TRUCKS
TRUCKS
În ultimii ani, îmbunătățirile aduse tehnologiei bateriilor au permis extinderea transportului electric. Dar care sunt tendințele majore și inovațiile din domeniu și ce vor însemna pentru camioanele de mare tonaj?
Bateriile sunt nucleul electromobilității, iar fiecare îmbunătățire – ca performanță, preț sau fiabilitate – grăbește tranziția către un transport exclusiv electric. S-au înregistrat deja progrese semnificative într-un interval de timp relativ scurt.
Primele baterii litiu-ion comerciale au fost lansate în 1991, dar prețul și capacitatea lor permiteau să fie utilizate doar la aparate electrocasnice. Situația s-a schimbat rapid când prețul a început să scadă, astfel încât au devenit curând o opțiune viabilă pentru autoturisme și apoi pentru camioanele de mare tonaj. Din 2010, costul a scăzut de la 1.400 USD pe kWh până la 140 USD pe kWh în 2023 – așadar, cu 90%.
Succesul lor s-a datorat în special inventării bateriei LCO (oxid de litiu cobalt) în 1980 și principiului revoluționar al utilizării litiului ca material pentru catod. Acesta a dublat imediat densitatea energiei bateriilor existente. De atunci, componența chimică a bateriilor a devenit tot mai bună, ducând la creșterea capacității energetice, duratei de viață, siguranței și performanței acestora.
În 2001, au apărut bateriile NMC (nichel mangan cobalt), a căror popularitate în industria auto a crescut rapid, deoarece ofereau o densitate a energiei mult mai mare și o stabilitate termică bună. Acum, însă, au devenit predominante bateriile LFP (litiu fier fosfat). Acestea au o densitate a energiei mai mică decât bateriile NMC, dar sunt mai bune în privința siguranței, duratei de viață, costurilor și impactului asupra mediului.
Sunt în curs de dezvoltare numeroase noi tehnologii: în ceea ce privește creșterea densității energiei, se pun mari speranțe în bateriile cu stare solidă. Aceasta înseamnă înlocuirea electrolitului lichid cu un material solid, cum ar fi ceramica sau polimerii solizi, fiind stocată astfel mai multă energie într-o baterie mai mică și mai ușoară. Iar pentru camioanele electrice, înseamnă o autonomie mai mare. Totuși, când sunt utilizați electroliți solizi, rezistivitatea bateriei este mai mare decât în cazul unui electrolit lichid. Prin urmare, trebuie depășite câteva provocări legate de viteza încărcării și degradarea performanței cu timpul. În schimb, tehnologia oferă un mare potențial de reducere a limitărilor bateriilor litiu-ion, fapt pentru care continuă să fie dezvoltată. Toyota, de exemplu, își propune să înceapă producția comercială de vehicule electrice cu baterie cu stare solidă până în 2027.
Cealaltă tendință care stimulează îmbunătățirea bateriei este nevoia de soluții mai ieftine și mai sustenabile. Aici, bateriile sodiu-ion sunt o opțiune promițătoare. În prezent, acestea au cam jumătate din densitatea energiei unei baterii litiu-ion, dar și un preț cam tot pe jumătate, așa că tehnologia lor poate fi o soluție bună în cazul unui consum energetic mai mic. Deoarece conțin sodiu, una dintre cele mai ieftine și mai accesibile substanțe de pe planetă, impactul lor asupra mediului este, de asemenea, mult mai mic decât cel al bateriilor litiu-ion.
Bateriile sunt nucleul electromobilității, iar fiecare îmbunătățire – ca performanță, preț sau fiabilitate – grăbește tranziția către un transport exclusiv electric.
Principala provocare este scăderea costului camioanelor electrice, la care va contribui mult utilizarea unor baterii mai ieftine. Totuși, cerințele proprietarilor de camioane diferă de la un domeniu la altul. În ceea ce privește camioanele de cursă lungă, ne propunem să oferim aceeași flexibilitate a utilizării ca în cazul celor diesel. În curând, vor fi disponibile camioane electrice cu o autonomie de 600 km. Dacă distanța parcursă este mai mare, camionul trebuie reîncărcat pe traseu: iar reîncărcarea poate dura câteva ore.
Cred că vom vedea o diversificare în domeniu, datorită utilizării unor tehnologii diferite pentru baterii, în funcție de tipul activității de transport desfășurate. Poate că bateriile sodiu ion vor fi folosite tot mai mult în transportul pe distanțe mai scurte, unde nu este necesară o autonomie mare, cum ar fi distribuția urbană. Iar bateriile cu stare solidă vor fi folosite în transportul de cursă lungă – dacă se va reuși perfecționarea tehnologiei respective.
În orice caz, cercetarea și dezvoltarea intensivă a acestor tehnologii sunt în plin avânt. Numeroși actori globali – inclusiv companii de tehnologie, producători industriali și instituții publice – au investit deja masiv în dezvoltarea și îmbunătățirea tehnologiilor pentru baterii. Nu vom vedea neapărat o descoperire cu adevărat revoluționară, ca prima baterie oxid de litiu cobalt, dar vom constata că tehnologia se dezvoltă și devine tot mai bună pe zi ce trece.
Pentru a afla mai multe despre bateriile camioanelor electrice, citiți 7 mituri despre bateriile camioanelor electrice. Pentru a afla mai multe despre reutilizarea bateriilor vechi în scopul reducerii impactului lor asupra mediului, citiți Cum capătă bateriile camioanelor electrice o a doua viață
În ultimele decenii, au fost create și îmbunătățite diverse tipuri de baterie, fiecare având propriile avantaje și dezavantaje. Bateria optimă pentru un anumit vehicul depinde de nevoile și condițiile de exploatare ale acestuia. În prezent, există șase tipuri principale de baterii:
O invenție revoluționară a chimistului englez John B. Goodenough, care a pus bazele dezvoltării viitoare a bateriei litiu-ion. Totuși, durata de viață relativ scurtă și stabilitatea termică scăzută au limitat utilizarea acestei baterii la electrocasnice. Iar conținutul ridicat de cobalt crește costul și impactul bateriei asupra mediului.
Capacitate energetică: 150 – 200 Wh/kg
Cicluri de exploatare: 500 – 1.000
Eliberare termică (temperatura de la care celulele bateriei se încălzesc incontrolabil, continuarea utilizării lor fiind astfel riscantă): 150 °C
Create în 1996, bateriile LFP oferă o mai bună siguranță și stabilitate termică decât bateriile LCO, precum și un ciclu de viață mai lung. De asemenea, sunt mai ieftin de produs și mai bune pentru mediu, deoarece nu conțin cobalt. Deși capacitatea lor energetică este relativ scăzută în comparație cu alte tipuri de baterii, sunt utilizate tot mai mult la vehicule electrice.
Capacitate energetică: 90 – 120 Wh/kg
Cicluri de exploatare: peste 2.000
Eliberare termică: 270 °C
Bateriile LMO, comercializate pentru prima dată în 1996, oferă o bună stabilitate termică și siguranță, sunt mai ieftin de produs și au un impact mai mic asupra mediului în comparație cu cele pe bază de cobalt. Oferă rate mari de descărcare, dar au o densitate a energiei relativ scăzută și un ciclu de viață scurt. De aceea, sunt potrivite pentru mașini electrice, mașini hibride și biciclete electrice.
Capacitate energetică: 100 – 150 Wh/kg
Cicluri de exploatare: 300 – 700
Eliberare termică: 250 °C
Create în 2001, bateriile NMC oferă un echilibru bun între densitatea energiei și siguranță, fapt pentru care sunt utilizate cel mai frecvent în industria vehiculelor electrice de astăzi. Densitatea mare a energiei înseamnă o autonomie mai mare, deci această baterie este optimă pentru camioanele de cursă lungă. În schimb, din cauza costului de producție ridicat și a impactului asupra mediului, producătorii de automobile preferă să folosească baterii LFP mai ieftine, chiar dacă au o densitate mai mică a energiei.
Capacitate energetică: 150 – 220 Wh/kg
Cicluri de exploatare: 1.000 – 2.000
Eliberare termică: 210 °C
Bateriile NCA au o densitate mare a energiei, un ciclu de viață lung și o capacitate excelentă de a se încărca rapid. Totuși, prezintă un risc mai mare de eliberare termică, mai ales la temperaturi ridicate sau la supraîncărcare. Sunt utilizate la unele vehicule electrice de înaltă performanță, dar cu anumite limitări, din motive de siguranță.
Capacitate energetică: 200 – 260 Wh/kg
Cicluri de exploatare: 500
Eliberare termică: 150 °C
Bateriile LTO sunt unul dintre cele mai sigure tipuri de baterie litiu-ion de pe piață, având o stabilitate termică excelentă. Se pot încărca rapid și au o durată mare de viață. De aceea, sunt avantajoase pentru vehiculele electrice care trebuie reîncărcate rapid și frecvent, cum ar fi cele utilizate în transportul public. În schimb, au o capacitate energetică mică și un cost de producție ridicat.
Capacitate energetică: 50 – 80 Wh/kg
Cicluri de exploatare: 3.000 – 7.000
Eliberare termică: 280 °C
Surse: Battery University, Elements, Dragonfly, Flash Battery
