Trendy w infrastrukturze ładowania

Chociaż większość zapotrzebowania na ładowanie jest obecnie zaspokajana poprzez ładowanie domowe, coraz bardziej potrzebne są publicznie dostępne ładowarki, aby zapewnić ten sam poziom wygody i dostępności, co w przypadku tankowania pojazdów konwencjonalnych. W szczególności w gęsto zaludnionych obszarach miejskich, gdzie dostęp do ładowania domowego jest bardziej ograniczony, publiczna infrastruktura ładowania jest kluczowym czynnikiem sprzyjającym upowszechnieniu się pojazdów elektrycznych. Pod koniec 2022 roku na całym świecie działało 2,7 miliona publicznych punktów ładowania, z czego ponad 900 000 zainstalowano w 2022 roku, co stanowi wzrost o około 55% w porównaniu z 2021 rokiem i jest porównywalne ze wzrostem o 50% przed pandemią w latach 2015-2019.

Wolne ładowarki

Na całym świecie ponad 600 000 publicznych punktów ładowania o wolnym natężeniu1W 2022 roku zainstalowano 360 000 z nich w Chinach, co zwiększyło liczbę wolnych ładowarek w tym kraju do ponad miliona. Pod koniec 2022 roku w Chinach znajdowała się ponad połowa światowych publicznych wolnych ładowarek.

Europa zajmuje drugie miejsce z liczbą 460 000 wolnych ładowarek w 2022 roku, co stanowi wzrost o 50% w porównaniu z rokiem poprzednim. Holandia przoduje w Europie ze 117 000, a następnie Francja (około 74 000) i Niemcy (64 000). Zasoby wolnych ładowarek w Stanach Zjednoczonych wzrosły o 9% w 2022 roku, co stanowi najniższy wskaźnik wzrostu wśród głównych rynków. W Korei zasoby wolnych ładowarek podwoiły się w ujęciu rok do roku, osiągając 184 000 punktów ładowania.

Szybkie ładowarki

Publicznie dostępne szybkie ładowarki, zwłaszcza te zlokalizowane wzdłuż autostrad, umożliwiają dłuższe podróże i mogą rozwiązać problem braku zasięgu, który stanowi barierę utrudniającą adopcję pojazdów elektrycznych. Podobnie jak wolne ładowarki, publiczne szybkie ładowarki oferują rozwiązania ładowania konsumentom, którzy nie mają niezawodnego dostępu do prywatnych punktów ładowania, zachęcając tym samym do adopcji pojazdów elektrycznych w szerszym kręgu społeczeństwa. Liczba szybkich ładowarek wzrosła o 330 000 na całym świecie w 2022 roku, choć ponownie większość (prawie 90%) tego wzrostu pochodziła z Chin. Wprowadzenie szybkich ładowarek rekompensuje brak dostępu do domowych ładowarek w gęsto zaludnionych miastach i wspiera chińskie cele szybkiego wdrażania pojazdów elektrycznych. W Chinach znajduje się łącznie 760 000 szybkich ładowarek, ale ponad 100% całkowitej puli publicznych punktów szybkiego ładowania znajduje się w zaledwie dziesięciu prowincjach.

W Europie całkowita liczba szybkich ładowarek przekroczyła 70 000 pod koniec 2022 r., co stanowi wzrost o około 55% w porównaniu z 2021 r. Kraje z największą liczbą szybkich ładowarek to Niemcy (ponad 12 000), Francja (9700) i Norwegia (9000). W całej Unii Europejskiej istnieje wyraźna ambicja dalszego rozwoju publicznej infrastruktury ładowania, o czym świadczy wstępne porozumienie w sprawie proponowanego rozporządzenia w sprawie infrastruktury paliw alternatywnych (AFIR), które określi wymogi dotyczące zasięgu ładowania elektrycznego w transeuropejskiej sieci transportowej (TEN-T) między Europejskim Bankiem Inwestycyjnym a Komisją Europejską. Do końca 2023 r. ponad 1,5 mld EUR zostanie przeznaczone na infrastrukturę paliw alternatywnych, w tym szybkie ładowanie elektryczne.

Stany Zjednoczone zainstalowały 6 300 szybkich ładowarek w 2022 r., około trzy czwarte z nich to Tesla Supercharger. Całkowity zapas szybkich ładowarek osiągnął 28 000 na koniec 2022 r. Oczekuje się, że wdrażanie przyspieszy w nadchodzących latach po zatwierdzeniu programu przez rząd (NEVI). Wszystkie stany USA, Waszyngton i Portoryko uczestniczą w programie i otrzymały już 885 milionów dolarów finansowania na 2023 r. w celu wsparcia budowy ładowarek na 122 000 km autostrad. Amerykańska Federalna Administracja Autostrad ogłosiła nowe krajowe standardy dla ładowarek EV finansowanych ze środków federalnych, aby zapewnić spójność, niezawodność, dostępność i kompatybilność. Zgodnie z nowymi standardami Tesla ogłosiła, że ​​otworzy część swojej sieci US Supercharger (gdzie Supercharger stanowią 60% całkowitego zapasu szybkich ładowarek w Stanach Zjednoczonych) i Destination Charger dla pojazdów elektrycznych innych niż Tesla.

Publiczne punkty ładowania są coraz bardziej niezbędne, aby umożliwić szersze wykorzystanie pojazdów elektrycznych

Wdrożenie publicznej infrastruktury ładowania w oczekiwaniu na wzrost sprzedaży pojazdów elektrycznych ma kluczowe znaczenie dla powszechnej adopcji tych pojazdów. Na przykład w Norwegii w 2011 roku na jeden publiczny punkt ładowania przypadało około 1,3 pojazdu dostawczego z napędem akumulatorowym (LDV) na akumulator, co sprzyjało dalszej adopcji. Pod koniec 2022 roku, gdy ponad 17% pojazdów dostawczych stanowiły pojazdy elektryczne (BEV), w Norwegii na jeden publiczny punkt ładowania przypadało 25 pojazdów elektrycznych. Ogólnie rzecz biorąc, wraz ze wzrostem udziału pojazdów dostawczych z napędem akumulatorowym na akumulator, wskaźnik liczby punktów ładowania na pojazd elektryczny (BEV) maleje. Wzrost sprzedaży pojazdów elektrycznych może być utrzymany tylko wtedy, gdy popyt na ładowanie będzie zaspokajany przez dostępną i niedrogą infrastrukturę, zarówno poprzez prywatne ładowanie w domach i miejscach pracy, jak i publiczne stacje ładowania.

Stosunek pojazdów elektrycznych LDV do publicznej ładowarki

Stosunek publicznych punktów ładowania do pojazdów LDV z napędem elektrycznym na baterie w wybranych krajach w stosunku do udziału w akcjach pojazdów LDV z napędem elektrycznym na baterie

Chociaż pojazdy PHEV są mniej uzależnione od publicznej infrastruktury ładowania niż pojazdy BEV, polityka dotycząca wystarczającej dostępności punktów ładowania powinna uwzględniać (i zachęcać do) publicznego ładowania pojazdów PHEV. Biorąc pod uwagę całkowitą liczbę elektrycznych pojazdów LDV przypadającą na jeden punkt ładowania, średnia światowa w 2022 roku wynosiła około dziesięciu pojazdów elektrycznych na jedną ładowarkę. W krajach takich jak Chiny, Korea i Holandia wskaźnik ten utrzymywał się na przestrzeni ostatnich lat na poziomie poniżej dziesięciu pojazdów elektrycznych na jedną ładowarkę. W krajach, które w dużym stopniu polegają na publicznym ładowaniu, liczba publicznie dostępnych ładowarek rośnie w tempie, które w dużej mierze odpowiada rozwojowi pojazdów elektrycznych.

Jednak na niektórych rynkach charakteryzujących się powszechną dostępnością ładowania domowego (ze względu na wysoki udział domów jednorodzinnych z możliwością instalacji ładowarki) liczba pojazdów elektrycznych przypadających na jedną publiczną stację ładowania może być jeszcze wyższa. Na przykład w Stanach Zjednoczonych wskaźnik liczby pojazdów elektrycznych na jedną ładowarkę wynosi 24, a w Norwegii ponad 30. Wraz ze wzrostem penetracji rynku pojazdów elektrycznych, publiczne stacje ładowania zyskują na znaczeniu, nawet w tych krajach, aby wspierać adopcję pojazdów elektrycznych wśród kierowców, którzy nie mają dostępu do prywatnych ładowarek w domu lub w miejscu pracy. Optymalny wskaźnik liczby pojazdów elektrycznych na jedną ładowarkę będzie się jednak różnić w zależności od lokalnych warunków i potrzeb kierowców.

Być może ważniejsza niż liczba dostępnych publicznych ładowarek jest całkowita moc ładowania na pojazd elektryczny, biorąc pod uwagę, że szybkie ładowarki mogą obsłużyć więcej pojazdów niż wolne. Na wczesnym etapie wdrażania pojazdów elektrycznych sensowne jest zapewnienie wysokiej mocy ładowania na pojazd, zakładając, że wykorzystanie ładowarek będzie stosunkowo niskie, dopóki rynek nie dojrzeje, a wykorzystanie infrastruktury nie stanie się bardziej efektywne. Zgodnie z tym, w rozporządzeniu AFIR Unii Europejskiej zawarto wymogi dotyczące całkowitej mocy ładowania, która ma być dostarczana na podstawie wielkości zarejestrowanej floty.

Globalnie średnia moc ładowania w publicznych stacjach ładowania na jeden pojazd elektryczny (LDV) wynosi około 2,4 kW na pojazd elektryczny. W Unii Europejskiej wskaźnik ten jest niższy i wynosi średnio około 1,2 kW na pojazd elektryczny. Korea ma najwyższy wskaźnik – 7 kW na pojazd elektryczny, mimo że większość publicznych ładowarek (90%) to ładowarki wolnoobrotowe.

Liczba pojazdów elektrycznych LDV przypadających na jeden publiczny punkt ładowania i kW na pojazd elektryczny LDV, 2022 r.

Otwarte

Liczba elektrycznych pojazdów dostawczych (LDV) na punkt ładowania kW ładowania publicznego na jeden elektryczny pojazd dostawczy (LDV)Nowa ZelandiaIslandiaAustraliaNorwegiaBrazyliaNiemcySzwecjaStany ZjednoczoneDaniaPortugaliaWielka BrytaniaHiszpaniaKanadaIndonezjaFinlandiaSzwajcariaJaponiaTajlandiaUnia EuropejskaFrancjaPolskaMeksykBelgiaŚwiatWłochyChinyIndieRPAChileGrecjaHolandiaKorea08162432404856647280889610400.61.21.82.433.64.24.85.466.67.27.8

• EV / EVSE (dolna oś)
• kW / EV (górna oś)

W regionach, w których ciężarówki elektryczne stają się coraz bardziej dostępne komercyjnie, ciężarówki elektryczne zasilane bateriami mogą konkurować pod względem całkowitego kosztu posiadania (TCO) z konwencjonalnymi ciężarówkami z silnikiem Diesla w coraz szerszym zakresie operacji, nie tylko miejskich i regionalnych, ale także w segmentach transportu regionalnego i dalekobieżnego. Trzy parametry, które decydują o czasie dotarcia do celu, to opłaty drogowe; koszty paliwa i eksploatacji (np. różnica między cenami oleju napędowego i energii elektrycznej, z którymi borykają się operatorzy ciężarówek, oraz obniżone koszty utrzymania); oraz dotacje CAPEX mające na celu zmniejszenie różnicy w początkowej cenie zakupu pojazdu. Ponieważ ciężarówki elektryczne mogą zapewniać te same operacje przy niższych kosztach cyklu życia (również w przypadku zastosowania stawki zniżkowej), to, w jakim stopniu właściciele pojazdów spodziewają się odzyskać początkowe koszty, jest kluczowym czynnikiem decydującym o zakupie ciężarówki elektrycznej lub konwencjonalnej.

Ekonomię pojazdów ciężarowych elektrycznych w zastosowaniach dalekobieżnych można znacznie poprawić, jeśli uda się obniżyć koszty ładowania poprzez maksymalizację wolnego ładowania „poza zmianą” (np. w nocy lub podczas innych dłuższych okresów przestoju), zawieranie umów na zakup hurtowy z operatorami sieci na ładowanie „w połowie zmiany” (np. w przerwach), szybkie (do 350 kW) lub ultraszybkie (>350 kW) ładowanie oraz eksplorację możliwości inteligentnego ładowania i komunikacji pojazd-sieć w celu uzyskania dodatkowego dochodu.

Elektryczne ciężarówki i autobusy będą w większości zasilane energią z ładowania poza zmianą. Będzie to realizowane głównie w prywatnych lub półprywatnych stacjach ładowania lub na publicznych stacjach na autostradach, często w nocy. Konieczna będzie rozbudowa stacji ładowania, aby obsłużyć rosnące zapotrzebowanie na elektryfikację pojazdów ciężarowych, co w wielu przypadkach może wymagać modernizacji sieci dystrybucyjnej i przesyłowej. W zależności od zapotrzebowania na zasięg pojazdu, ładowanie w stacjach będzie wystarczające do pokrycia zapotrzebowania na większość operacji autobusowych w miastach, a także w transporcie ciężarowym w miastach i regionach.

Przepisy nakazujące przerwy w pracy mogą również wyznaczać przedział czasowy na ładowanie pojazdu w trakcie zmiany, jeśli na trasie dostępne są opcje szybkiego lub ultraszybkiego ładowania: w Unii Europejskiej wymagana jest 45 minut przerwy po każdych 4,5 godzinach jazdy; w Stanach Zjednoczonych wymagane jest 30 minut przerwy po 8 godzinach jazdy.

Większość dostępnych na rynku stacji szybkiego ładowania prądem stałym (DC) umożliwia obecnie moc od 250 do 350 kW. Cel osiągnięty przez Radę Europejską i Parlament obejmuje stopniowy proces wdrażania infrastruktury dla ciężkich pojazdów elektrycznych począwszy od 2025 r. Najnowsze badania dotyczące zapotrzebowania na energię w regionalnych i dalekobieżnych operacjach transportu ciężarowego w USA i Europie wykazały, że do pełnego naładowania ciężarówek elektrycznych w ciągu 30–45 minut przerwy może być wymagana moc ładowania wyższa niż 350 kW, a nawet 1 MW.

Uznając potrzebę zwiększenia skali szybkiego ładowania lub ultraszybkiego ładowania jako warunku koniecznego do uczynienia operacji regionalnych, a w szczególności dalekobieżnych, technicznie i ekonomicznie opłacalnymi, w 2022 r. Traton, Volvo i Daimler utworzyły niezależną spółkę joint venture. Dzięki 500 milionom euro zbiorowych inwestycji od trzech grup producentów ciężkiego sprzętu, inicjatywa ma na celu wdrożenie ponad 1700 szybkich (300–350 kW) i ultraszybkich (1 MW) punktów ładowania w całej Europie.

Obecnie w użyciu jest wiele standardów ładowania, a specyfikacje techniczne dotyczące ultraszybkiego ładowania są w trakcie opracowywania. Zapewnienie maksymalnej możliwej konwergencji standardów ładowania i interoperacyjności dla ciężkich pojazdów elektrycznych będzie konieczne, aby uniknąć kosztów, nieefektywności i wyzwań dla importerów pojazdów i operatorów międzynarodowych, które powstałyby w wyniku podążania przez producentów rozbieżnymi ścieżkami.

W Chinach współtwórcy China Electricity Council i „ultra ChaoJi” CHAdeMO opracowują standard ładowania ciężkich pojazdów elektrycznych o mocy do kilku megawatów. W Europie i Stanach Zjednoczonych Międzynarodowa Organizacja Normalizacyjna (ISO) i inne organizacje opracowują specyfikacje dla systemu ładowania CharIN Megawatt Charging System (MCS) o potencjalnej mocy maksymalnej . Ostateczne specyfikacje MCS, które będą potrzebne do wprowadzenia systemu na rynek, spodziewane są w 2024 roku. Po otwarciu pierwszej stacji ładowania o mocy megawatów przez Daimler Trucks i Portland General Electric (PGE) w 2021 roku, a także po inwestycjach i projektach w Austrii, Szwecji, Hiszpanii i Wielkiej Brytanii.

Komercjalizacja ładowarek o mocy znamionowej 1 MW będzie wymagała znacznych inwestycji, ponieważ stacje o tak wysokim zapotrzebowaniu na moc będą generować znaczne koszty zarówno instalacji, jak i modernizacji sieci. Zmiana modeli biznesowych publicznych przedsiębiorstw energetycznych i regulacji sektora energetycznego, koordynacja planowania między interesariuszami oraz inteligentne ładowanie mogą pomóc. Bezpośrednie wsparcie poprzez projekty pilotażowe i zachęty finansowe mogą również przyspieszyć demonstrację i wdrożenie na wczesnym etapie. Niedawno opublikowane badanie przedstawia kluczowe kwestie projektowe dotyczące rozwoju stacji ładowania o mocy znamionowej MCS:

• Planowanie stacji ładowania w pobliżu zajezdni autostradowych, w pobliżu linii przesyłowych i podstacji, może być optymalnym rozwiązaniem pozwalającym na minimalizację kosztów i zwiększenie wykorzystania ładowarek.
• Kluczowe dla redukcji kosztów będzie „dopasowanie” połączeń z bezpośrednimi połączeniami do linii przesyłowych na wczesnym etapie, a tym samym przewidywanie zapotrzebowania na energię systemu, w którym znaczna część przewozów towarowych została zelektryfikowana, zamiast doraźnej i krótkoterminowej modernizacji sieci dystrybucyjnych. Będzie to wymagało ustrukturyzowanego i skoordynowanego planowania między operatorami sieci a deweloperami infrastruktury ładowania w różnych sektorach.
• Ponieważ połączenia systemów przesyłowych i modernizacja sieci mogą zająć od 4 do 8 lat, lokalizacja i budowa priorytetowych stacji ładowania będą musiały rozpocząć się jak najszybciej.

Rozwiązania obejmują instalację stacjonarnych magazynów energii i integrację lokalnych odnawialnych źródeł energii w połączeniu z inteligentnym ładowaniem, co może pomóc obniżyć zarówno koszty infrastruktury związane z podłączeniem do sieci, jak i koszty zakupu energii elektrycznej (np. umożliwiając operatorom ciężarówek minimalizację kosztów poprzez arbitraż zmienności cen w ciągu dnia, korzystanie z możliwości podłączenia pojazdu do sieci itp.).

Inne opcje zasilania elektrycznych pojazdów ciężarowych (HDV) to wymiana akumulatorów i elektryczne systemy drogowe. Elektryczne systemy drogowe mogą przesyłać energię do ciężarówki za pośrednictwem cewek indukcyjnych umieszczonych na drodze, połączeń przewodzących między pojazdem a drogą lub za pośrednictwem sieci trakcyjnej (napowietrznej). Sieci trakcyjne i inne dynamiczne opcje ładowania mogą być obiecujące w zakresie redukcji kosztów na poziomie systemu w procesie przejścia na bezemisyjne pojazdy ciężarowe do transportu regionalnego i dalekobieżnego, korzystnie wpływając na całkowite koszty kapitałowe i operacyjne. Mogą one również pomóc w zmniejszeniu zapotrzebowania na pojemność akumulatorów. Zapotrzebowanie na akumulatory można dodatkowo zmniejszyć, a ich wykorzystanie poprawić, jeśli elektryczne systemy drogowe zostaną zaprojektowane tak, aby były kompatybilne nie tylko z ciężarówkami, ale także z samochodami elektrycznymi. Jednak takie podejście wymagałoby konstrukcji indukcyjnych lub drogowych, które wiążą się z większymi przeszkodami w zakresie rozwoju technologii i projektowania oraz są bardziej kapitałochłonne. Jednocześnie elektryczne systemy drogowe stwarzają poważne wyzwania, podobne do tych w sektorze kolejowym, w tym większą potrzebę standaryzacji tras i pojazdów (co ilustruje przykład tramwajów i trolejbusów), kompatybilność transgraniczną w przypadku podróży długodystansowych oraz odpowiednie modele własności infrastruktury. Zapewniają one właścicielom ciężarówek mniejszą elastyczność w zakresie tras i typów pojazdów oraz wiążą się z wysokimi kosztami rozwoju, co wpływa na ich konkurencyjność w porównaniu ze standardowymi stacjami ładowania. Biorąc pod uwagę te wyzwania, takie systemy najskuteczniej byłyby wdrażane w pierwszej kolejności na intensywnie użytkowanych korytarzach towarowych, co wiązałoby się ze ścisłą koordynacją działań różnych podmiotów publicznych i prywatnych. Dotychczasowe demonstracje na drogach publicznych w Niemczech i Szwecji opierały się na inicjatywach zarówno podmiotów prywatnych, jak i publicznych. Rozważane są również apele o pilotażowe projekty elektrycznych systemów drogowych w Chinach, Indiach, Wielkiej Brytanii i Stanach Zjednoczonych.

Potrzeby ładowania pojazdów ciężarowych

Analiza Międzynarodowej Rady ds. Czystego Transportu (ICCT) sugeruje, że wymiana baterii w elektrycznych jednośladach w usługach taksówkarskich (np. taksówkach rowerowych) oferuje najbardziej konkurencyjny całkowity koszt posiadania (TCO) w porównaniu z punktowym ładowaniem pojazdów BEV lub ICE. W przypadku dostaw na ostatnim kilometrze za pomocą jednośladu, ładowanie punktowe ma obecnie przewagę TCO nad wymianą baterii, ale przy odpowiednich zachętach politycznych i skali, wymiana może stać się opłacalną opcją w pewnych warunkach. Ogólnie rzecz biorąc, wraz ze wzrostem średniego dziennego dystansu, elektryczny jednoślad z wymianą baterii staje się bardziej ekonomiczny niż pojazdy z punktowym ładowaniem lub pojazdy benzynowe. W 2021 roku powstało Konsorcjum Wymiennych Baterii Motocyklowych (Swappable Batteries Motorcycle Consortium), którego celem jest ułatwienie wymiany baterii w lekkich pojazdach, w tym jednośladach i trójkołowcach, poprzez współpracę w zakresie wspólnych specyfikacji akumulatorów.

Wymiana baterii w elektrycznych jednośladach zyskuje na popularności w Indiach. Obecnie na rynku indyjskim działa ponad dziesięć firm, w tym Gogoro, lider w dziedzinie technologii wymiany baterii i skuterów elektrycznych z siedzibą w chińskim Tajpej. Gogoro twierdzi, że jego baterie zasilają 90% skuterów elektrycznych w chińskim Tajpej, a sieć Gogoro obejmuje ponad 12 000 stacji wymiany baterii, obsługujących ponad 500 000 elektrycznych jednośladów w dziewięciu krajach, głównie w regionie Azji i Pacyfiku. Gogoro nawiązało współpracę z indyjską firmą Zypp Electric, która prowadzi platformę EV-as-a-Service dla dostaw ostatniej mili; wspólnie wdrażają 6 stacji wymiany baterii i 100 elektrycznych jednośladów w ramach pilotażowego projektu dostaw ostatniej mili między firmami w Delhi. Na początku 2023 roku firma pozyskała środki finansowe, które do 2025 roku przeznaczy na rozbudowę floty do 200 000 elektrycznych jednośladów w 30 indyjskich miastach. Sun Mobility ma długą historię wymiany baterii w Indiach, z ponad 100 stacjami wymiany w całym kraju dla elektrycznych jednośladów i trójkołowców, w tym e-riksz, we współpracy z partnerami takimi jak Amazon India. W Tajlandii również pojawiają się usługi wymiany baterii dla taksówek motocyklowych i kierowców dostawczych.

Choć najbardziej rozpowszechniona w Azji, wymiana akumulatorów w jednośladach elektrycznych rozprzestrzenia się również na Afrykę. Na przykład, rwandyjski start-up produkujący motocykle elektryczne prowadzi stacje wymiany akumulatorów, koncentrując się na obsłudze taksówek motocyklowych wymagających dużych dziennych zasięgów. Ampersand zbudował dziesięć stacji wymiany akumulatorów w Kigali i trzy w Nairobi w Kenii. Stacje te realizują blisko 37 000 wymian akumulatorów miesięcznie.

Wymiana akumulatora w jednośladzie lub trójkołowcu zapewnia korzyści finansowe

W szczególności w przypadku ciężarówek, wymiana akumulatora może mieć znaczące zalety w porównaniu z ultraszybkim ładowaniem. Po pierwsze, wymiana zajmuje niewiele czasu, co w przypadku ładowania kablowego byłoby trudne i kosztowne, ponieważ wymagałoby ultraszybkiej ładowarki podłączonej do sieci średniego i wysokiego napięcia oraz drogich systemów zarządzania akumulatorem i jego składu chemicznego. Unikanie ultraszybkiego ładowania może również wydłużyć pojemność, wydajność i żywotność akumulatora.

Usługa „Battery-as-a-Service” (BaaS), oddzielająca zakup pojazdu od zakupu akumulatora oraz zawierająca umowę leasingową na akumulator, znacznie obniża początkowy koszt zakupu. Ponadto, ponieważ pojazdy ciężarowe często korzystają z akumulatorów litowo-żelazowo-fosforanowych (LFP), które są trwalsze niż akumulatory litowo-niklowo-manganowo-kobaltowo-tlenkowe (NMC), doskonale nadają się do wymiany pod względem bezpieczeństwa i przystępności cenowej.

Koszt budowy stacji wymiany akumulatorów w ciężarówkach będzie jednak prawdopodobnie wyższy, biorąc pod uwagę większe rozmiary pojazdów i cięższe akumulatory, które wymagają więcej miejsca i specjalistycznego sprzętu do przeprowadzenia wymiany. Kolejną istotną barierą jest wymóg standaryzacji akumulatorów do określonego rozmiaru i pojemności, co producenci OEM ciężarówek prawdopodobnie postrzegają jako wyzwanie dla konkurencyjności, ponieważ konstrukcja i pojemność akumulatorów są kluczowym czynnikiem wyróżniającym producentów ciężarówek elektrycznych.

Chiny przodują w wymianie akumulatorów w ciężarówkach dzięki znaczącemu wsparciu politycznemu i wykorzystaniu technologii uzupełniającej ładowanie przewodowe. W 2021 roku chińskie Ministerstwo Infrastruktury i Technologii (MIIT) ogłosiło, że kilka miast będzie testować technologię wymiany akumulatorów, w tym wymiana akumulatorów w pojazdach ciężarowych (HDV) w trzech miastach. Dotyczy to niemal wszystkich głównych chińskich producentów ciężarówek, w tym FAW, CAMC, Dongfeng, Jiangling Motors Corporation Limited (JMC), Shanxi Automobile i SAIC.

Chiny są liderem w wymianie akumulatorów w ciężarówkach

Chiny są również liderem w wymianie akumulatorów w samochodach osobowych. We wszystkich rodzajach transportu, łączna liczba stacji wymiany akumulatorów w Chinach wyniosła prawie 3000 na koniec 2022 roku, czyli o 50% więcej niż na koniec 2021 roku. Firma NIO, produkująca samochody z funkcją wymiany akumulatorów i obsługujące je stacje wymiany, obsługuje więcej stacji niż w Chinach, deklarując, że sieć obejmuje ponad dwie trzecie powierzchni Chin kontynentalnych. Połowa stacji wymiany została zainstalowana w 2022 roku, a firma wyznaczyła sobie cel, aby do 2025 roku działać na całym świecie 4000 stacji wymiany akumulatorów. Stacje wymiany umożliwiają ponad 300 wymian dziennie, ładując jednocześnie do 13 akumulatorów z mocą 20–80 kW.

Firma NIO ogłosiła również plany budowy stacji wymiany akumulatorów w Europie, ponieważ modele samochodów z funkcją wymiany akumulatorów stały się dostępne na rynkach europejskich pod koniec 2022 roku. Pierwsza stacja wymiany akumulatorów NIO w Szwecji została otwarta w 2022 roku, a do końca 2022 roku otwarto dziesięć takich stacji w Norwegii, Niemczech, Szwecji i Holandii. W przeciwieństwie do NIO, którego stacje wymiany obsługują samochody marki NIO, stacje chińskiego operatora stacji wymiany akumulatorów Aulton obsługują 30 modeli samochodów 16 różnych producentów.

Wymiana akumulatorów może być szczególnie atrakcyjną opcją dla flot taksówek LDV, których działalność jest bardziej wrażliwa na czas ładowania niż w przypadku samochodów osobowych. Amerykański startup Ample prowadzi obecnie 12 stacji wymiany akumulatorów w rejonie Zatoki San Francisco, obsługując głównie pojazdy Ubera w ramach współdzielonych przejazdów.

Chiny są również liderem w wymianie akumulatorów w samochodach osobowych

Odniesienia

Wolne ładowarki mają moc znamionową mniejszą lub równą 22 kW. Szybkie ładowarki to ładowarki o mocy znamionowej powyżej 22 kW i do 350 kW. Terminy „punkty ładowania” i „ładowarki” są używane zamiennie i odnoszą się do poszczególnych gniazd ładowania, odzwierciedlając liczbę pojazdów elektrycznych, które można ładować jednocześnie. „Stacje ładowania” mogą mieć wiele punktów ładowania.

Proponowany akt AFIR, który wcześniej był dyrektywą, po formalnym zatwierdzeniu stałby się wiążącym aktem prawnym, określającym między innymi maksymalną odległość między ładowarkami zainstalowanymi wzdłuż sieci TEN-T oraz dróg głównych i drugorzędnych w Unii Europejskiej.

Rozwiązania indukcyjne są jeszcze odległe od wprowadzenia na rynek i muszą stawiać czoła wyzwaniom, jakim jest dostarczanie wystarczającej mocy przy prędkościach autostradowych.