![[09127409082]](https://barast.com/wp-content/uploads/2021/01/newlogo.png){kind=small}
استراتژیهای مختلف شارژ برای ناوگان خودروهای برقی در حمل و نقل بار شهری
گذار از حمل و نقل بار شهری با موتور دیزل به سمت حمل و نقل بار شهری با موتور الکتریکی بیشتر، در عمل چالش برانگیز به نظر میرسد. یکی از نگرانیهای اصلی اپراتورهای حمل و نقل، یافتن یک استراتژی شارژ قابل اعتماد برای ناوگان بزرگتر خودروهای الکتریکی است که بر اساس پروفایلهای مختلف ماموریت روزانه در آن ناوگان، انعطافپذیری را فراهم کند و در عین حال هزینهها را نیز به حداقل برساند. این مقاله، بده بستان بین یک بسته باتری بزرگ و شارژ فرصت را با توجه به هزینهها و محدودیتهای عملیاتی ارزیابی میکند. بر اساس یک مطالعه موردی با ۳۹ وسیله نقلیه باری الکتریکی که بیش از یک سال توسط یک شرکت تحویل بسته و یک شرکت پیک در عملیات روزانه مورد استفاده قرار گرفتهاند، سناریوهای مختلفی با استفاده از تجزیه و تحلیل TCO تجزیه و تحلیل شدهاند. اگرچه یک باتری بزرگ امکان انعطافپذیری بیشتری در برنامهریزی را فراهم میکند، شارژ فرصت میتواند یک جایگزین عملی، به ویژه در مورد پروفایلهای ماموریت متفاوت، ارائه دهد. هزینههای اضافی پرسنل در طول شارژ فرصت را میتوان تا حد امکان با یک استراتژی شارژ یکپارچه که میتواند توسط یک سیستم رزرو که خطر اشغال ایستگاههای شارژ و شبکه متراکم ایستگاههای شارژ را به حداقل میرساند، محقق شود، تا حد امکان اجتناب کرد.
مقدمه
تأثیر منفی وسایل نقلیه باری در مناطق شهری از نظر انتشار CO2 و همچنین سایر آلایندههای هوا، به طور گسترده مورد توجه قرار گرفته است [1،2]. وسایل نقلیه باری – وسایل نقلیه تجاری سبک و کامیونها – معمولاً مسئول 10 تا 15 درصد از کیلومترهای وسایل نقلیه در شهرها هستند، اما سهم آنها در انتشار گازهای گلخانهای مربوط به ترافیک تا یک سوم را تشکیل میدهد [3،4،5]. در نتیجه، حمل و نقل بار شهری به سمت پاکتر شدن و در نهایت کربنزدایی شدن هدایت میشود. به منظور کربنزدایی از حمل و نقل بار شهری، برخی از جریانهای بار میتوانند به وسایل نقلیه کوچک مانند دوچرخههای باری تغییر کنند [6،7]. با این حال، با توجه به حجم و مسافت حمل و نقل، اکثر جابجاییهای وسایل نقلیه باری واجد شرایط انتقال به چنین وسایل نقلیهای نیستند و برقیسازی وسایل نقلیه فعلی به عنوان کاربردیترین فناوری پیشنهاد میشود [8،9،10]. استقرار وسایل نقلیه باری برقی کند و محدود به وسایل نقلیه تجاری سبک است. در حالی که تولیدکنندگان اصلی تجهیزات (OEM) به آرامی شروع به تولید وسایل نقلیه باری برقی میکنند، قیمت، محدودیتهای عملیاتی و عدم نیاز به جایگزینی یک وسیله نقلیه باری معمولی، مانع از گسترش گسترده این وسایل میشود.
برای بهبود پایداری حمل و نقل بار شهری و تسریع این جهش، بسیاری از شهرهای اروپایی در حال شروع یا اجرای الزامات پذیرش سختگیرانهتر بر اساس فناوریهای خودرو هستند، که مطابق با هدف اتحادیه اروپا برای داشتن لجستیک شهری با انتشار صفر تا سال 2030 در مراکز شهری بزرگ است [13]. لندن با منطقه انتشار بسیار کم خود پیشتاز است [14]. در هلند، توافقنامه آب و هوایی هلند حتی قصد دارد از سال 2025 مناطق انتشار صفر را در مراکز شهر در 30 تا 40 شهر هلند اجرا کند تا استفاده از وسایل نقلیه باری پایدارتر را تسریع کند و ردپای کربن لجستیک را با کاهش کل CO2 سالانه 1 میلیون تن در سال 2030 کاهش دهد. این مناطق انتشار صفر میتوانند یک تغییر دهنده بالقوه برای استفاده گسترده از وسایل نقلیه باری برقی باشند [15،16]. در حالی که تأثیر مناطق انتشار کم بر وسایل نقلیه و انتشار گازهای گلخانهای به طور گسترده مورد مطالعه قرار گرفته است، به سختی مطالعاتی وجود دارد که به چالشهای برقیسازی کامل ناوگان وسایل نقلیه حمل و نقل بار شهری بپردازد، برخلاف بسیاری از نمایشهایی که در آنها از وسایل نقلیه باری برقی برای مسیرهایی استفاده میشود که با برد باتری مطابقت دارند.
با اجرای قریبالوقوع مناطق بدون انتشار گازهای گلخانهای، نگرانیهای مختلفی در مورد امکانسنجی استفاده از وسایل نقلیه باری برقی برای شرکتهای حمل و نقلی که مجبور به تعویض ناوگان خود هستند، ایجاد میشود. برد رانندگی محدود و اختلال احتمالی در عملیات هنگام شارژ در طول مسیر (شارژ فرصت) یک مسئله تکراری است (به عنوان مثال، [20،21]). نگرانی دیگر قیمت است. اگرچه قیمت باتری در دهه گذشته در حال کاهش بوده است، اما هزینههای بالای خرید هنوز یک عامل مهم در تعیین قیمت کل هزینه مالکیت (TCO) است که مانع از تغییر از یک وسیله نقلیه معمولی به یک وسیله نقلیه الکتریکی میشود [22،23،24،25]. یک جایگزین بالقوه برای کاهش هزینههای یک وسیله نقلیه الکتریکی، یک باتری کوچکتر است که در اکثر عملیاتها کافی است و در موارد نادر با شارژ فرصت تکمیل میشود [21،26،27،28]. نگرانی اصلی برای اپراتورهای حمل و نقل این است که چگونه یک استراتژی شارژ قابل اعتماد را هنگامی که یک ناوگان بزرگتر از وسایل نقلیه برقی میشود، پیدا کنند، که انعطافپذیری را بر اساس پروفایلهای مختلف ماموریت روزانه در آن ناوگان فراهم کند و در عین حال هزینهها را نیز به حداقل برساند [27]. علیرغم گذار در حمل و نقل بار شهری و اهمیت استراتژیهای مختلف شارژ برای تسهیل کربنزدایی، ادغام شارژ در عملیات روزمره به ندرت مورد تحقیق یا آزمایش قرار گرفته است.
این مطالعه به بررسی استراتژیهای مختلف شارژ با توجه به جنبههای مختلف امکانسنجی میپردازد. هدف، بررسی استراتژیهای مختلف شارژ برای ناوگانهای بزرگ وسایل نقلیه با پروفایلهای ماموریتی مختلف است تا امکان عملیات روزانه انعطافپذیرتر با کمترین هزینه ممکن فراهم شود. بر اساس یک مطالعه موردی واقعی که در آن ۳۹ وسیله نقلیه باری برقی مورد نظارت قرار گرفتهاند، ادغام شارژ فرصت در عملیات روزانه با اپراتورهای مختلف حمل و نقل مورد مطالعه قرار گرفته است. مطالعه موردی شامل سه وسیله نقلیه تجاری سبک کوچک تولید شده توسط OEM، ۳۴ ون بزرگ ارتقا یافته، دو کامیون کوچک ارتقا یافته و یک ایستگاه شارژ با ظرفیت بالا در منطقه روتردام است. شارژ در مسیر علاوه بر این، امکان آزمایش رزرو یک بازه زمانی را فراهم میکند که تأثیر صف را در نظر میگیرد.
به منظور جایگاهیابی این مطالعه موردی، بخش بعدی مروری بر ادبیات موضوع در مورد گذار به سمت حمل و نقل شهری بدون کربن با پرداختن به زمینه و وضعیت فناوری وسایل نقلیه باری برقی (بخش 2.1)، زیرساختهای شارژ (بخش 2.2) و استراتژیهای شارژ (بخش 2.3) ارائه میدهد. در ادامه، بخش 3 روششناسی زیر را شرح میدهد: یک مطالعه موردی با رویکرد ارزیابی کمی و کیفی. بخش 4 نتایج بخش کیفی را شرح میدهد که بر اساس مصاحبهها و ارزیابیهای فرآیند با شرکتهای درگیر است. بخش 5 نتایج تحلیل هزینه کل مالکیت را شرح میدهد. بر اساس یافتهها، پیامدهای ارتقای ناوگان وسایل نقلیه باری برقی برای شرکتها و سیاستگذاران در بخش 6 مورد بحث قرار گرفته است. بخش 7 به نتیجهگیری مطالعه میپردازد.(منبع).