מגמות בתשתיות טעינה

בעוד שרוב ביקוש הטעינה מסופק כיום על ידי טעינה ביתית, יש צורך גובר במטענים נגישים לציבור על מנת לספק את אותה רמת נוחות ונגישות כמו לתדלוק כלי רכב קונבנציונליים. באזורים עירוניים צפופים, בפרט, שבהם הגישה לטעינה ביתית מוגבלת יותר, תשתית טעינה ציבורית היא גורם מפתח לאימוץ רכבים חשמליים. בסוף שנת 2022 היו 2.7 מיליון נקודות טעינה ציבוריות ברחבי העולם, מתוכן יותר מ-900,000 הותקנו בשנת 2022, עלייה של כ-55% לעומת שנת 2021, וקצב צמיחה של 50% בין 2015 ל-2019, שנמשך זמן רב לפני המגיפה.

מטענים איטיים

ברחבי העולם, יותר מ-600,000 נקודות טעינה איטיות ציבוריות1הותקנו בשנת 2022, 360,000 מהם בסין, מה שהביא את מלאי המטענים האיטיים במדינה ליותר ממיליון. בסוף 2022, בסין היו יותר ממחצית ממלאי המטענים האיטיים הציבוריים העולמי.

אירופה מדורגת במקום השני, עם 460,000 עמדות טעינה איטיות בסך הכל בשנת 2022, עלייה של 50% לעומת השנה הקודמת. הולנד מובילה באירופה עם 117,000, אחריה כ-74,000 בצרפת ו-64,000 בגרמניה. מלאי עמדות הטעינה האיטיות בארצות הברית גדל ב-9% בשנת 2022, קצב הצמיחה הנמוך ביותר מבין השווקים העיקריים. בקוריאה, מלאי עמדות הטעינה האיטיות הוכפל משנה לשנה, והגיע ל-184,000 נקודות טעינה.

מטענים מהירים

מטענים מהירים נגישים לציבור, במיוחד אלו הממוקמים לאורך כבישים מהירים, מאפשרים נסיעות ארוכות יותר ויכולים לטפל בחרדת טווח הנסיעה, שהיא מכשול לאימוץ רכבים חשמליים. בדומה למטענים איטיים, מטענים מהירים ציבוריים מספקים גם פתרונות טעינה לצרכנים שאין להם גישה אמינה לטעינה פרטית, ובכך מעודדים אימוץ רכבים חשמליים על פני שטחים רחבים יותר של האוכלוסייה. מספר המטענים המהירים גדל ב-330,000 ברחבי העולם בשנת 2022, אם כי שוב רוב (כמעט 90%) הצמיחה הגיעה מסין. פריסת הטעינה המהירה מפצה על חוסר הגישה למטענים ביתיים בערים צפופות אוכלוסין ותומכת ביעדי סין לפריסה מהירה של רכבים חשמליים. בסין ישנם סך של 760,000 מטענים מהירים, אך יותר מ-1.2 מכלל ערימת הטעינה המהירה הציבורית ממוקם בעשרה מחוזות בלבד.

באירופה, מלאי המטענים המהירים הכולל מנה למעלה מ-70,000 עד סוף 2022, עלייה של כ-55% בהשוואה לשנת 2021. המדינות עם מלאי המטענים המהירים הגדול ביותר הן גרמניה (מעל 12,000), צרפת (9,700) ונורבגיה (9,000). קיימת שאיפה ברורה ברחבי האיחוד האירופי לפתח עוד יותר את תשתית הטעינה הציבורית, כפי שמצוין בהסכם הזמני על תקנת תשתית דלקים חלופיים (AFIR) המוצעת, שתקבע דרישות כיסוי לטעינה חשמלית ברחבי רשת התחבורה הטרנס-אירופית (TEN-T) בין הבנק האירופי להשקעות לנציבות האירופית, שתעמיד לרשות למעלה מ-1.5 מיליארד אירו עד סוף 2023 עבור תשתית דלקים חלופיים, כולל טעינה מהירה חשמלית.

ארצות הברית התקינה 6,300 עמדות מטעינה מהירות בשנת 2022, כשלושה רבעים מהם היו עמדות מטעינה מהירה של טסלה. סך כל עמדות המטעינה המהירות הגיע ל-28,000 בסוף 2022. הפריסה צפויה להאיץ בשנים הקרובות לאחר אישור הממשלה לתוכנית (NEVI). כל מדינות ארה"ב, וושינגטון די.סי. ופוארטו ריקו משתתפות בתוכנית, וכבר הוקצו להן 885 מיליון דולר במימון לשנת 2023 לתמיכה בבניית עמדות מטעינה על פני 122,000 ק"מ של כבישים מהירים. מינהל הכבישים הפדרלי של ארה"ב הכריז על סטנדרטים לאומיים חדשים למטעני רכב חשמליים במימון פדרלי כדי להבטיח עקביות, אמינות, נגישות ותאימות. במסגרת הסטנדרטים החדשים, טסלה הודיעה כי תפתח חלק מרשת עמדות המטעינה המהירות האמריקאית (שם עמדות מטעינה מהוות 60% מכלל מלאי המטענים המהירים בארצות הברית) ומרשת עמדות המטעינה המהירות לרכבים חשמליים שאינם של טסלה.

עמדות טעינה ציבוריות נחוצות יותר ויותר כדי לאפשר שימוש נרחב יותר ברכבים חשמליים

פריסת תשתית טעינה ציבורית לקראת צמיחה במכירות רכבים חשמליים היא קריטית לאימוץ נרחב של רכבים חשמליים. בנורבגיה, לדוגמה, היו כ-1.3 רכבי LDV חשמליים סוללתיים לכל נקודת טעינה ציבורית בשנת 2011, דבר שתמך באימוץ נוסף. בסוף 2022, כאשר למעלה מ-17% מהרכבים ה-LDV היו רכבים חשמליים סוללתיים, היו 25 רכבים חשמליים סוללתיים לכל נקודת טעינה ציבורית בנורבגיה. באופן כללי, ככל שחלקם של רכבי LDV חשמליים סוללתיים עולה, יחס נקודת הטעינה לכל רכב חשמלי סוללתיים יורד. הצמיחה במכירות רכבים חשמליים יכולה להתקיים רק אם הביקוש לטעינה נענה על ידי תשתית נגישה ובמחיר סביר, בין אם באמצעות טעינה פרטית בבתים או במקומות עבודה, או באמצעות תחנות טעינה נגישות לציבור.

יחס של רכבי שטח חשמליים לכל מטען ציבורי

יחס נקודת טעינה ציבורית לרכב LDV חשמלי-סוללי במדינות נבחרות לעומת מניית רכב LDV חשמלי-סוללי

בעוד שרכבי PHEV פחות תלויים בתשתית טעינה ציבורית מאשר רכבים חשמליים חשמליים, קביעת מדיניות הנוגעת לזמינות מספקת של עמדות טעינה צריכה לכלול (ולעודד) טעינה ציבורית של רכבי PHEV. אם לוקחים בחשבון את המספר הכולל של רכבי LDV חשמליים לכל נקודת טעינה, הממוצע העולמי בשנת 2022 עמד על כעשרה רכבים חשמליים לכל מטען. מדינות כמו סין, קוריאה והולנד שמרו על פחות מעשרה רכבים חשמליים לכל מטען במהלך השנים האחרונות. במדינות המסתמכות במידה רבה על טעינה ציבורית, מספר המטענים הנגישים לציבור גדל בקצב התואם במידה רבה את פריסת הרכבים החשמליים.

עם זאת, בשווקים מסוימים המאופיינים בזמינות נרחבת של טעינה ביתית (בשל חלק גבוה של בתים צמודי קרקע עם אפשרות להתקין מטען), מספר הרכבים החשמליים לנקודת טעינה ציבורית יכול להיות אף גבוה יותר. לדוגמה, בארצות הברית, יחס הרכבים החשמליים לטעינה הוא 24, ובנורבגיה הוא יותר מ-30. ככל שחדירת הרכבים החשמליים לשוק עולה, טעינה ציבורית הופכת לחשובה יותר ויותר, אפילו במדינות אלו, כדי לתמוך באימוץ רכבים חשמליים בקרב נהגים שאין להם גישה לאפשרויות טעינה בבית פרטי או במקום העבודה. עם זאת, היחס האופטימלי של רכבים חשמליים לטעינה ישתנה בהתאם לתנאים המקומיים ולצורכי הנהג.

ייתכן שחשוב יותר ממספר עמדות המטען הציבוריות הזמינות הוא סך קיבולת החשמל הציבורית לכל רכב חשמלי, בהתחשב בכך שמטענים מהירים יכולים לשרת יותר רכבים חשמליים ממטענים איטיים. בשלבים המוקדמים של אימוץ רכבים חשמליים, הגיוני שכוח הטעינה הזמין לכל רכב חשמלי יהיה גבוה, בהנחה שניצול המטענים יהיה נמוך יחסית עד שהשוק יבשיל וניצול התשתיות יהפוך ליעיל יותר. בהתאם לכך, דרישות האיחוד האירופי בנוגע ל-AFIR כוללות דרישות לקיבולת החשמל הכוללת שתסופק בהתבסס על גודל הצי הרשום.

ברחבי העולם, קיבולת הטעינה הציבורית הממוצעת לכל רכב חשמלי (LDV) היא כ-2.4 קילוואט לרכב חשמלי. באיחוד האירופי, היחס נמוך יותר, עם ממוצע של כ-1.2 קילוואט לרכב חשמלי. לקוריאה היחס הגבוה ביותר, העומד על 7 קילוואט לרכב חשמלי, למרות שרוב עמדות הטעינה הציבוריות (90%) הן מטענות איטיות.

מספר רכבי LDV חשמליים לכל נקודת טעינה ציבורית וקוט"ש לכל רכב LDV חשמלי, 2022

לִפְתוֹחַ

מספר רכבי LDV חשמליים לכל נקודת טעינה (קילוואט) של טעינה ציבורית לכל רכב LDV חשמלי (ניו זילנד, איסלנד, אוסטרליה, נורבגיה, ברזיל, גרמניה, שבדיה, ארצות הברית, דנמרק, פורטוגל, בריטניה, ספרד, קנדה, אינדונזיה, פינלנד, שוויץ, יפן, תאילנד, האיחוד האירופי, צרפת, פולין, מקסיקו, בלגיה, העולם, איטליה, סין, הודו, דרום אפריקה, צ'ילה, יוון, הולנד, קוריאה. 08162432404856647280889610400.61.21.82.433.64.24.85.466.67.27.8

• EV / EVSE (ציר תחתון)
• קילוואט / EV (ציר עליון)

באזורים שבהם משאיות חשמליות הופכות לזמינות מסחרית, משאיות חשמליות המופעלות על סוללות יכולות להתחרות על בסיס עלות כוללת (TCO) עם משאיות דיזל קונבנציונליות עבור מגוון הולך וגדל של פעולות, לא רק עירוניות ואזוריות, אלא גם בפלחי הובלת משאיות עם גרור, אזוריות וארוכות טווח. שלושה פרמטרים הקובעים את הזמן בו מושג העלות הם אגרה; עלויות דלק ותפעול (למשל, ההפרש בין מחירי הסולר לחשמל שעומדים בפני מפעילי משאיות, ועלויות תחזוקה מופחתות); וסובסידיות להוצאות הון עצמי (CAPEX) כדי לצמצם את הפער במחיר רכישת הרכב מראש. מכיוון שמשאיות חשמליות יכולות לספק את אותן פעולות עם עלויות נמוכות יותר לאורך החיים (כולל אם מוחל תעריף מוזל), הזמן שבו בעלי רכבים מצפים להחזיר את העלויות הראשוניות הוא גורם מפתח בקביעת האם לרכוש משאית חשמלית או קונבנציונלית.

ניתן לשפר משמעותית את הכלכלה של משאיות חשמליות ביישומים למרחקים ארוכים אם ניתן להפחית את עלויות הטעינה על ידי מקסום טעינה איטית "מחוץ למשמרות" (למשל, בלילה או בתקופות השבתה ארוכות יותר), הבטחת חוזי רכישה בכמויות גדולות עם מפעילי רשת החשמל עבור טעינה "באמצע משמרת" (למשל, בהפסקות), טעינה מהירה (עד 350 קילוואט) או טעינה אולטרה מהירה (מעל 350 קילוואט), ובחינת טעינה חכמה והזדמנויות חיבור רכב לרשת החשמל להכנסה נוספת.

משאיות ואוטובוסים חשמליים יסמכו על טעינה מחוץ למשמרות עבור רוב האנרגיה שלהם. פעולה זו תושג בעיקר בעמדות טעינה פרטיות או חצי-פרטיות או בתחנות ציבוריות בכבישים מהירים, ולעתים קרובות גם בן לילה. יהיה צורך לפתח עמדות שיספקו מענה לביקוש הגובר לחשמול רכבים כבדים, ובמקרים רבים ייתכן שיהיה צורך בשדרוגים של רשת החלוקה וההולכה. בהתאם לדרישות טווח הרכב, טעינת המעמד תספיק כדי לכסות את רוב הפעילות באוטובוסים עירוניים וכן בפעילות משאיות עירונית ואזורית.

תקנות המחייבות זמני מנוחה יכולות גם לספק חלון זמן לטעינה באמצע משמרת אם אפשרויות טעינה מהירה או אולטרה-מהירות זמינות בדרך: האיחוד האירופי דורש 45 דקות הפסקה לאחר כל 4.5 שעות נהיגה; ארצות הברית מחייבת 30 דקות לאחר 8 שעות.

רוב תחנות הטעינה המהירות בזרם ישר (DC) הזמינות כיום מסחרית מאפשרות רמות הספק הנעות בין 250 ל-350 קילוואט. ההסכם שהושג על ידי המועצה האירופית והפרלמנט כולל תהליך הדרגתי של פריסת תשתית עבור כלי רכב כבדים חשמליים החל משנת 2025. מחקרים אחרונים על דרישות ההספק עבור פעילות משאיות אזוריות וארוכות טווח בארה"ב ובאירופה מגלים כי ייתכן שיידרש הספק טעינה גבוה מ-350 קילוואט, ועד 1 מגה-וואט, לטעינה מלאה של משאיות חשמליות במהלך הפסקה של 30 עד 45 דקות.

מתוך הכרה בצורך להרחיב את הטעינה המהירה או האולטרה-מהירה כתנאי הכרחי להפיכת פעילות אזורית, ובפרט, לטיסות ארוכות טווח, לכדאית מבחינה טכנית וכלכלית, בשנת 2022 הקימו טרטון, וולוו ודיימלר מיזם משותף עצמאי. עם השקעות קולקטיביות של 500 מיליון אירו משלוש קבוצות הייצור של רכבים כבדים, היוזמה שואפת לפרוס יותר מ-1,700 נקודות טעינה מהירות (300 עד 350 קילוואט) ואולטרה-מהירות (1 מגה-וואט) ברחבי אירופה.

כיום נמצאים בשימוש מספר סטנדרטים לטעינה, ומפרטים טכניים לטעינה אולטרה-מהירה נמצאים בפיתוח. יהיה צורך להבטיח התכנסות מרבית אפשרית של סטנדרטים לטעינה ויכולת פעולה הדדית עבור כלי רכב חשמליים כבדים כדי למנוע את העלות, חוסר היעילות והאתגרים עבור יבואני רכב ומפעילים בינלאומיים שייווצרו על ידי יצרנים שילכו בדרכים שונות.

בסין, שותפי הפיתוח "מועצת החשמל של סין" ו"אולטרה צ'אוג'י" של CHAdeMO מפתחים תקן טעינה לכלי רכב חשמליים כבדים בהספק של עד כמה מגה-וואט. באירופה ובארצות הברית, מפרטים עבור מערכת הטעינה המגה-וואט CharIN (MCS), עם הספק מרבי פוטנציאלי של ..., נמצאים בפיתוח על ידי הארגון הבינלאומי לתקינה (ISO) וארגונים אחרים. מפרטי ה-MCS הסופיים, שיידרשו לפריסה מסחרית, צפויים להיות זמינים בשנת 2024. לאחר אתר הטעינה המגה-וואט הראשון שהוצע על ידי דיימלר משאיות ופורטלנד ג'נרל אלקטריק (PGE) בשנת 2021, כמו גם השקעות ופרויקטים באוסטריה, שבדיה, ספרד ובריטניה.

מסחור מטענים בעלי הספק מדורג של 1 מגה-וואט ידרוש השקעה משמעותית, שכן תחנות עם צרכים כה גבוהים של הספק ייגרמו לעלויות משמעותיות הן בהתקנה והן בשדרוג הרשת. עדכון מודלים עסקיים של שירותים ציבוריים לחשמל ותקנות מגזר החשמל, תיאום תכנון בין בעלי עניין וטעינה חכמה יכולים כולם לסייע. תמיכה ישירה באמצעות פרויקטים פיילוט ותמריצים כספיים יכולה גם היא להאיץ את ההדגמה והאימוץ בשלבים המוקדמים. מחקר שנערך לאחרונה מתאר כמה שיקולי תכנון מרכזיים לפיתוח תחנות טעינה מדורגות MCS:

• תכנון תחנות טעינה במיקומי תחנת כוח בכבישים מהירים ליד קווי תמסורת ותחנות משנה יכול להיות פתרון אופטימלי למזעור עלויות ולהגדלת ניצול המטענים.
• חיבורים "בגודל הנכון" עם חיבורים ישירים לקווי תמסורת בשלב מוקדם, ובכך לצפות את צורכי האנרגיה של מערכת שבה חלקים גדולים מפעילות המטענים חישמלו, במקום שדרוג רשתות חלוקה על בסיס אד-הוק וקצר טווח, יהיו קריטיים להפחתת עלויות. הדבר ידרוש תכנון מובנה ומתואם בין מפעילי הרשת למפתחי תשתיות טעינה בין המגזרים השונים.
• מאחר שחיבורי מערכות ההולכה ושדרוגי רשת החשמל יכולים להימשך 4-8 שנים, יהיה צורך להתחיל בהקמה ובבנייה של תחנות טעינה בעלות עדיפות גבוהה בהקדם האפשרי.

הפתרונות כוללים התקנת אחסון נייח ושילוב קיבולת אנרגיה מתחדשת מקומית, בשילוב עם טעינה חכמה, שיכולים לסייע בהפחתת עלויות התשתית הקשורות לחיבור לרשת ועלויות רכש חשמל (למשל, על ידי מתן אפשרות למפעילי משאיות למזער עלויות על ידי פיזור תנודות מחירים לאורך היום, ניצול הזדמנויות בין רכב לרשת וכו').

אפשרויות נוספות לספק חשמל לכלי רכב כבדים חשמליים (HDV) הן החלפת סוללות ומערכות כבישים חשמליות. מערכות כבישים חשמליות יכולות להעביר חשמל למשאית באמצעות סלילים אינדוקטיביים בכביש, או באמצעות חיבורים מוליכים בין הרכב לכביש, או באמצעות קווי רשת עיליים. אפשרויות טעינה דינמיות אחרות עשויות להיות מבטיחות להפחתת עלויות ברמת המערכת במעבר למשאיות אזוריות וארוכות טווח ללא פליטות, ולהשלים לטובה מבחינת עלויות הון ותפעול כוללות. הן יכולות גם לסייע בהפחתת צורכי קיבולת הסוללה. ניתן להפחית עוד יותר את הביקוש לסוללות, ולשפר עוד יותר את הניצול, אם מערכות כבישים חשמליות מתוכננות להיות תואמות לא רק למשאיות אלא גם למכוניות חשמליות. עם זאת, גישות כאלה ידרשו עיצובים אינדוקטיביים או כבישיים שמגיעים עם משוכות גדולות יותר מבחינת פיתוח ועיצוב טכנולוגי, והם עתירי הון יותר. יחד עם זאת, מערכות כבישים חשמליות מציבות אתגרים משמעותיים הדומים לאלה של מגזר הרכבות, כולל צורך גדול יותר בתקינה של נתיבים וכלי רכב (כפי שמודגם בחשמליות ובאוטובוסים חשמליים), תאימות מעבר לגבולות לנסיעות ארוכות טווח, ומודלים מתאימים לבעלות על תשתיות. הם מספקים פחות גמישות לבעלי משאיות מבחינת מסלולים וסוגי כלי רכב, ויש להם עלויות פיתוח גבוהות בסך הכל, מה שמשפיע על התחרותיות שלהם ביחס לתחנות טעינה רגילות. בהתחשב באתגרים אלה, מערכות כאלה יופעלו בצורה היעילה ביותר תחילה במסדרונות משא בשימוש כבד, מה שידרוש תיאום הדוק בין בעלי עניין ציבוריים ופרטיים שונים. הדגמות בכבישים ציבוריים עד כה בגרמניה ובשוודיה הסתמכו על יוזמים מגופים פרטיים וציבוריים כאחד. קריאות לפיילוטים של מערכות כבישים חשמליים נשקלות גם בסין, הודו, בריטניה וארצות הברית.

צורכי טעינה עבור כלי רכב כבדים

ניתוח של המועצה הבינלאומית לתחבורה נקייה (ICCT) מצביע על כך שהחלפת סוללות בכלי רכב חשמליים דו-גלגליים בשירותי מוניות (למשל מוניות אופניים) מציעה את עלות הבעלות הכוללת (TCO) התחרותית ביותר בהשוואה לרכבי סוללות חשמליים דו-גלגליים עם טעינה נקודתית או רכבי ICE דו-גלגליים. במקרה של משלוחים למייל האחרון באמצעות רכב דו-גלגלי, לטעינה נקודתית יש כיום יתרון עלות הבעלות הכוללת על פני החלפת סוללות, אך עם תמריצים מדיניות וקנה מידה נכונים, החלפה עשויה להפוך לאופציה בת קיימא בתנאים מסוימים. באופן כללי, ככל שמרחק הנסיעה היומי הממוצע עולה, כלי רכב חשמליים דו-גלגליים עם החלפת סוללות הופכים לחסכוניים יותר מכלי רכב טעינה נקודתית או בנזין. בשנת 2021 נוסד קונסורציום האופנועים Swapable Batteries Motorcycles במטרה להקל על החלפת סוללות של כלי רכב קלים, כולל רכבים דו-גלגליים/תלת-גלגליים, על ידי עבודה משותפת על מפרטי סוללות משותפים.

החלפת סוללות של קורקינטים חשמליים דו-גלגליים/תלת-גלגליים צוברת תאוצה במיוחד בהודו. כיום פועלות למעלה מעשר חברות שונות בשוק ההודי, כולל Gogoro, קורקינט חשמלי ומובילה בטכנולוגיית החלפת סוללות שבסיסה בטאיפיי הסינית. Gogoro טוענת שהסוללות שלה מפעילות 90% מהקורקינטים החשמליים בטאיפיי הסינית, ולרשת Gogoro יש יותר מ-12,000 תחנות החלפת סוללות התומכות ביותר מ-500,000 קורקינטים חשמליים דו-גלגליים בתשע מדינות, רובן באזור אסיה פסיפיק. Gogoro יצרה כעת שותפות עם Zypp Electric שבסיסה בהודו, המפעילה פלטפורמת EV-as-a-Service למשלוחים בטווח הקילומטר האחרון; יחד, הן פורסות 6 תחנות החלפת סוללות ו-100 קורקינטים חשמליים דו-גלגליים כחלק מפרויקט פיילוט לפעולות משלוחים בטווח הקילומטר האחרון בין עסקים בעיר דלהי. בתחילת 2023 הם גייסו סכום זה, אשר ישתמשו בו כדי להרחיב את הצי שלהם ל-200,000 רכבי דו-גלגליים חשמליים ב-30 ערים בהודו עד 2025. לסאן מוביליטי היסטוריה ארוכה יותר של החלפת סוללות בהודו, עם יותר מתחנות החלפה ברחבי המדינה עבור רכבי דו-גלגליים ותלת-גלגליים חשמליים, כולל ריקשות חשמליות, עם שותפים כמו אמזון הודו. תאילנד רואה גם שירותי החלפת סוללות עבור נהגי מוניות אופנועים ומשלוחים.

בעוד שהחלפת סוללות לכלי רכב חשמליים דו-גלגליים נפוצה בעיקר באסיה, היא מתפשטת גם לאפריקה. לדוגמה, סטארט-אפ לאופנועים חשמליים ברואנדה מפעיל תחנות להחלפת סוללות, תוך התמקדות בשירות פעולות מוניות אופנועים הדורשות טווחי נסיעה יומיים ארוכים. אמפרסנד בנתה עשר תחנות להחלפת סוללות בקיגאלי ושלוש בניירובי, קניה. תחנות אלו מבצעות קרוב ל-37,000 החלפות סוללות בחודש.

החלפת מצברים עבור כלי רכב דו-גלגליים/תלת-גלגליים מציעה יתרונות עלות

עבור משאיות בפרט, להחלפת סוללות יכולים להיות יתרונות משמעותיים על פני טעינה אולטרה-מהירה. ראשית, ההחלפה יכולה להיות קצרה מאוד, דבר שיהיה קשה ויקר להשיג באמצעות טעינה מבוססת כבל, הדורש מטען אולטרה-מהיר המחובר לרשתות מתח בינוני עד גבוה, מערכות ניהול סוללות יקרות וכימיה של הסוללות. הימנעות מטעינה אולטרה-מהירה יכולה גם להאריך את קיבולת הסוללה, הביצועים שלה ואת חיי המחזור שלה.

סוללה כשירות (BaaS), המפרידה בין רכישת המשאית לסוללה, וקביעת חוזה ליסינג לסוללה, מפחיתה משמעותית את עלות הרכישה הראשונית. בנוסף, מכיוון שמשאיות נוטות להסתמך על רכיבי כימיה של סוללות ליתיום ברזל פוספט (LFP), שהם עמידים יותר מסוללות ליתיום ניקל מנגן קובלט אוקסיד (NMC), הן מתאימות היטב להחלפה מבחינת בטיחות ומחיר סביר.

עם זאת, עלות בניית תחנה צפויה להיות גבוהה יותר עבור החלפת סוללות משאיות בהתחשב בגודל הרכב הגדול יותר ובסוללות כבדות יותר, הדורשות יותר מקום וציוד מיוחד לביצוע ההחלפה. מכשול עיקרי נוסף הוא הדרישה שהסוללות יהיו סטנדרטיות לגודל וקיבולת נתונים, דבר שיצרני ציוד מקורי של משאיות צפויים לראות כאתגר לתחרותיות, שכן תכנון וקיבולת הסוללות הם גורם מבדיל מרכזי בין יצרני משאיות חשמליות.

סין נמצאת בחזית החלפת הסוללות למשאיות הודות לתמיכה משמעותית במדיניות ושימוש בטכנולוגיה שנועדה להשלים טעינה בכבלים. בשנת 2021, הודיעה MIIT של סין כי מספר ערים יבצעו פיילוט לטכנולוגיית החלפת סוללות, כולל החלפת סוללות לרכבים כבדים (HDV) בשלוש ערים. כמעט כל יצרניות המשאיות הכבדות הסיניות הגדולות, כולל FAW, CAMC, Dongfeng, Jiangling Motors Corporation Limited (JMC), Shanxi Automobile ו-SAIC.

סין נמצאת בחזית החלפת הסוללות למשאיות

סין היא גם המובילה בהחלפת סוללות עבור מכוניות נוסעים. בכל אמצעי התחבורה, המספר הכולל של תחנות החלפת סוללות בסין עמד כמעט בסוף 2022, גבוה ב-50% מאשר בסוף 2021. NIO, המייצרת מכוניות התומכות בהחלפת סוללות ותחנות החלפה תומכות, מפעילה יותר מאשר בסין, ומדווחת כי הרשת מכסה יותר משני שלישים מסין היבשתית. מחצית מתחנות ההחלפה שלה הותקנו בשנת 2022, והחברה הציבה יעד של 4,000 תחנות החלפת סוללות ברחבי העולם עד 2025. החברה יכולה לבצע מעל 300 החלפות ביום, ולטעון עד 13 סוללות בו זמנית בהספק של 20-80 קילוואט.

NIO הודיעה גם על תוכניות לבנות תחנות להחלפת סוללות באירופה, ככל שדגמי הרכב שלה המאפשרים החלפת סוללות יהיו זמינים בשווקים האירופיים לקראת סוף 2022. תחנת החלפת הסוללות הראשונה של NIO בשוודיה נפתחה בשנת 2022, ועד סוף 2022 נפתחו עשר תחנות להחלפת סוללות של NIO ברחבי נורבגיה, גרמניה, שוודיה והולנד. בניגוד ל-NIO, שתחנות ההחלפה שלה משרתות מכוניות NIO, תחנות Aulton's, מפעילת תחנות החלפת הסוללות הסינית, תומכות ב-30 דגמים מ-16 חברות רכב שונות.

החלפת סוללות עשויה להיות אופציה אטרקטיבית במיוחד עבור ציי מוניות LDV, שפעילותם רגישה יותר לזמני טעינה מאשר מכוניות פרטיות. חברת הסטארט-אפ האמריקאית Ample מפעילה כיום 12 תחנות החלפת סוללות באזור מפרץ סן פרנסיסקו, המשרתות בעיקר רכבי שיתוף נסיעות של Uber.

סין היא גם המובילה בהחלפת סוללות למכוניות נוסעים

הפניות

למטענים איטיים יש דירוג הספק נמוך או שווה ל-22 קילוואט. מטענים מהירים הם כאלה בעלי דירוג הספק של יותר מ-22 קילוואט ועד 350 קילוואט. "נקודות טעינה" ו"מטענים" משמשים לסירוגין ומתייחסים לשקעי טעינה בודדים, המשקפים את מספר כלי הרכב החשמליים שיכולים להיטען בו זמנית. "תחנות טעינה" עשויות לכלול מספר נקודות טעינה.

ה-AFIR המוצע, שבעבר היה הנחיה, יהפוך, לאחר שאושר רשמית, לפעולה חקיקתית מחייבת, שתקבע, בין היתר, מרחק מרבי בין עמדות מטענים המותקנות לאורך TEN-T, הכבישים הראשיים והמשניים באיחוד האירופי.

פתרונות אינדוקטיביים רחוקים יותר ממסחור ומתמודדים עם אתגרים באספקת כוח מספיק במהירויות כביש מהיר.