כיצד לטעון משאיות כבדות חשמליות: טעינה והחלפת סוללות?

כיצד לטעון משאיות כבדות חשמליות: טעינה והחלפת סוללות?

טעינה לעומת החלפת סוללה:

במשך שנים, הוויכוח בשאלה האם משאיות חשמליות כבדות צריכות לאמץ טכנולוגיית טעינה או החלפת סוללות היה כזה שלכל צד יש טיעונים תקפים משלו. בסימפוזיון זה, עם זאת, הגיעו מומחים לקונצנזוס: גם לטעינה וגם להחלפת סוללות יש יתרונות וחסרונות ברורים. הבחירה ביניהן תלויה לחלוטין בתרחישים מעשיים, דרישות ספציפיות וחישובי עלויות. שתי הגישות אינן סותרות זו את זו אלא משלימות, וכל אחת מתאימה להקשרים תפעוליים שונים. היתרון העיקרי של החלפת סוללות טמון בחידוש האנרגיה המהיר שלה, המושלם תוך דקות ספורות, מה שמגביר משמעותית את היעילות התפעולית. עם זאת, היא מציגה גם חסרונות בולטים: השקעה ראשונית משמעותית, הליכים אדמיניסטרטיביים מסורבלים וחוסר עקביות בתקני האחריות לסוללות. לא ניתן להחליף חבילות סוללות מיצרנים שונים באותה תחנת החלפה, וגם לא ניתן להשתמש בחבילה אחת בתחנות מרובות.

לכן, אם הצי שלכם פועל במסלולים קבועים יחסית, נותן עדיפות ליעילות תפעולית ובעל קנה מידה מסוים, מודל החלפת הסוללות מציג בחירה טובה. מודל הטעינה, לעומת זאת, מציע סטנדרטים מאוחדים של ממשק. בתנאי שהם עומדים בתקנים הלאומיים, ניתן לטעון כלי רכב מכל מותג, מה שמבטיח תאימות רבה יותר ועלויות בניית תחנות נמוכות יותר. עם זאת, מהירויות הטעינה איטיות משמעותית. תצורות טעינה בו-זמנית נפוצות עם שני או ארבעה יציאות עדיין דורשות כשעה לטעינה מלאה. יתר על כן, כלי רכב חייבים להישאר נייחים במהלך הטעינה, דבר המשפיע על יעילות התפעול של הצי. נתוני שוק מצביעים על כך שבין משאיות כבדות חשמליות לחלוטין הנמכרות כיום, שבע מתוך עשר משתמשות במערכות טעינה, בעוד שלוש משתמשות בהחלפת סוללות.

הדבר מצביע על כך שהחלפת סוללות עומדת בפני מגבלות גדולות יותר, בעוד שטעינה מציעה תחולה רחבה יותר. הבחירה הספציפית צריכה להיקבע על פי דרישות התפעול בפועל של הרכב. טעינה מהירה לעומת טעינה אולטרה-מהירה: תקנים ותאימות רכב הם המפתח. בשלב זה, ניתן לשאול: מה לגבי טעינה אולטרה-מהירה של מגה-וואט? ואכן, התקני טעינה אולטרה-מהירים רבים של מגה-וואט כבר זמינים בשוק. עם זאת, התקן הלאומי לטעינה אולטרה-מהירה של מגה-וואט עדיין נמצא בפיתוח. נכון לעכשיו, מה שמקודם הם תקנים ארגוניים המבוססים על התקן הלאומי. יתר על כן, השאלה האם רכב יכול להתמודד עם טעינה אולטרה-מהירה תלויה לא רק בשאלה האם תחנת הטעינה יכולה לספק מספיק חשמל, אלא באופן קריטי יותר בשאלה האם סוללת הרכב יכולה לעמוד בכך.

כיום, דגמי משאיות כבדות מרכזיות כוללים בדרך כלל חבילות סוללות הנעות בין 300 ליותר מ-400 קוט"ש. אם המטרה היא להרחיב את טווח הנסיעה של הרכב כדי להגיע לשווקים גדולים יותר, יש צורך להתקין יותר סוללות תוך מתן אפשרות לטעינה מהירה. כתוצאה מכך, יצרני משאיות כבדות שנכחו בכנס ציינו כי הם פורסים במהירות סוללות טעינה מהירה וטעינה מהירה במיוחד המתאימות לרכבים מסחריים. נתיב פיתוח וחדירת שוק של משאיות כבדות חשמליות בשלבים המוקדמים, החשמול של משאיות כבדות עקב בעיקר אחר מודל החלפת סוללות. לאחר מכן, משאיות כבדות חשמליות עברו מתרחישים סגורים שכללו העברות פנימיות למרחקים קצרים לתרחישים קבועים לטווח קצר. בהמשך, הן עומדות להיכנס לתרחישים פתוחים הכוללים פעולות למרחקים בינוניים עד ארוכים.

סטטיסטיקות מגלות כי בעוד שמשאיות כבדות חשמליות השיגו שיעור חדירה ממוצע של 14% בלבד בשנת 2024, נתון זה זינק ליותר מ-22% במחצית הראשונה של השנה, המייצג עלייה שנתית של יותר מ-180%. עם זאת, היישומים העיקריים שלהן נותרו מרוכזים במגזרים למרחקים בינוניים-קצרים, כגון הובלת משאבים עבור מפעלי פלדה ומכרות, לוגיסטיקה של פסולת בניין ושירותי תברואה. במגזר הלוגיסטיקה של מטען למרחקים בינוניים-ארוכים, משאיות כבדות חשמליות חדשות מהוות פחות מ-1% מהשוק, למרות שפלח זה מהווה 50% מכלל תעשיית המשאיות הכבדות.

כתוצאה מכך, יישומים לטווח בינוני עד ארוך מייצגים את החזית הבאה שעומדת בפני משאיות כבדות חשמליות. אילוצים מרכזיים בפיתוח משאיות כבדות חשמליות גם למשאיות כבדות חשמליות וגם לתחנות הטעינה/החלפת הסוללות שלהן יש מאפיין בסיסי אחד: הן כלי ייצור המעניקים עדיפות ליעילות ולחסכון. כדי להאריך את הטווח, משאיות חשמליות דורשות יותר סוללות. עם זאת, קיבולת סוללה מוגברת לא רק מעלה את עלויות הרכב אלא גם מפחיתה את קיבולת המטען עקב משקלן המשמעותי של הסוללות, ובכך משפיעה על רווחיות הצי. עובדה זו מחייבת תצורה זהירה של הסוללות. אתגר זה מדגיש את החסרונות הנוכחיים בתשתית טעינת משאיות חשמליות, כולל מספר לא מספיק של תחנות, כיסוי גיאוגרפי לא מספק ותקנים לא עקביים.

יוזמה בתעשייה:

קידום שיתופי של פיתוח תעשייתי

סמינר זה כינס נציגים מיצרני רכב, יצרני סוללות, מפעלי טעינה/החלפה ומפעילי לוגיסטיקה כדי להתמודד יחד עם אתגרי התעשייה. הוא השיק את יוזמת שיתוף הפעולה לטעינה אולטרה-מהירה והחלפה מהירה של משאיות כבדות, שהקימה פלטפורמה פתוחה ולא בלעדית לבעלי עניין להחלפת תובנות ולתיאום מאמצים. במקביל, פורסם מניפסט להאצת הפיתוח התעשייתי של תשתית טעינה אולטרה-מהירה והחלפה מהירה עבור משאיות כבדות חשמליות לחלוטין. הקידמה התעשייתית אינה חוששת מבעיות, אלא מהיעדר פתרונות.

קחו למשל את התפתחות כלי הרכב הנוסעים בעשור האחרון: בעבר, הגישה הרווחת נתנה עדיפות למקסום קיבולת הסוללה להרחבת טווח הנסיעה. אולם ככל שתשתיות הטעינה מתבגרות, קיבולת סוללה מוגזמת הופכת למיותרת. אני מאמין שמשאיות כבדות חשמליות ילכו במסלול דומה. ככל שיתפשטו מתקני הטעינה, תצורת סוללה אופטימלית תיווצר בהכרח.