トラックのバッテリーと燃料電池のコストが急速に低下すると、貨物電化は不可能になります

抽象的な

低炭素道路貨物は、地球温暖化を緩和するための鍵です。ただし、頑丈な車両の電化は、高い技術的要件とコストの競争力により、大きな課題に直面しています。将来のトラックコストデータは依然として不確実で不確実であり、ゼロ排出トラック（Zet）テクノロジーの評価を複雑にしています。 200を超える主要な情報源のメタ予測を通じて、この研究はZetコンポーネントの価格設定で最も可能性の高いコストの傾向を特定します。調査結果は、コストが予想よりも速く減少しており、バッテリーシステムのコストが64％減少して75％減少し、最新の2035年までに150ユーロに達することができることを明らかにしています。燃料電池システムはさらに大きな削減を見ているかもしれませんが、2040年初頭に100ユーロに達する可能性は低いです。この急速なコスト削減は、Zet市場の採用に対する楽観的な予測をサポートし、将来のエネルギーと輸送システムに大きな影響を与えます。

主要

頑丈な車両（HDV）からの大幅な温室効果ガス排出量を考えると、パリ気候協定の下で地球温暖化を制限するためには、頑丈な道路貨物の迅速な電化が重要です。 EU、米国、および中国は、大型ディーゼルトラックの排出目標を連続して締め付けており、需要とオペレーターの手頃な価格が重要な要素であるゼロ排出トラックの迅速な展開を必要とします。ただし、高い買収コストは、ゼロ排出トラックの迅速な採用を妨げています。重い商用車の電化は、技術的な複雑さとコストの競争力のために、重大な課題に直面しています。ゼロ排出トラックの取得コストに関する正確で包括的なデータは、この技術を評価するために不可欠です。しかし、ゼロ排出トラックのコンポーネントコストデータは希少で不確実なままです。したがって、この研究では、2050年までに中央ゼロ排出トラックコンポーネントの将来のコスト軌跡は何ですか？このペーパーでは、5つの重要なバッテリー電気トラック（BET）および/または燃料電池トラック（FCET）コンポーネントの予測コストを分析しました。ゼロ排出トラックの急速な市場浸透は、必要なブレークスルーコストで迅速に達成できます。主要なテクノロジーとして、バッテリー電気トラックはより良い見通しと即時の費用対効果を示し、脱炭化道路貨物に関する楽観的な見解をサポートしています。

回帰分析を使用したメタ予測

この研究では、SCOPUSおよびGoogle Scholarデータベースの検索を通じて関連する文献を特定し、ソースを3つのタイプに分類しました。すべてのコスト値は、ゼロ排出トラックコンポーネントのシステムレベルのOEM調達価格に標準化されました。

急速に減少しているバッテリーシステムと燃料電池システムコスト

図1は、2050年以前にバッテリーシステムのコストが64％減少して75％減少する可能性があり、年間減少が急速で持続したままであることを示しています。他の人と比較して、市場に近い推定値は楽観的な楽観主義を示しており、より小さく安定したバリエーションを示しています。この傾向は、予測コストの予測に反映されています。科学的およびその他のモデルは、より保守的なアプローチを採用しています。 2020年、2030年、および2050年の間、市場に近い（青）予測プロジェクトコストは275ユーロ、140ユーロ、70ユーロあたり70ユーロでした。 Scientific（Green）の推定値は、1 kWhあたり310ユーロ、180ユーロ、100ユーロです。他の人（紫）は、2030年と2050年にそれぞれ1 kWhあたり200ユーロと115ユーロのコストを予測しています。

図1。ゼロ排出量トラックバッテリーシステムのコスト予測

図2に示すように、燃料電池システムのコストは2050年までに65％に減少して85％減少すると予測されています。2020年には、2020年には100ユーロあたり約540ユーロであると推定され、2045年までに100ユーロを下回り、2050年ごとに10050ユーロまで$ 85に達します。 2030年代後半、最終的に2050年までにキロワットあたり約80ユーロで落ち着きます。他のシナリオ（紫）は、市場近郊と科学的推定の間にあり、キロワットレベルあたり100ユーロに達しませんでした。

図2。頑丈なゼット燃料電池システムのコスト予測

5つの主要なZetコンポーネントのコスト概要

表1は、ゼロ排出トラックのコンポーネントコストを示しています。隣接するコンポーネントのコスト削減の可能性は比較的限られています。電気モーターのコストは、2050年の2020年のキロワットあたり約42ユーロから2050年までに1キロワットあたり30ユーロに減少すると予測されています。水素貯蔵タンクの場合、2020年から2050年までのコスト削減は2.6％〜2.9％と推定されます。 PE＆HVコンポーネントの安定したシステムコストは、キロワットあたり約50ユーロのままです。表1：2020ユーロの5つの主要なゼロエネルギーコンポーネントのシステムレベルのコンポーネントコスト

バッテリーと燃料電池のさまざまなコストの期待

メタ予測によると、バッテリーと燃料電池の両方のコストは急速に減少すると予想されます。この研究で明らかにされた比較分析は、科学的予測とさまざまな商業成熟段階での新興技術の実際の市場現実との複雑な相互作用を強調しています。バッテリーコストの予測の分析では、さまざまな時間枠にわたる市場に近い安定性が示されていますが、2010年から2023年に発行された科学コストの見積もりは、大きな下方改訂に直面しています。燃料電池システムは逆傾向を示しています。市場に近い予測と比較して、科学モデルはより大きな安定性と一貫して楽観的な見通しを示しています。発散は、これら2つの技術の将来の開発軌跡に関する技術的成熟度と不確実性の違いに起因する可能性があります。

必要な量、学習率、画期的なコスト

この調査では、コストの見積もりと、北米、ヨーロッパ、中国におけるS型ゼロ排出トラックの潜在的な市場拡大と比較し、年間生産合計を250万から300万台の間で予測しています。回帰結果は、2028年（市場近く）までにkWhあたり約150ユーロのバッテリーシステムを達成するには、1,300 GWH（市場近く）から5,200 GWH（科学）の間の累積生産が必要であり、約16％（科学）から19％（市場近く）の学習率に対応することを示しています。 2039年（市場近く）までに100ユーロ未満の発電を実現するには、2049年（科学）、11,000 GWH（市場近く）、または68,000 GWH（科学）の電力生産量を68,000 GWH（科学）に達成する必要があります。バッテリー駆動の電気トラックの大幅な市場シェアを考えると、以前のシナリオは2030年代後半に実行可能である可能性があります。 2027年までに150ユーロあたり150ユーロ（科学）に2035年（市場近く）に標的とする燃料電池システムの場合、累積生産は135,000ユニット（科学）から140万ユニット（市場近く）から範囲する必要があります。対応する採用率は、14％（科学段階）から26％（市場段階に近い）の範囲であると予測されています。 1920年代後半に燃料電池トラックモデルが広く採用されていることを考えると、後者のシナリオは実行可能になる可能性があります。キロワットあたり100ユーロ未満の価格は、2040年（科学段階）から2045年（市場段階に近い）の間で達成でき、累積需要は230万台（科学段階）から680万台（市場段階に近い）の間で変動すると予想されます。

議論

この研究では、過度に保守的な予測を避けるために、研究結果と目標または最小コストの見積もりを比較します。バッテリーシステムのコストを再調整した後、推定価格は2030年までにkWhあたり約90ユーロ、2050年までに1 kWhあたり70ユーロで、米国エネルギー省とヨーロッパの水素SRIA48イニシアチブが設定した予測目標と密接に一致します。コスト中心のメタ予測アプローチは、シナリオの依存関係と技術的特異性/傾向を見落とす可能性があります。コアシナリオと仮定は、生産量に影響を及ぼし、コンポーネントコストの進化に影響します。さらなる回帰分析は、楽観的なコストシナリオがバッテリーと燃料電池の費用対効果の向上を示していることを示しています。技術設計や材料の選択などの重要な要因は、コストとパフォーマンスの両方に大きな影響を与えます。コンポーネントの不確実性とデータギャップは、2020年から2050年までの個々のテクノロジーの包括的なテクノ経済評価を妨げます。バッテリーと燃料電池コストは、技術的パフォーマンスの向上とともに減少すると予想されます。電気トラックは現在、ディーゼルトラックと比較してコストの競争力を示しています。ただし、緑の水素価格が高い可能性があるため、燃料電池トラックは2030年代を通じて総所有コストのパリティを達成するのに苦労する可能性があります。ゼロ排出トラックの購入コスト比は、現在のディーゼルトラックと比較して大幅に上昇します。経済的要因を超えて、技術能力はトラックの購入決定にも影響します。ゼロ排出電気自動車は、ディーゼルトラックで技術的なパリティを達成しています。最終的に、インフラストラクチャの可用性とユーザーの受け入れは、採用において決定的な役割を果たします。

結論

この研究は、メタ予測と回帰分析を介したゼロ排出トラックの5つの主要なコンポーネントのコスト見積もりの概要を提供し、4つの重要な結論をもたらします。まず、ゼロ排出トラックのコンポーネントコストが大幅に減少すると予測されています。将来のバッテリーシステムコストは、2035年までにkWhあたり150ユーロで安定し、2050年までにkWhあたり100ユーロを超えると予想されます。燃料電池システムコストは2030年代後半に1 kWhあたり約150ユーロに達する可能性があり、2040年代後半までに最大潜在潜在潜在潜在潜在潜在潜在潜在能力があります。第二に、コストの予測は、テクノロジーカテゴリ間で体系的な変動を示しており、これは技術の成熟度に依存する可能性があります。市場に近いバッテリーはソース間で最も安定したコストの予測を示していますが、その予測は科学システムの予測よりも楽観的なままです。燃料電池の場合、科学的アプローチはコストの低下または目標コストに向かう傾向があります。第三に、大幅なコスト削減の可能性は、両方のテクノロジーの楽観的な見通しをサポートします。これは、ゼロ排出トラックの迅速な展開が、輸送およびエネルギー部門の参加者に大きな影響を与えることを示しています。最後に、この研究は、ゼロ排出トラックテクノロジー間の競争を強調し、市場のリーダーシップとさまざまなテクノロジーを採用する必要性に関する疑問を提起します。予想されるすべてのコスト削減は、低炭素道路貨物への移行の成功にかかっています。燃料電池トラックと比較して、ゼロ排出トラックは、所有コストの総平等を達成するための最も費用対効果の高い経路を提供する可能性がありますが、燃料電池トラックは2030年までに追加のポリシーサポートが必要になる場合があります。