卡车电气化 - 利润助推器还是白象 ？

VIEWPOINT 2023 卡车电气TRIFICATION -利润提升或白色大象? 机遇和挑战 制造商和运营商充电视角 重要的机会来自 卡车运输业向电动传动系统的过渡。大多数卡车充电器将依靠直接 电流(DC)技术，代表了一个巨大的 DC充电制造商的机会。由 本世纪末，欧洲的卡车收费是预计将创造更大的市场机会 乘用车充电直流技术。在这个 观点，我们解决现有和潜在的问题影响电动卡车充电。 AUTHORS 亚历ft大·克鲁格托马斯·诺布林格OskarQvist 制造运输更可持续 道路交通目前占26% 欧洲的二氧化碳排放总量。而其他部门如工业、农业和能源 不断减少他们的二氧化碳排放量，道路运输二氧化碳排放继续 增加。提高运输的可持续性 在欧洲是帮助解决气候问题的关键大陆上的变化 乘用车电气化已经在进行中和电池电动汽车(BEV)的销售打破记录，但在卡车运动 电气化领域一直非常 limited.LightvehicleOEMsfocusedonbattery 电动乘用车和轻型商用 车辆从一开始，而卡车OEM 犹豫是否做出明确的决定这项技术。在中长期 部门，电池电动卡车有相当大的与氢燃料电池相比的缺点： 卡车，例如较短的距离范围和由于大量的有效载荷容量减少 电池组的重量。然而，BEV技术相对成熟，享有显著的 与乘用车的研发重叠 行业，这可能会促进近期的发展，大规模推出零排放(ZE)电池 电动卡车。 因此，IAA运输并不令人惊讶 2022年在德国汉诺威，重点关注 卡车电气化，几家原始设备制造商揭幕活动期间的新电动卡车。例如， 戴姆勒卡车推出了新的eActrosLongHaul和ScaniaAB展示了新的其45系列的一代，45R电动卡车，它将在第四季度投入生产 of2023.Inaddition: -福特汽车公司推出电动卡车原型。 -DAF卡车展示了其XD电动和XF 电动。 -MAN卡车和巴士SE展示了其新的eTruck。 -鲜为人知的制造商使用了这种有机会介绍他们的新ZE卡车。 沃尔沃卡车，另一辆著名的欧洲卡车 OEM与五个电动卡车模型已经在欧洲提供，在旗帜下参加 “迈向零”，指的是两者的零排放零事故。展览前不久， 沃尔沃也宣布了系列的开始生产其重型电动版本 卡车（FH，FM，FMX）现有生产位于瑞典哥德堡的Tuve工厂的线路。它打算在2023年在其工厂做同样的事情比利时根特。车轮开始转动 在商用车领域。 AMBITIOUS 电气目标 卡车市场有望转型 迅速发展到ZE技术，这一点得到了证实通过激进的替代动力总成目标 特顿集团、沃尔沃和戴姆勒宣布，欧洲三大卡车OEM，谁都 预计至少50％的新卡车销售 到2030年ZE车辆。然而，OEM技术路线图不同，尽管三家公司 团结在他们雄心勃勃的目标上。而特顿，拥有MAN和Scania的公司正在跟踪整个投资组合中的纯电动战略， 沃尔沃和戴姆勒正在寻求双管齐下保持电池电和燃料的方法 细胞电技术在各自的 技术路线图。DAF，欧洲第四- 最大的卡车OEM和美国的子公司PACCAR正在推行类似沃尔沃的战略和戴姆勒，而意大利的工业车辆 公司(依维柯)，第五大OEM，是主要押注天然气技术， 结合其与(和 投资）ZE卡车制造商OEM尼古拉公司。 VIEWPOINTARTHURD.LITTLE 图1显示了这些的图形表示 decisions.Amongindustrystart-ups,Nikolaisone 很少有制造商开发这两种电池 电动和燃料电池技术。这是更常见的 让新兴的原始设备制造商只专注于其中之一。 虽然还有待观察 从长远来看，上述策略是成功的，电池技术肯定比 燃料电池技术，尽管进行了大量投资在这两种技术的研发中。在短期内 至少，我们相信电池电动卡车会主导替代燃料卡车市场 并将在 短程和中程用例，而燃料 手机卡车将在长期- 当卡车足够成熟时 广泛采用。图2显示了预测由运输班组织的电动车队。 平均而言，我们假设到2030年，40%的新的中型和重型卡车销售 欧洲将电池电动跨用例。 BATTERY技术 有一个更长的时间远远超过燃料电池技术 图1.卡车OEM技术赌注的连续体 Non-legacyOEM 技术 连续体 B H2 混合 传统OEM 电池电动汽车（B）与氢燃料电池（H2）-非传统OEM与传统OEM 来源：ArthurD.Little 图2.按运输类别划分的电动卡车车队预测 短路 MEDIUMHAUL 长寿命 283 中等负荷 重型铰接式 199 69 80 2 2021 2025 2030 0 2021 18 2025 2030 0 2021 3 2025 2030 按车辆运输和等级划分(单位:千辆) 来源：ArthurD.Little 2030年：100万电动卡车开启 欧洲的道路 尽管卡车电气化的计划是雄心勃勃，我们还在开始 travel.Forexample,VolvoGroup,oneofthe 卡车电气化的领先者，交付 1211辆全电动卡车（2021年为371辆），并拥有 2022年订单量为3,633台（2021年为1,062台）， 相当于总数的微薄0.2%和0.4% 分别交付和订单。到最后 到2022年，只有大约4000辆电动卡车在欧盟注册。这个数字预计为 到2025年增长超过20倍，达到到2030年将近60万台。到那时， 预计欧洲每10辆卡车中就有一辆这些数字显示了卡车 段电气化曲棍球棒可能会与乘用车相比要陡峭得多电气化。 但是什么样的卡车会进入市场？在评估OEM的销售计划时，我们预计大部分是短途、重型 范围可达300公里的卡车即将到来直到2025年，这将不需要 日常公共充电基础设施 运营。从2024年到2025年，生产中型卡车的交付将增加 重要的是，到2027年，我们预计会看到更广泛的 图3.卡车充电用例概述 市场上长途卡车的范围。这些发展符合公众收费 三大卡车的基础设施计划 原始设备制造商(戴姆勒、特顿和沃尔沃)，它们形成了合资企业Milence这次合作计划 安装1,700个超快速充电点欧洲公路网的主要动脉 到2027年。我们认为这可能是有意义的有一个专门的电力基础设施 一些交通繁忙地区的高速公路，类似铁路的解决方案。然而，这些和 类似的灯塔项目往往很快由于严格的分配规定而丢弃网络区域和政府的不情愿做出不受欢迎的决定。 欧洲电动卡车的组成车队将确定必要的收费 基础设施。直到2025年，我们将看到几乎专为短途电动卡车 欧洲的街道，而到2030年这些卡车预计仅占 舰队，剩下的一半包括 中程（35%）和长途卡车（15%）。燃料所需的基础设施 这些卡车提出了一个重大的问题。要回答这个问题，我们首先必须了解卡车充电的四个主要用例 在下面的图3中进行了总结。 短途和 中心，但后者 被最小化，或在 在某种程度上，中等- 更有可能是短的 至少不超过 特别相关 拖运卡车 term 所需的休息时间 用于长途卡车 ~8小时（隔夜） 1-2小时 0.5-1小时 ≥9小时（隔夜） AC22kW-DC150kW DC350kW DC500kW-DC1MW+ DC100-150kW 车辆段 Destination 公共快速 公共过夜 用例  卡车仓库，通常 家得宝，在哪里卡车返回时 移位结束  充电时 装载/卸载 在旅行目的地   Description  特别重要 位置范围从 商店到物流 公开可用 途中充电器，通常沿着 主要路线 充电时间应 公开提供en 路线充电器位于在卡车停在哪里 司机可以睡觉的时候卡车充电 隔夜 平均充电 时间(每届会议) 典型充电功率范围 来源：ArthurD.Little 4卡车充电使用案例 我们的卡车收费分类法区分了四个不同的用例。卡车可用的时间 充电是主要的微分器，反过来确定充电器的电源容量： 1.车辆段收费。这个用例是等效的到乘客的家庭充电用例 车辆，卡车在他们的 “家得宝”。在大多数情况下，仓库收费发生在一夜之间。这留下了足够的时间以产生完全充电，但实际时间 在仓库的花费可能会有很大的不同。因此，我们希望看到一切从简单 交流电(AC)22kW充电器 采用更先进的直流150千瓦充电器对于这个用例，取决于可能的 充电时间，卡车运输模式，和电池容量。 2.目的地收费。就像卡车一样可以在他们的家得宝充电时不使用时也可以充电 固定；例如，在加载和/ 或者在他们的车站卸货，不管是杂货店商店或物流中心。电动卡车是 主要用于城市交付和类似应用程序，沿着通常是距离短，送货站是 时间短；因此，充电不会 每个站点都需要。但是，卡车使用 在集线器到集线器应用程序中将具有更长的距离和中途停留可能会更长，所以 这些变量定义了这个用例。我们期望充电机会约为 一到两个小时，使用DC350千瓦充电器。虽然这些特征可能超过- 尺寸为一些卡车，我们期望高电动充电器将用于增加 已安装充电器的总体利用率，如这些将足以满足所有类型的卡车在中期。 3.公共快速充电。此类别的收费发生在公开可用的en路由充电站，通常位于 沿着主要的卡车运输路线，如跨欧洲运输网络走廊。 根据定义，由于途中充电增加 成本，充电所花费的时间应该保留最低限度或至少不超过 法定司机休息时间45分钟 每4.5小时。充电器应该有一个非常高额定功率提供足够的能量 在45分钟内至少另外4.5小时驾驶。假设平均巡航速度 在60到80千瓦时之间，这将导致充电需求约为400至600千瓦时， 平均充电功率为550～ 800kW。由于电池充电曲线不是恒定的，非常高功率的充电器该用例需要1兆瓦和更多。 需要一个新的插头标准来满足充电需求和功率要求。 兆瓦充电系统，一个连接器，符合标准，最近由 充电接口计划e.V.(CharIN) 并由Scania和Alpitronic在 2022年在挪威奥斯陆举行的EVS35会议。 4.公共过夜收费。类似的公共快速充电，过夜充电发生在 途中的充电站。关键的区别是允许的充电时间是显著的 更长(至少9小时)，因为司机 需要更长的休息时间来吃饭和休息。因此，这个用例几乎专门用于 长途应用和充电器很可能限于直流100-150千瓦。 VIEWPOINTARTHURD.LITTLE 6 充电行为发展 在充电能量方面，我们的分析表明仓库收费将是主要用途 整个十年的案例，作为早期的几代人电动卡车主要用于较短的 这些卡车运输的特点用例允许在夜间充电 家得宝，资本支出可以通过以下方式最小化使用最低功率的充电器。 这种优势体现在两个方面 已安装的单位(其中主导地位是巨大)，以及装机容量和实际充电（见图4）。然而，低功率车辆段充电的相对优势 随着时间的推移而减少，因为电动卡车可以配备更大的电池，可以 越来越多地用于中长途路线。电动卡车将有显著 比乘用车更大的电池，并将需要显著更高的充电功率。 这些充电器中的绝大多数将依赖DC 技术，在本世纪末， 卡车充电将构成更大的市场比欧洲的乘用车充电 直流段。 随着技术进步准备电动卡车 对于更艰巨的任务，需求将转向 用于其他用例的更高功率充电器。对于例如，超高功率公共快速充电器 将允许有效使用电动卡车 通过不破坏业务案例来延长路线由于充电时间超过必要的休息时间电池。 与客运电动汽车类似，我们预计公共快车- 卡车的充电网络突然出现欧洲道路网络的主要动脉， 事实上，一些这样的举措已经在国家和超国家推出 levels.Thesenetworkswilllikelyalsoincludean 越来越多的低功率充电器公共过夜收费，可能集中 在一般情况下，现有的卡车停靠站。然而，一夜之间卡车停车场的容量已经有限，而且 卡车充电基础设施和相邻能源设备将占据重要地位 额外的空间。这些地区将很快成为不足，对额外的需求很高 地点。立法者的支持将是重要的是加快新卡车的批准停止以消除空间障碍 运输部门脱碳。 图4.卡车充电的总电力需求 按运输（每年TWh） 44 长途运输 （行程超过400公里） 32