Studie untersucht Kostenwettbewerbsfähigkeit emissionsfreier Lkw

Melden Sie sich an für Tägliche Nachrichten-Updates von CleanTechnica per E-Mail. Oder Folgen Sie uns auf Google News!

Technischer Fortschritt, unterstützende Richtlinien und Infrastrukturinvestitionen senken die Kosten und fördern die Einführung von Technologien

Mittelschwere und schwere Nutzfahrzeuge (MHDVs) machen nur 5 % der Fahrzeuge auf der Straße in den Vereinigten Staaten aus, sind aber für 21 % der verkehrsbedingten Treibhausgasemissionen verantwortlich. Die Reduzierung der MHDV-Emissionen ist von entscheidender Bedeutung, um die Auswirkungen des Klimawandels abzumildern und die Luftqualität zu verbessern. Eine Lösung bieten emissionsfreie Fahrzeuge (Zero Emission Vehicles, ZEVs) – wie Batterie-Elektrofahrzeuge (EVs) und Wasserstoff-Brennstoffzellen-Elektrofahrzeuge (FCEVs).

Während die Prognose der künftigen Technologieeinführung komplex ist und viele Faktoren die Entscheidungen der Verbraucher beeinflussen, spielen wirtschaftliche Aspekte eine Schlüsselrolle bei der Auswahl von Technologien für Nutzfahrzeuganwendungen. Eine aktuelle Studie des National Renewable Energy Laboratory (NREL) untersuchte, wie sich die Gesamtkosten des Fahrens emissionsfreier und Diesel-MHDVs im Laufe der Zeit in verschiedenen Szenarien von heute bis 2050 entwickeln könnten.

„Dank kontinuierlicher Verbesserungen bei Fahrzeugen und Kraftstoffen werden ZEVs schnell kommerziell nutzbar und erreichen möglicherweise bis 2035 in allen Marktsegmenten die gleichen Gesamtkosten für das Fahren oder besser als Dieselfahrzeuge“, sagte Catherine Ledna von NREL, eine Entscheidungsunterstützungsanalystin, die die Studie leitete .

Ein vollständiger Übergang zum ZEV-Verkauf bis 2035 würde bis 2050 zu einer Reduzierung der Emissionen um 65 % im Vergleich zu 2019 führen. Anreize wie die Steuergutschriften für den emissionsfreien MHDV-Kauf ermöglicht über die 2022 Inflation Reduction Act (IRA) Dadurch werden die Gesamtkosten für die Steigerung der Wettbewerbsfähigkeit weiter beschleunigt und die Emissionsreduzierung um bis zu 70 % vorangetrieben.

Die Ergebnisse der NREL-Studie werden in einer aktuellen Studie detailliert beschrieben iScience Zeitschriftenartikel-“Bewertung der Gesamtkosten für die Wettbewerbsfähigkeit emissionsfreier Lkw„– von Matteo Muratori, Arthur Yip, Paige Jadun und Christopher Hoehne von Ledna und NREL sowie Kara Podkaminer vom US-Energieministerium.

Den Weg für emissionsfreie MHDVs ebnen

Der Weg zu emissionsfreien MHDVs wird durch verschiedene vorgeschlagene und bestehende Maßnahmen unterstützt, darunter Richtlinien, die von erhöhten Luftqualitäts- und Treibhausgasemissionsstandards bis hin zu Steuergutschriften für ZEV-Käufe sowie Investitionen in Forschung und Entwicklung für ZEV-Technologien und Infrastruktureinsätze reichen. Beispielsweise sieht die IRA Steuergutschriften von bis zu 40.000 US-Dollar für den Kauf qualifizierter sauberer Fahrzeuge, einschließlich Elektro- und FCEVs, sowie Anreize für die Lade- und Betankungsinfrastruktur vor. In jüngerer Zeit hat die US-Umweltschutzbehörde dies getan schlug strengere Vorschriften für Treibhausgasemissionen vor für MHDVs der Modelljahre 2027 bis 2032.

TEMPO: Das richtige Modellierungswerkzeug für den Job

Im Mittelpunkt der Studie standen NRELs Transport-, Energie- und Mobilitätspfadoptionen (TEMPO^TM) Modell, das Flaggschiffmodell des Labors für branchenweite Transportenergiesysteme. Das Forschungsteam nutzte TEMPO, um abzuschätzen, wie sich die Gesamtkosten für das Fahren von MHDVs in einer Reihe von Szenarien entwickeln könnten, darunter Technologiekosten und -fortschritt, Kraftstoffkosten und Richtlinien, wobei auch Neufahrzeugkäufe, Lagerumschlag, Fahrzeugaktivität, Energieverbrauch usw. berücksichtigt wurden. und Treibhausgasemissionen.

„Während neuere Studien die wirtschaftliche Wettbewerbsfähigkeit und technische Machbarkeit emissionsfreier MHDVs in einem oder mehreren spezifischen Marktsegmenten bewertet haben, war unsere Studie einzigartig in ihrer Betrachtung der Gesamtkosten für die Förderung der Wettbewerbsfähigkeit, der Akzeptanz, des Energieverbrauchs und des Flottenumsatzes alle „MHDV-Anwendungen“, fügte Ledna hinzu.

Die Analyse von NREL erfasste Unterschiede in der Fahrzeugnutzung und im Energieverbrauch in verschiedenen MHDV-Marktsegmenten, die unterschiedliche technische und wirtschaftliche Anforderungen haben, die zu Unterschieden in der Kostenwettbewerbsfähigkeit der ZEV-Technologien führen. Ein typisches Beispiel: Die MHDV-Flotte des Landes umfasst Fahrzeuge mit einem Gewicht von 10.000 Pfund bis über 33.000 Pfund und einer Fahrstrecke von weniger als 10.000 bis mehr als 200.000 Meilen pro Jahr.

Fokus auf technologischen Fortschritt und Anreize

Heutzutage machen ZEVs einen kleinen Teil der bestehenden MHDVs aus und stehen kurzfristig vor Hindernissen wie hohen Anschaffungskosten, begrenzter Lade- oder Tankinfrastruktur und logistischen Herausforderungen bei der Flottenumstellung.

„Dank der jüngsten technologischen Fortschritte und Investitionen in saubere Fahrzeuge sind Elektrofahrzeuge für einige Anwendungsfälle bereits zu einer praktikablen Lösung geworden“, sagte Muratori von NREL, ein leitender Ingenieur für Transport- und Energiesysteme. „Es wird einige Jahre dauern, bis ZEVs in allen Segmenten und Anwendungen kostenmäßig mit Diesel konkurrieren können, aber wir sind auf dem richtigen Weg und die EV-Technologie hat im letzten Jahrzehnt schnellere Fortschritte gemacht als erwartet.“

Der NREL-Studie zufolge variiert der Zeithorizont, in dem ZEVs hinsichtlich der Gesamtfahrkosten mit Dieselfahrzeugen konkurrenzfähig werden, je nach Fahrzeugklasse und Marktsegment. Die Kombination aus Kapitalkosten, Betriebskosten und zurückgelegten Fahrzeugmeilen bestimmt im Allgemeinen, wann eine ZEV-Technologie Parität erreicht. Bei allen Fahrzeuganwendungen erreicht mindestens eine ZEV-Technologie vor 2035 die Gleichstellung mit Diesel.

Diese Studie zeigt, dass ZEVs bis zum Jahr 2032 (und in vielen Fällen schon vorher) bei leichten bis mittelschweren (Klasse 3) und mittelschweren (Klasse 4–6) Lastkraftwagen die gleichen Gesamtkosten wie Dieselfahrzeuge erreichen, was auf einen Batterierückgang zurückzuführen ist Kosten. Bis 2035 erreichen Elektrofahrzeuge mit kürzerer Reichweite und einer elektrischen Reichweite von 150 bis 300 Meilen die Parität in den Kurzstrecken- und Regionalmarktsegmenten, in denen die täglich zurückgelegten Fahrzeugmeilen geringer sind und der Bedarf an größeren, teureren Batterien geringer ist. Schwere Lkw (Klassen 7–8) und Lkw, die längere Strecken zurücklegen (Transportentfernung über 500 Meilen), erreichen nach 2030 die Gleichheit.

IRA-Anreize beschleunigen die Einführung von Technologien und Emissionseinsparungen

Mit der IRA-Steuergutschrift für den Fahrzeugkauf erreichen ZEVs – insbesondere Elektrofahrzeuge – in wesentlich kürzeren Zeiträumen die gleichen Gesamtkosten wie Dieselfahrzeuge.

Die meisten Fahrzeuge der leichten bis mittleren Klasse erreichen bis 2026 die gleichen Gesamtkosten für das Fahren, was dazu führen könnte, dass zwischen 2023 und 2032 zusätzlich 700.000 Fahrzeuge der leichten bis mittleren Klasse verkauft werden, 48 Milliarden Fahrzeugmeilen von ZEVs zurückgelegt werden und die Kohlendioxidemissionen an den Abgasen eingespart werden . Mittlerweile erreichen die meisten mittelgroßen Fahrzeuge bis 2023 oder 2024 die Gesamtkostenparität, was zu zusätzlichen 1,1 Millionen verkauften Fahrzeugen, 81 Milliarden von ZEVs zurückgelegten Fahrzeugmeilen und Einsparungen bei den Kohlendioxid-Ausstoßemissionen von 73 Millionen Tonnen führt. Bei schweren Fahrzeugen erreichen die Kurzstreckenmarktsegmente zwischen 2027 und 2030 Parität (im Vergleich zu 2034 ohne Anreize). Die schweren Regional- und Fernverkehrsmarktsegmente erreichen im Jahr 2034 weiterhin die Gleichheit, wobei FCEVs auf Basis der Gesamtfahrkosten weiterhin die wettbewerbsfähigsten sind.

„IRA-Anreize beschleunigen die Zeit, in der ZEVs die Gesamtkostenparität erreichen, erheblich und ermöglichen so eine Markteinführung in naher Zukunft“, sagte Muratori. „Bis 2050 führt ein schneller Übergang zu ZEVs zu erheblichen Reduzierungen der Treibhausgasemissionen – 65 % im Vergleich zum Niveau von 2019 ohne Anreize und 70 % mit Steuergutschriften für den Fahrzeugkauf durch die IRA.“

Erfahren Sie mehr über NRELs nachhaltige Transport- und Mobilitätsforschung. Melden Sie sich für den vierteljährlichen Transport- und Mobilitätsforschungs-Newsletter von NREL an. Nachhaltige Mobilität ist wichtigum über die neuesten Nachrichten auf dem Laufenden zu bleiben.

Von Julia Thomas, Energieministerium, NREL