання. Обладнання, яке працює від кабелів, також може бути корисним для стаціонарних застосувань. Це може частково усунути потребу в великих системах зберігання енергії у вигляді акумуляторів у обладнанні, за умови наявності достатньо потужного електропостачання.

Приклад того, як такий підхід може функціонувати на практиці, продемонструвала компанія Strabag влітку 2026 року в Оберхаузені. Під час переобладнання заводу з обробки ґрунту було використано одинадцять повністю електричних будівельних машин, зокрема екскаватор вантажністю 25 тонн, колісний підйомник, мобільний кран та асфальтовий плиткувач. Для живлення машин та поглинання пікових навантажень використовувалася мобільна система зберігання акумуляторів ємністю 153 кВт·год. Однак на об’єкті не було повністю електричної інфраструктури: для завдань, які не можна було електрифікувати, та для логістичних перевезень Strabag додатково використовувала паливо HVO100.

Витрати на експлуатацію можуть знизитися

Volta Via також проаналізувала витрати на експлуатацію у різних сценаріях. Якщо припустити постійне використання наявної електрифікованої техніки, до 2027 року витрати на експлуатацію можна буде знизити майже наполовину порівняно з традиційним підходом. До 2050 року, згідно з моделлю, цей показник може скоротитися до рівня лише однієї восьмої сучасних значень.

Показники викидів також є модельованими потенціалами. За припущеними оптимальними умовами Volta Via розраховує приблизно на 80 відсотків менші викиди парникових газів у 2027 році порівняно з традиційним контрольним сценарієм. До 2050 року потенціал зниження зростає до близько 97 відсотків. Фактичні значення залежать, серед іншого, від джерела електроенергії, наявності обладнання та конкретного будівельного майданчика.

Проєкт також зосередився на способі надання державних контрактів на будівництво. Для цього був створений індекс електрифікації, який враховує технологію приводу, кількість машин та їхню роль у процесі будівництва. Це робиться для того, щоб запобігти ситуації, коли велика кількість невеликих електричних пристроїв надмірно покращують результати, тоді як ключові етапи процесу продовжують виконуватися традиційним способом.

Індекс включається як додатковий критерій, а не критерій виключення. Учасників торгів, які не мають повністю електрифікованого парку обладнання, не слід принципово виключати, але обладнання з нижчим рівнем викидів та концепції постачання мають отримувати перевагу під час оцінки. У міру зростання наявності на ринку індекс можна буде надати більшої ваги або підкріпити мінімальними значеннями.

Volta Via була фінансована в рамках співпраці D-A-CH у галузі досліджень транспортної інфраструктури 2024 року. Спонсорами є Федеральне міністерство транспорту Німеччини, Федеральне міністерство інновацій, мобільності та інфраструктури Австрії та Федеральне управління доріг Швейцарії.