운영 데이터는 트럭 전기화의 도전과 기회를 보여줍니다.

 서문 ：

트럭 전기화는 제로 배출 운송을 달성하기위한 중요한 과제로 남아 있습니다. 중국의 61,598 개의 전기 트럭의 연간 운영 데이터를 바탕 으로이 연구에 따르면 전기 트럭 채택률은 디젤 차량보다 상당히 낮습니다. 배달 트럭의 23%와 세미 트레일러의 30%만이 디젤 상대방을 일대일로 완전히 대체 할 수 있습니다. 평균적으로 3.8 개의 전기 배달 트럭 또는 3.6 개의 전기 세미 트레일러가 디젤 차량 1 개를 교체해야합니다. 교체 가능한 디젤 차량의 경우 전기 트럭은 비용을 15%-54%, 수명주기 카본 배출량을 1%-49%줄일 수 있습니다. 사용 패턴을 최적화하고 배터리 에너지 밀도를 높이고 충전 인프라를 개선함으로써 전기화 타당성을 크게 향상시킬 수 있습니다. 2030 년까지 중국의 전기 트럭은 디젤 차량보다 낮은 탄소 배출량을 달성 할 것으로 예상됩니다.

운송에서 이산화탄소 배출량을 줄이는 것은 탄소 중립을 달성하는 데 중요하며, 도로 운송으로 인한 전 세계 CO2 배출량의 약 30%를 차지하고 있습니다. 함대 전기 화는 미국 및 유럽과 같은 지역이 중장비 트럭의 전기 화를 가속화하기위한 목표를 세웠습니다. 그러나 중국에서는 전기 트럭 (ET) 판매 성장률이 부진하여 2021 년에 새로 등록 된 트럭의 1.5%만이 전기 자동차와 버스보다 훨씬 낮습니다. ETS의 시장 채택은 주로 범위 제한, 배터리 용량이 부족하며 충전 인프라가 부적절하기 때문에 신중합니다. ETS의 수명주기 탄소 감소 가능성은 여전히 불확실합니다. 이 연구는 중국의 60,000 개가 넘는 ETS의 연간 운영 데이터를 활용하여 ETS의 실제 비용 효율성 및 배출 감소 혜택을 평가할 수있는 전기화 타당성의 지표로서 "우선 순위 그룹 비율"및 "교체 속도"를 제안합니다. 이 연구는 사용 패턴을 최적화하고, 배터리 기술을 개선하며, 충전 시설을 강화하면 ETS의 비용 효율성 및 배출 감소 잠재력을 크게 향상시켜 미래의 트럭 전기 화가 이니셔티브에 대한 귀중한 통찰력을 제공 할 수 있습니다.

전기 및 디젤 트럭의 사용 패턴 차이 ：

이 연구는 2021 년 중국에서 61,598 개의 전기 트럭 (ETS)과 55,411 개의 디젤 트럭의 대규모 운영 데이터 분석을 기반으로 한 전기 트럭이 디젤 상대에 비해 사용 강도가 상당히 낮다는 것을 보여줍니다. 대부분의 전기 자동차는 디젤 트럭이 기록한 일일 마일리지의 42% -75% 만 달성하며 (그림 1) 많은 사람들이 배터리 용량을 완전히 활용하지 못합니다. 주요 제약 조건에는 배터리 용량이 제한, 범위 불안 및 작업 할당 차이가 포함됩니다. 일부 대형 전기 트럭은 빈번한 충전을 통해 범위 문제를 완화하지만 전체 활성 여행은 디젤 차량보다 적은 수준으로 유지됩니다. 이 연구에 따르면 디젤 트럭의 약 16% -48%가 전기 대안, 특히 23%의 경량 배달 트럭 및 30%의 중대 반 트럭으로 일대일을 대체 할 수 있습니다.

                                                                                               
그림 1. 전기 트럭 함대의 차량 재고 및 사용 패턴

개별 전기와 디젤 트럭 간의 배출 및 비용 비교 ：   

비용과 탄소 배출량은 트럭 전기 화의 효과를 평가하기위한 핵심 지표입니다. 전기 트럭은 배터리 생산 배출량이 높고 운전 범위가 제한되어 8%에서 37% 사이의 수명주기 방출 감소와 함께 휠에서 바퀴로의 CO2 감소를 보여줍니다 (그림 2). 2030 년 이후 중국의 전원 공급 장치가 더 깨끗 해짐에 따라 대부분의 전기 트럭 (ETS)은 배출 감소를 70%에서 91%로 달성 할 것으로 예상됩니다. 비용 측면에서, 5 가지 범주의 전기 트럭에 대한 총 소유 비용 (TCO)은 이미 디젤 차량을 능가했으며 12%에서 37%까지 절약되었습니다. 우선 그룹 전기 트럭은 특히 TCO가 15% ~ 54% 감소하고 높은 사용 강도와 연료 비용 감소를 통해 CO2 배출량이 1% ~ 49% 감소합니다.

그림 2. 수명주기 CO2 차량 당 전기 트럭 및 디젤 트럭의 총 소유 비용

사용량을 최적화하여 함대 전기 효과 향상 ：

연구에 따르면 디젤 트럭을 전기 자동차 (ETS)로 "일대일"교체하면 제한된 수의 차량에 대해서만 가능합니다. 현재 사용 패턴에서는 일반적으로 1 개의 디젤 트럭을 3.8 전기 배달 트럭 또는 3.6 전기 반 트레일러로 교체해야하므로 대부분의 ET 함대가 비용이나 수명주기 CO2 장점을 잃게됩니다 (그림 3). 사용량을 최적화하면 전기화 효과를 향상시킬 수 있습니다. 예를 들어, 배터리 활용을 85%로 늘리면 대부분의 함대의 49%를 넘어 일대일 교체 속도를 높여 교체 비율이 크게 줄어 듭니다. 예를 들어, 조명 배달 트럭의 대체율은 3.8에서 2.0으로 떨어지면서 총 소유 비용 (TCO) 및 이산화탄소 균형을 달성합니다. 활성 여행이 증가하면 전기 트럭의 타당성이 향상됩니다. 전기 세미 트레일러의 중대성에 대한 최적화 잠재력은 제한되어 있으며, 더 나은 비용 효율성과 배출 감소 이점을 제공하기 위해 더 높은 에너지 밀도 배터리와 같은 기술 발전이 필요합니다.

그림 3. 정규화를 이용한 함대의 교체 속도

미래의 트럭 차량 전기 화 혜택 향상 ：

최적화는 현재 전기 트럭 (ETS)의 잠재력을 보여 주면서 특히 배터리 및 충전 시스템에서 기술 발전의 중요한 중요성을 강조합니다. 배터리 에너지 밀도를 220WH/kg으로 증가시킴으로써 우선 순위 그룹 비율은 모든 함대에서 70%를 초과 할 수 있습니다. 대단한 세미 트레일러의 경우이 비율은 36%에서 87%로 증가하여 교체 빈도가 크게 줄어들면서 총 소유 비용과 수명주기 CO2 배출량을 줄입니다.

(그림 4). 쓰레기 트럭과 같은 수요가 적은 차량의 경우 배터리 개선은 제한된 이점을 제공합니다. 현재 기술 하에서 배터리 용량을 늘리면 범위가 향상되지만 페이로드 감소에는 트레이드 오프가 필요합니다. 대형 세미 트레일러는 배터리 용량을 50% 증가시켜 11% CO2 감소와 25% 비용 절감을 달성하면서 페이로드를 7% 줄입니다. 배터리 교환을 통해 더 많은 절단 전력 소비량을 25% 늘려면 미래의 중장비 세미 트레일러가 디젤 차량으로 비용 패리티를 달성 할 수 있습니다. 지속 가능한 전기를 채택하는 것은 전기 자동차의 수명주기 CO2 배출을 줄이는 데 중요하며, 대부분의 함대는 상당한 감소를 달성합니다. 미래의 전략은 총 소유 비용 (TCO) 및 탄소 감소의 공동-이익을 극대화하기 위해 함대 특성에 맞춰진 차별화 된 개선 접근법을 채택해야합니다.

그림 4. 다양한 시나리오에서 전기 트럭의 미래 전기 화 효과

요약::

수명주기 모델링 및 민감도 분석을 통해이 연구는 전력 소비 감소가 전기 트럭 (ETS)의 총 소유 비용 (ETS)을 1.2%-3.1%낮추고 COS 배출량을 4.9%-7.6%감소시킬 수 있음을 보여줍니다. 배터리 저하는 TCO와 배출량을 크게 증가 시키지만 그 영향은 전력 최적화보다 덜 영향을 미칩니다. 낮은 운영 효율성은 계속해서 전기화의 주요 장벽이되어 활용률 향상이 중요합니다. 우선 순위 그룹 분석에 따르면 고용량 ET가 비용 절감 및 배출 감소 모두에서 이중 혜택을 얻을 수 있습니다. 정책 인센티브는 캘리포니아의 HVIP 프로그램에서 볼 수 있듯이 구매 가격 차이의 80%를 포괄하는 동시에 Tesla Semi의 장거리 운송에서 경제적 생존력을 지원하는 데 중요한 역할을합니다. 중국은 범위 불안과 작업 할당 문제를 해결하기 위해 인프라에 더 투자해야합니다. 이 연구는 정책 분석을 보조하여 정제 된 분석을 통해 전기화 의사 결정에서 빅 데이터의 중요성을 강조합니다. 미래의 기술 발전과 청정 에너지 통합은 실질적으로 ET 채택률을 높여 저탄소 전환을위한 실행 가능한 경로를 열어 줄 것입니다.