運用データは、トラックの電化の課題と機会を明らかにしています

 序文：

トラックの電化は、ゼロ排出輸送を達成するための重要な課題のままです。中国の61,598の電気トラックからの年間運用データに基づいて、この研究は、電気トラックの採用率がディーゼル車よりも大幅に低いことを明らかにしています。配送トラックの23％とセミトレーラーの30％のみが、ディーゼルの対応物を1対1で完全に交換できます。平均して、1つのディーゼル車両を交換するには、3.8電動配送トラックまたは3.6電気セミトレーラーが必要です。交換可能なディーゼル車の場合、電気トラックはコストを15％〜54％削減し、ライフサイクル炭素排出量を1％〜49％削減できます。使用パターンを最適化し、バッテリーエネルギー密度を高め、充電インフラストラクチャを改善することにより、電化の実現可能性を大幅に改善できます。 2030年までに、中国の電気トラックは、ディーゼル車よりも低い炭素排出量を達成すると予測されています。

輸送における二酸化炭素排出量の削減は、炭素中立性を達成するために重要であり、大型車両は道路輸送からの世界のCO2排出量の約30％を占めています。艦隊の電化は重要なソリューションとして認識されており、米国やヨーロッパなどの地域では、頑丈なトラックの電化を加速するための標的を確立しています。しかし、中国では、電気トラック（ET）の売上成長は鈍化しており、2021年には新たに登録されたトラックの1.5％しかありません。電気自動車やバスよりも大幅に低くなっています。 ETSの市場採用は、主に範囲の制限、バッテリー容量の不十分、および不十分な充電インフラストラクチャのために、依然として慎重です。 ETSのライフサイクル炭素削減の可能性は不確実なままです。この研究では、中国の60,000 ETSからの年間運用データを利用して、ETSの実際の費用対効果と排出削減の利点を評価するための電化実現可能性の指標として「優先群比」と「交換率」を提案しています。この研究は、使用パターンの最適化、バッテリー技術の改善、充電施設の強化がETSの費用対効果と排出削減の可能性を大幅に高めることができ、将来のトラック電化イニシアチブに貴重な洞察を提供することを実証しています。

電気トラックとディーゼルトラックの使用パターンの違い：

この研究は、2021年に中国の61,598の電気トラック（ETS）と55,411ディーゼルトラックの大規模な運用データ分析に基づいており、電気トラックがディーゼルのカウンターに比べて使用強度が大幅に低いことを示しています。ほとんどの電気自動車は、ディーゼルトラックによって記録された毎日の走行距離の42％〜75％しか達成されていません（図1）、多くはバッテリー容量を完全に利用できません。主な制約には、限られたバッテリー容量、範囲不安、およびタスク割り当ての違いが含まれます。一部の頑丈な電気トラックは、頻繁に充電することで範囲の問題を軽減しますが、彼らの全体的な活動旅行はディーゼル車よりも少ないままです。この調査では、ディーゼルトラックの約16％〜48％が電動代替品、特に23％の軽量配送トラック、30％の大量のセミトレーラーに1対1で置き換えることができることを示しています。

図1。電気トラック艦隊の車両ストックと使用パターン

個々の電気トラックとディーゼルトラックの排出とコストの比較：   

コストと炭素排出量は、トラックの電化の有効性を評価するための重要なメトリックです。電気トラックは、ホイールごとに大幅なCO2削減を示しており、バッテリーの生産量が高く、走行範囲が限られているため、ライフサイクルの排出削減は8％から37％の範囲です（図2）。 2030年以降に中国の電源がきれいになると、ほとんどの電気トラック（ETS）は70％から91％の排出削減を達成すると予想されます。コストに関しては、5つのカテゴリの電気トラックの総所有コスト（TCO）は、すでにディーゼル車のそれを上回っており、貯蓄は12％から37％の範囲です。優先群の電気トラックは特に際立っており、TCOの15％から54％の削減を達成し、高い使用強度と燃料コストの削減により、CO2排出量が1％減少します。

図2。ライフサイクルCO2排出量と車両あたりの電気トラックとディーゼルトラックの所有コスト

使用法を最適化することにより、フリート電化効果の向上：

調査によると、ディーゼルトラックを電気自動車（ETS）で「1対1」に置き換えることは、限られた数の車両に対してのみ実行可能であることが示されています。現在の使用パターンでは、通常、1つのディーゼルトラックを3.8の電気配送トラックまたは3.6電気セミトレーラーに交換する必要があり、ほとんどのET艦隊はコストまたはライフサイクルCO2の利点を失います（図3）。使用状況を最適化すると、電化の有効性が向上します。たとえば、バッテリーの使用率を85％に増やすと、ほとんどの艦隊の1対1の交換率が49％を超えて上昇する可能性があり、交換比が大幅に削減されます。たとえば、軽量配送トラックの交換レートは、所有コスト（TCO）と二酸化炭素バランスを達成しながら、3.8から2.0に低下します。アクティブな旅行を増やすと、電気トラックの実現可能性がさらに向上します。頑丈な電気セミトレイラーの最適化の可能性は限られたままであり、より良いエネルギー密度バッテリーなどの技術的進歩を必要として、より良い費用対効果と排出削減の利点を提供します。

図3。正規化を使用した艦隊の交換率

将来のトラック艦隊電化の利益の改善：

最適化は、特にバッテリーと充電システムにおける技術的進歩の重要性を強調しながら、現在の電気トラック（ETS）の可能性を示しています。バッテリーのエネルギー密度を220 WH/kgに増やすことにより、優先群比はすべての艦隊で70％を超える可能性があります。頑丈なセミトレーラーの場合、この比率は36％から87％に増加し、総所有コストとライフサイクルCO2排出量を削減しながら、交換頻度を大幅に削減します

（図4）。ゴミトラックなどの低需要の艦隊の場合、バッテリーの改善は限られた利点をもたらします。現在のテクノロジーでは、バッテリー容量の増加は範囲を強化しますが、ペイロード削減のトレードオフが必要です。頑丈なセミトレーラーは、ペイロードを7％削減しながらバッテリー容量を50％増加させることにより、11％のCO2削減と25％のコスト削減を達成します。バッテリースワッピングを通じて電力消費をさらに削減すると、将来の頑丈なセミトレイラーがディーゼル車両のコストパリティを達成できるようになります。持続可能な電力を採用することは、電気自動車のライフサイクルCO2排出量を削減するための鍵であり、ほとんどの艦隊は大幅な削減を達成しています。将来の戦略は、艦隊の特性に合わせた差別化された改善アプローチを採用して、総所有コスト（TCO）と炭素削減の共同ベネフィットを最大化する必要があります。

図4。さまざまなシナリオでの電気トラックの将来の電化効果

sええと：

ライフサイクルモデリングと感度分析を通じて、この研究は、電力消費を10％削減すると、電気トラック（TCO）の総コスト（ETS）を1.2％-3.1％削減し、CO₂排出量を4.9％〜7.6％削減できることが明らかになりました。バッテリーの劣化はTCOと排出量を大幅に増加させますが、その影響は電力の最適化よりも影響力が低いままです。低い運用効率は引き続き電化の主な障壁であり、利用率が改善されています。優先群の分析は、高微量ETSがコスト削減と排出削減の両方で二重の利点を達成できることを示しています。ポリシーインセンティブは、長距離輸送におけるテスラセミの経済的実行可能性をサポートしながら、購入価格の違いの80％をカバーするカリフォルニアのHVIPプログラムで見られるように、ET採用を促進する上で重要な役割を果たします。中国は、範囲の不安とタスクの割り当ての課題に対処するために、インフラストラクチャにさらに投資する必要があります。この研究は、電化の意思決定におけるビッグデータの重要性を強調しており、洗練された分析がポリシーの最適化を支援しています。将来の技術の進歩とクリーンエネルギーの統合は、ET採用率を大幅に高め、低炭素遷移のための実行可能な経路を開きます。