Para veículos elétricos comerciais médios e pesados, a adoção de uma nova tecnologia depende muito de seu custo em relação às alternativas. Um novo relatório do Laboratório Nacional de Energia Renovável (NREL) busca identificar as condições para quando os caminhões comerciais elétricos a bateria ou a célula de combustível oferecem vantagens econômicas em relação aos caminhões a diesel tradicionais, examinando uma métrica principal – o custo total de propriedade (TCO).
Durante anos, os caminhões médios e pesados apresentaram desafios únicos para a descarbonização do setor de transporte. Por um lado, esses veículos devem suportar um uso anual significativamente maior do que um carro pessoal. Em média, os tratores comerciais da classe 8 podem esperar viajar 120.000 milhas por ano. Além disso, os veículos comerciais são extremamente pesados, variando de veículos de entrega de Classe 4 de 14.000 libras a tratores de Classe 8 que transportam até 80.000 libras. Ao todo, os caminhões médios e pesados respondem por 26% do uso nacional de combustível – apesar de representarem apenas 4% da população total de veículos – e as emissões de gases de efeito estufa dos caminhões médios e pesados continuam a aumentar a uma taxa mais rápida do que emissões de veículos leves nos Estados Unidos. No entanto, as novas tecnologias de trem de força oferecem um caminho para a descarbonização desse segmento crítico de veículos.
“Análise espacial e temporal do TCO para tratores de classe 8 e caminhões de entrega de pacotes de classe 4” compara seis tecnologias de trem de força de caminhão para quantificar seu TCO e identificar cenários operacionais onde cada tecnologia pode ter uma vantagem econômica. Os conjuntos de propulsão analisados incluem diesel convencional, diesel híbrido elétrico, plug-in híbrido elétrico, gás natural comprimido, célula de combustível elétrica e bateria totalmente elétrica.
“Nosso objetivo era fornecer uma comparação quantitativa de vários motores para destacar as implicações potenciais ao longo da vida de cada tecnologia”, disse Chad Hunter, principal autor do relatório e ex-pesquisador do NREL. “Esta análise descobriu que os grupos motopropulsores elétricos a hidrogênio e a bateria poderiam ter um TCO competitivo já em 2025, mesmo para veículos Classe 8, que são notoriamente difíceis de descarbonizar.”
Este estudo de TCO quantifica os custos indiretos – por exemplo, o custo da capacidade de carga perdida devido a um trem de força mais pesado ou o custo do tempo de permanência gasto no reabastecimento ou recarga – juntamente com os custos diretos de compra, manutenção, abastecimento ou carregamento e condução de um veículo . Compreender esses custos indiretos é fundamental para compreender todas as implicações econômicas de uma mudança em direção ao transporte de emissão zero.
A T3CO: uma abordagem de modelagem de TCO integrada e flexível
A pesquisa aproveitou a estrutura de modelagem do Custo Total de Propriedade da Tecnologia de Transporte (T3CO) do NREL, que permite avaliações niveladas dos custos do ciclo de vida completo de veículos comerciais avançados. T3CO combina o poder de duas ferramentas NREL existentes, o Future Automotive Systems Technology Simulator (FASTSim) e o modelo de Avaliação de Cenário e Análise de Regionalização (SERA), para levar em conta o desempenho variado e requisitos econômicos para veículos médios e pesados.
“O custo total de propriedade é uma das métricas mais críticas para a adoção em massa de veículos comerciais eletrificados”, disse Alex Schroeder, gerente do grupo de Infraestrutura de Veículos e Carregamento Avançado da NREL. “Reconhecemos que as tecnologias e operações de veículos comerciais continuarão a evoluir e buscamos propositalmente tornar o T3CO flexível, extensível, integrado e aberto. Muitas contribuições das partes interessadas informaram seu desenvolvimento e estamos entusiasmados em vê-lo evoluir e crescer continuamente parcerias. ”
T3CO apresenta uma abordagem integrada de ponta a ponta para avaliar todos os custos e permitir comparações consistentes entre tecnologias e vocações.
Um futuro para a descarbonização de veículos pesados
Usando o novo modelo T3CO, os pesquisadores do NREL avaliaram todos os custos diretos e indiretos para cada tecnologia de trem de força para três profissões de caminhão diferentes: Longo curso Classe 8 (alcance de 500-750 milhas), Curto curso Classe 8 (alcance de 300 milhas), e entrega de pacotes Classe 4 (alcance de 120 milhas). Para aprofundar a análise, os pesquisadores compararam os trens de força em vários intervalos de tempo para ilustrar como as reduções nos preços da bateria e do hidrogênio são fundamentais para acelerar a eletrificação de veículos de porte médio e pesado.
“Nossa pesquisa indica que o gerenciamento de custos de reabastecimento e recarga deve ser um foco importante para pesquisas e desenvolvimento futuros”, disse Hunter. “Os preços da eletricidade e do combustível de hidrogênio são fatores centrais para o TCO dos caminhões elétricos com bateria e célula de combustível avaliados neste relatório.”
No NREL, a plataforma de pesquisa de Pesquisa Avançada em Sistemas Integrados de Energia (ARIES) apoiará P&D para alcançar esses avanços tecnológicos e reduções de custos.
“Um dos resultados importantes deste estudo é que ele nos ajuda a aprimorar futuras prioridades de pesquisa”, disse Schroeder. “A plataforma ARIES que está sendo estabelecida no NREL é expressamente projetada para fornecer carregamento em escala de megawatts econômica e abastecimento de hidrogênio de alto rendimento.”
Publicado em 24/09/2021 19h55
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