Los desafíos de electrificar una flota de camiones pesados

Los desafíos de electrificar una flota de camiones pesados

Redacción.- La ecologización del transporte de mercancías por carretera es uno de los desarrollos más seguidos de los últimos años y los próximos, ya que los países tienen como objetivo alcanzar sus objetivos de emisiones que incluyen en gran medida la eliminación completa de las emisiones de los vehículos, incluidos los camiones.

Si bien la carrera para construir un automóvil de pasajeros libre de emisiones y la infraestructura para respaldarlo ha pasado desde sus primeras etapas, no se puede decir lo mismo sobre la carrera para construir un camión verdaderamente verde, así como la infraestructura que lo acompaña.

Aún así, los legisladores no han soltado el acelerador en términos de presión para reducir las emisiones totales de los vehículos en la carretera. La Comisión Europea (CE) presentó su paquete ‘Fit-for-55’ que delineó la hoja de ruta del bloque hacia un futuro verde en julio de 2021. Si bien es un cambio bienvenido, especialmente en términos de convertirlo en un reglamento, en lugar de ser una directiva, podría quedarse corto para presionar a los fabricantes y otros por igual a desarrollar y adoptar vehículos libres de emisiones.

Especialmente a medida que se avecinan desafíos para pasar potencialmente a una flota de camiones totalmente eléctricos.

Impulsando la evolución eléctrica hacia adelante

Las dos tecnologías fundamentales que, por ahora, están destinadas a impulsar la revolución verde dentro del transporte de mercancías por carretera: vehículos eléctricos y camiones impulsados ​​por hidrógeno. Ninguna de las tecnologías ha impulsado todavía camiones internacionales de largo recorrido, han aparecido en el mercado algunos más pequeños que funcionan con baterías.

Por ejemplo, PACCAR, la empresa matriz de DAF, el fabricante de camiones con sede en Europa, ha declarado recientemente que ya tiene 450 pedidos de sus camiones eléctricos a batería. Según el director ejecutivo de la compañía, Preston Feight, los pedidos de la compañía se han distribuido en términos de su uso en la carretera, incluidos los pedidos de servicio mediano y pesado.

“En cualquier lugar donde haya aplicaciones urbanas, donde esté corriendo 200 millas (321 kilómetros) y regrese por la noche para que tenga tiempo para recargar, esos son los lugares adecuados para los sistemas eléctricos de batería de hoy y lo estamos haciendo en Europa y América del Norte ”, dijo Feight durante la llamada de resultados del segundo trimestre de 2021 de la compañía con analistas.

La gama de camiones de servicio pesado y mediano de Volvo incluye seis modelos, incluido el Volvo FH Electric, el equivalente al FH, el camión de largo recorrido con motor diésel. El modelo eléctrico cuenta con una autonomía de hasta 300 kilómetros, con una capacidad de batería de entre 180 y 540 kWh y un peso bruto combinado (GWC) de hasta 44 toneladas. Comparativamente, el FH con motor diésel, que lleva la misma GWC, se puede optimizar para tener un alcance de hasta 1.000 kilómetros.

Pequeño suministro

Eso no es para desacreditar a los camiones que funcionan con baterías como el FH; después de todo, las ciudades de Europa se vuelven cada vez más estrictas sobre qué tipos de vehículos pueden ingresar al centro de las ciudades, por ejemplo, tener un camión eléctrico será útil más temprano que tarde. . Además, diversas aplicaciones, como hacer recorridos entre puertos o almacenes fuera de la ciudad y tiendas físicas. Con una lista fija de destinos e infraestructura de carga disponible, estos camiones eléctricos podrían eclipsar a sus equivalentes diésel, no solo en términos de beneficios ambientales, sino también en costos operativos más bajos.

Aún así, el transporte por camión de larga distancia sigue siendo un desafío difícil para los vehículos eléctricos. Por ejemplo, reemplazar la flota de Girteka Logistics de más de 8,000 camiones con camiones eléctricos con su capacidad actual de rango limitaría severamente el rango de operaciones del transportista, especialmente porque se extiende por Europa, Escandinavia, Rusia y la CEI, así como Asia Central. Incluso si hipotéticamente sería una opción viable hacerlo, el problema también volvería al hecho de que podría no haber suficientes baterías para sostener una gran renovación de la flota.

Elon Musk de Tesla, tuiteó en marzo de 2021 que la producción del Semi sería muy limitada debido a las limitaciones de «suministro de células a corto plazo», ya que la escasez de baterías «hace que sea difícil de escalar Semi. Esta limitación será menos onerosa el próximo año ”, agregó. El punto se reiteró una vez más durante el anuncio de los resultados financieros del segundo trimestre de 2021 de la compañía, ya que Tesla indicó que «debido a la disponibilidad limitada de celdas de batería y los desafíos de la cadena de suministro global, hemos cambiado el lanzamiento del programa de camiones semi a 2022».

Sin embargo, el fabricante de automóviles pionero no es el único preocupado por el suministro de baterías. “Cada vez más, creo que existe un temor entre las compañías de automóviles y las compañías de baterías de que no podrán obtener suficientes materias primas”, Keith Phillips, director ejecutivo (CEO) de Piedmont Lithium, un productor de litio, uno de los componentes de las baterías de automóviles eléctricos actuales, dijo a NPR. Como resultado, los fabricantes de automóviles, incluidos los «tradicionales» como BMW y Volkswagen, han anunciado acuerdos para comprar la materia prima directamente a las empresas mineras, eludiendo a los proveedores. «Por lo tanto, están retrocediendo y buscando adquirir la materia prima por su cuenta», señaló Phillips.

¿Esperan días mejores? 

Con las baterías de iones de litio actuales, aparentemente hay un límite a su potencial. Como resultado, una parte justa del capital se destina a la investigación y el desarrollo de baterías de estado sólido, que son más densas en energía, lo que da como resultado un mayor alcance y, en teoría, una carga más rápida.

Las baterías de estado sólido aún no son el santo grial. Primero tienen que superar varios problemas, incluida la capacidad de ampliarse para producirse en masa para uso comercial.

Incluso entonces, la principal preocupación de estas baterías es el hecho de que son inestables. «Una batería de metal de litio se considera el santo grial de la química de la batería debido a su alta capacidad y densidad de energía», dijo Xin Lin, profesor asociado de ciencia de materiales en la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas (SEAS) de Harvard John A. Paulson. citado por The Harvard Gazette. El profesor, quien en mayo de 2021 anunció que él y su equipo de investigadores pudieron finalizar el diseño de una batería estable, de metal de litio y de estado sólido, señaló que tales baterías son “fundamentalmente diferentes de las de electrolito líquido comercial de litio. batería de iones «.

Los investigadores lograron alcanzar los 10. 000 ciclos de carga y descarga, lo que podría aumentar la vida útil de los vehículos eléctricos en comparación con los automóviles con motor de combustión interna (ICE) entre 10 y 15 años. Además, la batería podría cargarse completamente en entre 10 y 20 minutos. Aún así, Li advirtió que sea cauteloso ya que «escalarlo a la batería comercial no será fácil y todavía hay algunos desafíos prácticos, pero creemos que se superarán».

QuantumScape, un desarrollador de baterías de estado sólido, recapitulando sus resultados del segundo trimestre de 2021, comentó en una carta a los inversores que el fabricante ha hecho y comenzado a probar una celda de batería de 10 capas, además de avanzar en su línea de fabricación pre-piloto en San José, California. Sin embargo, la compañía actualmente planea fabricar sus baterías comercialmente listas entre 2024 y 2025. En una sesión de preguntas y respuestas separada, cuando se le preguntó si el mayor desafío era la multicapa de la batería o el escalado de la fabricación, el CEO de la compañía Jagdeep Singh declaró que «ambos son elementos importantes en diferentes escalas de tiempo». El desarrollador de la batería busca finalizar el diseño y probar su batería de estado sólido de 12 capas, que se prevé que sea la variante comercial en 2022.

Escalabilidad

La pregunta, en términos de aplicar la nueva batería a la industria del transporte por carretera, es la misma que la de la tecnología actual: ¿podría ampliarse lo suficiente para abastecer completamente a un sector que depende de millones de camiones en todos los continentes?.

Solo en la UE, 4,3 millones de vehículos comerciales estaban presentes en las carreteras en 2018, según los datos de Eurostat . Teniendo en cuenta el crecimiento continuo de la industria, sería una apuesta bastante segura suponer que las cifras solo han aumentado desde diciembre de 2019, cuando Eurostat actualizó los datos por última vez. La integración de un vehículo comercial en una flota de miles de camiones no es tarea fácil, especialmente porque un operador como Girteka Logistics ha invertido continuamente en sus procesos para mejorar la eficiencia no solo del proceso de transporte de mercancías por carretera, sino también del mantenimiento y la integración. de procesos de vehículos.

Saber que un hipotético fabricante de vehículos eléctricos, con camiones que están a la altura de sus homólogos diésel actuales, podrá entregar muchos camiones en un período de tiempo razonable, justificaría invertir en la integración de camiones a batería. A pesar de su obvia ventaja debido al hecho de que tienen menos partes móviles en los compartimentos del motor y de la caja de cambios, lo que facilita el proceso de mantenimiento en general, aún deben recibir mantenimiento. Con un enfoque digital para la gestión de flotas, la principal preocupación será qué tan fácil será poner las piezas en el rompecabezas operativo, sin siquiera abordar los posibles problemas relacionados con la infraestructura de carga, que aún no se ha desarrollado adecuadamente en los aparcamientos de Europa.

Fotos: Girteka Logistics

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