![[09127409082]](https://barast.com/wp-content/uploads/2021/01/newlogo.png){kind=small}
پتانسیل پذیرش سریع کامیونهای سنگین باتریدار برای حمل و نقل قبل و بعد از حمل و نقل در پایانههای حمل و نقل بین وجهی
کامیونهای سنگین برقی باتریدار (BEHDT) در مقایسه با کامیونهای دیزلی، صرفهجویی قابل توجهی در مصرف کربن دارند، اما چالشهای خاصی را در رابطه با برد و نیازهای شارژ خود ایجاد میکنند. از آنجایی که میزان پذیرش آنها بسیار کم است و حدود ۱٪ از فروش جدید را تشکیل میدهد، انگیزه این مقاله بررسی چگونگی تسریع این پذیرش است. شکاف تحقیقاتی مورد تجزیه و تحلیل، بررسی پتانسیل BEHDTها برای حمل و نقل کانتینرها قبل و بعد از حمل و نقل (PPH) به/از یک ترمینال بینوجهی است، زیرا مسافتهای نسبتاً کوتاه و بازگشت منظم به یک مکان مرکزی ممکن است برای بهبود چالشهای BEHDTها مناسب باشد. نویسندگان قبلی پتانسیل BEHDTها را بر اساس فرضیات و شبیهسازیها مطالعه کردهاند و به نیاز به مطالعات تجربی اشاره کردهاند. هدف این مقاله پر کردن این شکاف با استفاده از دادههای تجربی جمعآوریشده از کل ناوگان ۲۱ کامیونی است که در طول یک سال کامل به یک ترمینال خدماترسانی میکنند. مسافتها، بارها و زمانهای توقف در مقایسه با پارامترهای نسل فعلی BEHDTها با ظرفیت باتری حدود ۴۰۰ تا ۵۰۰ کیلووات ساعت ارزیابی میشوند. نتایج نشان میدهد که میتوان حداقل ۵۰٪ از سفرها را فوراً به BEHDTها تغییر داد و تقریباً ۱۳۰۰۰ تن CO2 سالانه در این مکان صرفهجویی کرد و این رقم میتواند در عرض چند سال با افزایش ظرفیت باتری و در دسترس بودن شارژرهای سریع بیشتر، به ۷۵٪ افزایش یابد. این مطالعه نتیجه میگیرد که بازار کانتینرهای چندوجهی PPH به دلیل مسافتهای کوتاه-متوسط در هر سفر، چندین سفر رفت و برگشت به ترمینالی که شارژرها در آن قرار دارند و زمان انتظار کافی در هنگام بارگیری و تخلیه برای شارژ وسایل نقلیه بدون تأثیر بر بهرهوری وسیله نقلیه، برای پذیرش زودهنگام BEHDTها ایدهآل است.
مقدمه
سیاستگذاران در اتحادیه اروپا (EU) هدف خود را خنثی کردن انتشار گازهای گلخانهای تا سال ۲۰۵۰ با هدف میانمدت کاهش ۵۵ درصدی انتشار گازهای گلخانهای تا سال ۲۰۳۰ نسبت به سال ۱۹۹۰ تعیین کردهاند (EU، ۲۰۲۱). توافقنامه سبز اروپا بیان میکند که کاهش انتشار گازهای گلخانهای از بخش حمل و نقل باید تا سال ۲۰۵۰ حداقل به ۹۰ درصد نسبت به سطح سال ۱۹۹۰ برسد (EC، ۲۰۲۱). با این حال، در حال حاضر، انتشار گازهای گلخانهای در بخش حمل و نقل همچنان در حال افزایش است. تقسیمبندی حمل و نقل زمینی باری در اروپا برای جاده/راهآهن/آب در سال ۲۰۱۹ به ترتیب ۷۶.۳٪/۱۷.۶٪/۶.۱٪ بود که تقریباً هیچ تغییری نسبت به سال ۲۰۰۸ نداشت، در واقع سهم جاده ۲٪ افزایش یافته است (Eurostat، ۲۰۲۰). انتشار گازهای گلخانهای در بخش حمل و نقل یک چهارم از کل انتشار گازهای گلخانهای اتحادیه اروپا را تشکیل میدهد که اکثریت آن (۷۲٪) از کل انتشار گازهای گلخانهای مربوط به حمل و نقل جادهای است (EEA، ۲۰۲۲). این میزان انتشار گازهای گلخانهای از سال ۱۹۹۰ به شدت افزایش یافته است، به طوری که در کل برای حمل و نقل ۳۳ درصد و برای حمل و نقل جادهای ۲۸ درصد بوده است (EEA، ۲۰۲۲). به طور خاص برای کامیونهای سنگین (HDTs)، انتشار گازهای گلخانهای از سال ۲۰۰۰ تا ۲۰۱۹، ۵.۵ درصد افزایش یافته است (EEA، ۲۰۲۲). بنابراین، با تغییر این بازار به سوختهای کمکربن، زمینه گستردهای برای کاهش انتشار گازهای گلخانهای وجود دارد. در حالی که علاقه به بازار ونهای سبک که در سطح شهری فعالیت میکنند، رو به افزایش بوده است، بررسی بازار ونهای سنگین که مدتهاست به دلیل محدودیتهای برد، ظرفیت باتری و وزن، غیرقابل اجرا فرض میشود، مهم است.
تعدادی جایگزین برای خودروهای احتراق داخلی (ICE) در بازار HDT وجود دارد. مقالات بسیار کمی در مورد سوختهای جایگزین برای HDTها به طیف وسیعی از گزینهها مانند باتری-الکتریکی (BEV)، پیلهای سوختی الکتریکی هیدروژنی (FCV)، زنجیره باتری-الکتریکی (BECV)، بیوگاز و LNG/LPG میپردازند. خودروهای هیبریدی پلاگین (PHEV) که میتوانند با دیزل و همچنین باتریهای الکتریکی کوچکتر برای بخشهایی از سفر کار کنند نیز مرتباً در مقایسهها گنجانده میشوند و چندین نویسنده پتانسیل آنها را در کوتاه مدت برجسته میکنند (Mojtaba Lajevardi, Axsen, & Crawford, 2022; Zhang, Lin, Crawford, & Li, 2020). هیدروژن از مزیت چگالی سوخت بسیار بالاتر برخوردار است که هم برد طولانی و هم سهولت سوختگیری را به همراه دارد، اما معایب آن چالشهای عملیاتی استفاده از هیدروژن، هزینه، کمبود زیرساختها و از همه مهمتر، ناکارآمدی است زیرا انرژی زیادی برای تبدیل برق به هیدروژن هدر میرود که در جهانی با تقاضاهای رقابتی برای برق سبز، مشکلساز خواهد بود. سوختهای زیستی همچنین میتوانند در کوتاهمدت تا میانمدت با سوختهای متعارف ترکیب شوند، اما قادر به برآورده کردن مقیاس مورد نیاز برای پذیرش در سطح صنعت نخواهند بود (Takman & Andersson-Sköld, 2021). خطوط انتقال برق بالاسری (BECV) و جادههای برقی با انتقال پویای نیرو از جاده به وسیله نقلیه همچنان محتمل هستند، اما سرمایهگذاری زیرساختی مورد نیاز احتمالاً این گزینهها را به جادههای اصلی (و یک باتری کوچک که برای جادههای کوچکتر به بزرگراهها و از آنها استفاده میشود) محدود میکند.
اکثر مفسران معتقدند که هم خودروهای برقی (BEV) و هم خودروهای پیل سوختی (FCV) سهم قابل توجهی از بازار HDT را اشغال خواهند کرد. این مقاله فقط بر مورد اول تمرکز دارد. تحقیقات قبلی نشان میدهد که، مانند خودروها و وسایل نقلیه سبک، مسائل اصلی برای وسایل نقلیه سنگین باتریدار، ظرفیت و وزن باتری، برد و زمان شارژ و همچنین هزینههای بالای خرید است که میتواند نیاز به یارانههای مالی یا سایر مشوقهای سیاستی داشته باشد. با این حال، بسیاری از کشورها یارانههایی را برای کمک به پر کردن شکاف CAPEX ارائه میدهند و با ادامه کاهش قیمت باتری و بالغتر شدن فناوری، گزارش اخیر نشان میدهد که قیمت باتری تا سال 2023 به 101 دلار در هر کیلووات ساعت کاهش خواهد یافت که تولیدکنندگان را قادر میسازد تا خودروهای برقی بازار انبوه را با همان قیمت خودروهای احتراق داخلی (ICE) بفروشند (بلومبرگ، 2020). علاوه بر این، به دلیل تفاوت قیمت بین دیزل و برق، هزینههای عملیاتی برای BEVها کمتر است (بائه و همکاران، 2022). پشتیبانی سیاستی اضافی ممکن است در آینده از طریق مالیات کربن و قیمتگذاری جادهها ارائه شود (مولهالند و همکاران، 2018).
با این حال، در حال حاضر، خرید BEHDT ها بسیار پایین است.با توجه به این فروش بسیار پایین، برای درک کمبودهای این گذار فناوری، کار بیشتری لازم است. در حالی که بازار مسافتهای طولانی بدون شک چالشبرانگیزتر است، اما همچنان با شارژرهای سریع و/یا تعویض باتری به طور بالقوه امکانپذیر است، بازار مسافتهای کوتاه-میانمدت در کوتاهمدت ممکن به نظر میرسد. برخی از نویسندگان، سیستم انتقال قدرت BEV را با دیزل و سایر گزینهها مقایسه کردهاند و دریافتهاند که BEVها کمترین میزان انتشار گازهای گلخانهای را دارند، اما یکی از بالاترین هزینهها را دارند (Mojtaba Lajevardi, Axsen, & Crawford, 2019)، اما این یافتهها به تأثیراتی مانند هزینه باتری و ایستگاه شارژ، تعداد دفعات توقف، میانگین مسافت و وزن بار حساس هستند (Zhou, Roorda, MacLean, & Luk, 2017). برخی از نویسندگان اظهار میکنند که در واقع، پتانسیل، بهویژه در مورد افزایش ظرفیت باتری و استفاده از شارژرهای سریع، کمتر از حد واقعی تخمین زده شده است (Nykvist & Olsson, 2021). اوسیچکو، زیمون، پلاچک و پروکوپیوک (2021) به چالش ناشی از کمبود زیرساختهای شارژ اشاره کردند، اگرچه بخشهایی از بازار که مرتباً برای شارژ به یک ایستگاه مراجعه میکنند، به عنوان پذیرندگان اولیه بالقوه مطرح شدهاند (IEA، 2023).
بنابراین، اگرچه برخی از مسائل مربوط به پذیرش BEVها در بازار HDT شناخته شده است، اما یک شکاف دانشی شناسایی شده است، به این صورت که بسیاری از نویسندگان یافتهها را بر اساس شبیهسازیها و ارقام سالانه بنا کردهاند و به نیاز به تحقیقات تجربی در مورد کاربردهای عملیاتی واقعی اشاره کردهاند. سهم این مقاله بررسی این مسائل عملیاتی در یک مورد تجربی و بررسی پتانسیل استفاده از توقفهای مکرر برای شارژ به منظور افزایش کل مسافت ممکن روزانه خواهد بود.
هدف تحقیق این مقاله، تجزیه و تحلیل پتانسیل انتقال به BEHDTها برای حمل و نقل قبل و بعد از (PPH) کانتینرها به و از یک ترمینال بین وجهی است. این بخش از بازار دارای ویژگیهای خاصی مانند مسافتهای کوتاهتر و مکانهای کمتر است، آنها اغلب سفرهای رفت و برگشتی انجام میدهند زیرا اغلب مجبورند یک کانتینر خالی را به بندر یا ترمینال بین وجهی تحویل دهند، و همچنین در صورت نیاز به تخلیه کانتینر، زمان انتظار طولانیتری دارند (Bergqvist, Monios, & Behrends, 2017). بنابراین، در مقایسه با مسیرهای طولانی، این بازار به طور بالقوه برای غلبه بر مشکلات برد و شارژ مجدد BEHDTها بسیار مناسب است. این مطالعه با استفاده از یک مجموعه داده تجربی از ناوگان وسایل نقلیه، پتانسیل ورود فوری BEHDTها به بازار بین وجهی را محاسبه خواهد کرد که در صورت تکرار در مناطق دیگر، میتواند کاهش فوری انتشار گازهای گلخانهای در بخش جادهای، به بزرگی میلیونها تن CO2، را به همراه داشته باشد.
این مقاله به شرح زیر ساختار یافته است. بخش بعدی مروری بر ادبیات فعلی در مورد خودروهای برقی (BEV) در بازار HDT و همچنین مروری بر پیشنهادات فعلی بازار تولیدکنندگان اصلی، از جمله ظرفیت باتری، برد و مشخصات شارژ، ارائه میدهد. سپس روششناسی، بر اساس تجزیه و تحلیل GPS از ناوگان کامیونها در طول یک سال، شامل بار، سرعت، مکانها و زمانهای توقف، شرح داده میشود. سپس یافتهها ارائه شده و پتانسیل نفوذ BEHDT و پتانسیل صرفهجویی در انتشار کربن مورد تجزیه و تحلیل قرار میگیرد. بخش تجربی با بحثی دنبال میشود که ویژگیهای کلیدی و نحوه ارتباط آنها با مطالعات تجربی و شبیهسازی شده قبلی را برجسته میکند. در نهایت، مقاله با برجسته کردن ویژگیهای کلیدی بازار PPH چندوجهی که گزینه جذابی برای پذیرش فوری BEHDTها ارائه میدهد، نتیجهگیری میکند.(منبع).