Pojazdy ciężkie stanowią duży problem dla włodarzy Unii Europejskiej. Samochody ciężarowe i autobusy odpowiadają dziś za około jedną czwartą emisji w transporcie drogowym Wspólnoty. W przeciwieństwie do samochodów osobowych o wiele trudniej znaleźć dla nich napędową alternatywę, równie dobrą co dopracowany, sprawdzony ale niezbyt przyjazny środowisku silnik Diesla. Jednak kierunek zrównoważonego transportu został obrany, a to implikuje zmiany.

Dwutlenek węgla to substancja, która prawie podzieliła Europę. Dążenie do dekarbonizacji stało się mantrą powtarzaną prawie że do znudzenia. Jednak jest to kierunek nieunikniony, a transport jest wyraźnym symbolem tych zmian. W transporcie lekkim spektrum pomysłów na ograniczenie emisji substancji szkodliwych (w tym przede wszystkim dwutlenku węgla) jest szerokie. Najskuteczniejszym wydaje się być elektromobilność, ale oparta na czysto elektrycznych samochodach. Do tego można jeszcze dorzucić zieloną energię i wszyscy są zadowoleni!? Prawie, bo problem pojawia się w przypadku transportu ciężkiego.

Temat tabu

Transport profesjonalny jest jak przysłowiowy krwioobieg. To dzięki niemu markety budowlane, sklepy spożywcze, serwisy oraz inne instytucje mają niezbędne materiały do funkcjonowania. W Polsce transport drogowy określany jest mianem czwartek siły, która ma znaczący wpływ na PKB. Dodatkowo mamy największą flotę pojazdów ciężkich na Starym Kontynencie. Jest to nowoczesna flota oparta silnikach Dieslach, ale w dalszym ciągu są to silniki spalinowe.

Temat dekarbonizacji transportu ciężkiego, mimo swojej wagi, jest w dużej mierze pomijany. Dlaczego? Wszystko przez fakt, że obecnie nie ma technologii, która jest w stanie w szybki sposób zastąpić silniki o zapłonie samoczynnym. Tworzenie hybryd Diesla z instalacjami gazowymi (CNG i LNG) to tylko rozwiązanie ewolucyjne, które przynosi ograniczone korzyści ekologiczne. Rozwiązaniem nie są też pojazdy elektryczne. Ich małe zasięgi i długi czas ładowania znacząco wydłużyłyby czas dostawy a na to rynek nie może sobie pozwolić. Co więc pozostaje? Potencjalnym rozwiązaniem byłby wodór. Jednak w tym momencie jest za mało punktów jego tankowania, tak samo jak samych pojazdów. Konkluzja? Diesel jest niezastąpiony – przynajmniej na razie.

Nowe wytyczne

Unia Europejska świadoma wad, mimo wszystko próbuje wypromować elektryczne pojazdy ciężkie. Jednak, aby osiągnąć sukces konieczne są zdecydowane działania. Z tego względu wydane zostały zalecenia dla operatorów transportowych, organów regulacyjnych sektora energetycznego i interesariuszy infrastruktury ładowania.

Z dokumentu „ELECTRIFYING EU CITY LOGISTIC” wynika, że w tym procesie istotne jest, obliczenie zarówno kosztów energii elektrycznej (ceny energii), jej dostaw (koszty sieci), jak też podatków i opłat. Oznacza to, że główną rolę w zmianie trendów napędowych odegrają operatorzy, którzy na własnej skórze będą musieli wypracować optymalne zarządzanie energią.

W dokumencie zapisano również, że „w przypadku mniejszej floty elektrycznych pojazdów ciężarowych optymalizacja pod kątem zużycia energii elektrycznej przez „magazyn” może być stosunkowo łatwa”. Dla większych flot przeprowadzono natomiast symulacje.

Na potrzeby analiz przyjęto flotę pojazdów na 10 pojazdów – czterech ciągników siodłowych i sześciu samochodów ciężarowych z nadwoziem sztywnym. Symulowano dla niej średnie dzienne zapotrzebowanie na energię. Okazało się, że wartość ta wynosi około 1100 kilowatogodzin (kWh). Brano jednak pod uwagę również możliwe zużycie energii na poziomie 750 kWh i 1350 kWh. W efekcie różnych prób, 90 proc. symulowanych przypadków wykazywało dzienne zużycie energii pomiędzy 900 kWh a 1 250 kWh.

Na tej podstawie i założeniu nawiązania współprac między operatorami logistycznymi, a operatorami energii, opracowano dwa potencjalne scenariusze:

– Pierwszy scenariusz zakłada ładowanie nocne od godz. 22:00 (moc 22 kW) wspomagane ładowaniem okazjonalnym. Analiza rzeczywistych danych operacyjnych wykazała, że po powrocie pojazdu na bazę (po zakończeniu trasy) następuje wystarczający okres bezczynności, aby umożliwić ładowanie. Aby uniknąć zakłóceń w eksploatacji, ładowanie pomiędzy przejazdami (poza bazą) ograniczono do jednej godziny. Ładowanie nocne rozpoczęłoby się o godzinie 22:00.

­– Drugi scenariusz zakłada ładowanie nocne rozpoczynające się o północy, o mocy 43 kW (zwiększona moc w okresie nocnym przy zachowaniu racjonalnych cen). Wyższa moc ładowania modelowana w tym scenariuszu jest konieczna, aby zrekompensować brak ładowania okazjonalnego i późniejszy czas rozpoczęcia ładowania.

Wyniki przedstawione na poniższej grafice wskazują, że moc ładowania mieści się w przedstawionym zakresie z prawdopodobieństwem 95 proc. Każdy dodatkowy ładowany samochód ciężarowy zwiększa zapotrzebowanie na moc o 22 kW (dla pierwszego scenariusza ładowania).

Konieczna reforma

Przedstawione scenariusze są ciekawe i w teoretyczny sposób przedstawiają możliwości wykorzystania elektrycznej floty ciężkiej. To jednak nie jedyny problem, który został poruszony w raporcie. Zauważono w nim również potrzebę reformy taryf sieciowych, które w tym momencie stanowią lwią część kosztów związanych z ładowaniem. Dodatkowo zaznaczono, że w całym procesie mogą pomóc lokalni włodarze, którzy mogą znieść ograniczenia czasu dostaw dla samochodów elektrycznych.

Nie zapomniano również o infrastrukturze, która w przypadku aut elektrycznych jest kluczowa. „Zintegrowane planowanie infrastruktury transportowej i energetycznej nie może czekać. Przy planowaniu infrastruktury ładowania dla elektrycznych pojazdów ciężarowych o dużej ładowności należy od początku uwzględnić i zoptymalizować koszty integracji z siecią” – napisano w dokumencie.

Bez zmian, pozostanie Diesel

Prawda jest jednak taka, że bez zachęt i konkretnych zalet zelektryfikowanego transportu, firmy np. spedycyjne nie zrezygnują szybko ze sprawdzonego Diesla, który oferuje zasięgi na poziomie. 1,5 tys. km. Choć przy wykorzystaniu pojazdów elektrycznych zakłada się oszczędności do 15 000 euro rocznie (przy wspomnianej flocie 10 pojazdów) przy projektowaniu optymalnych scenariuszy ładowania w oparciu o szacunki łącznych kosztów ładowania i korzystania z sieci, to nadal pozostaje kwestia czasu dostaw. W transporcie, zwłaszcza międzynarodowym w dużej mierze liczy się czas. Ciągłość dostaw jest nader istotna. Wydłużanie tego procesu może nie tylko podnieść ceny usług, ale też spowolnić działania wielu sektorów gospodarek. Z tego względu konieczne są przemyślane działania i liczne analizy. W cytowanym dokumencie jasno podkreślono, że „kluczowe jest ładowanie ciężarówek w nocy w zajezdni. Operatorzy logistyczni powinni jednak nadal badać, czy uzupełnienie ładowania nocnego o ładowanie w ciągu dnia mogłoby obniżyć koszty”. Dodano również, że „taryfy sieciowe są głównym czynnikiem wpływającym na koszty magazynów logistycznych, dlatego nie wystarczy tylko ładować ciężarówki, gdy energia elektryczna jest tania”. Z tego względu „pilnie potrzebna jest reforma regulowanych taryf sieciowych w celu wprowadzenia opłat, które odzwierciedlają rzeczywiste koszty i warunki sieci, takich jak stawki zmienne w czasie”. Jeżeli by się to udało, to elektryfikacja logistyki miejskiej i sektora transportu ma szanse nastąpić o wiele wcześniej.

Maciej Gis