27. 09. 2022
|
emovio.cz logo

Jak dobít elektrický náklaďák? Kabelem, který snese tři megawatty

Zkoušky standardu MCS v americké laboratoři NREL (foto NREL/CharIN)
Zkoušky standardu MCS v americké laboratoři NREL (foto NREL/CharIN)

Na veletrhu v norském Oslu byl poprvé v praxi představen nový standard nabíjecích stanic pro elektromobily. Rychlonabíjecí Megawatt Charging System (MCS). Může pracovat s proudem až 3 000 A při napětí 1 250 V.

U nákladních vozů plánovaný přechod na elektřinu „bolí“ podstatně více než u vozů osobních. Spotřeba náklaďáků je výrazně větší než u osobních vozů a jejich prostoje navíc relativně krátké: auto, které stojí, totiž nevydělává. Majitele osobních vozů počítají s tím, že na svých vozech ztratí (nebo na to alespoň raději nemyslí), dopravní společnosti ale takovou možnost samozřejmě nemají.

Přitom ani z „rychlonabíječky“ s výkonem 150, výhledově třeba 350 kilowattů ovšem velký elektrický náklaďák při nejlepší za půl hodiny nenabijete. Jejich spotřeba se pohybuje nad 100 kilowatthodin na 100 kilometrů (u osobního auta v průměru kolem 20 kWh). A tak by takové auto muselo nejméně každé dvě hodiny zajíždět ke stojanu.

Objevují se různé nápady, jak problém vyřešit. Některé jsou inovativní, technicky zajímavé – a minimálně jeden je prostě „silový“. Pochází z dílny organizace CharIN, kterou založila v roce 2015 skupina firem, mezi nimiž nejznámější jsou německé automobilky Audi, BMW, Daimler, Opel, Porsche a Volkswagen. Cílem je vývoj standardů pro elektrickou dopravu, a na svědomí má například elektrický dobíjecí standard CCS.

V roce 2018 dostala skupina úkol vyvinout standard i pro dobíjení těžkých užitkových vozidel. Po zhruba čtyřech letech vývoje a testů byl letos konečně předveden funkční prototyp nového systému MCS. Stalo se tak na elektromobilním sympoziu EVS35 v Oslu, které proběhlo v polovině června. K vidění byl systém na nabíječce Alpitronic a elektrickém nákladním vozidle Scania, které se v ukázce dobíjelo zhruba výkonem jednoho megawattu. To má přitom být jen začátek.

Systém MCS je totiž navržen pro maximální proud 3 000 A při napětí až 1 250 V, což znamená potenciální špičkový výkon 3 750 kW (3,75 MW). To je o řád více než 350-500 kW konektoru CCS Combo, který byl použit jako základ pro vývoj MCS.

Společnost CharIN uvádí, že MCS je „založen na celosvětově sladěných požadavcích a technické specifikaci pro vývoj požadavků na celosvětový standard“. Jinak řečeno je navržen tak, aby byla co největší naděje, že bude přijat celosvětově jako standard dobíjení pro nákladní vozidla, autobusy a potenciálně i pro další odvětví, včetně námořnictví, letectví, důlního průmyslu nebo zemědělství.

CharIN nehledalo úplně nové řešení: konstrukce konektoru vychází ze standardu CCS. Kromě dvou hlavních nabíjecích kontaktů obsahuje svazek i čtyři kabely komunikační a jeden zemnicí. Standard má plnit všechny relevantní bezpečnostní normy (bezpečnost při dotyku, ochrana před rušením atd.) a také zpětnou kompatibilitu s CCS přes adaptér.

Nabízí i možnost automatického zapojování, protože do budoucna se počítá s robotickými nabíjecími stanicemi. Součástí standardu je i možnosti „obráceného“ dobíjení, tedy z vozu do sítě (označuje se podle anglické názvu jako V2X).

Zveřejnění konečné verze normy MCS se očekává v roce 2024. Členové CharIN (kterých je dnes cca 280) mají ovšem už konce tohoto roku, tedy roku 2022, představovat své produkty, které tento megawattových nabíjecí systém využívají.

Součástí standardu MCS nemá být jen jednotný konektor, ale podle CharIN také „společná dohoda o jednom a stejném umístění konektoru MCS na všech nákladních vozidlech po celém světě“. Všichni výrobci, kteří by přistoupili k tomu standardu by měly instalovat nabíjecí vstup na levé přední straně, aby se zjednodušily požadavky na dobíjecí infrastrukturu – tedy aby se všechny nabíječky pro nákladní vozy mohly vyrábět podle jednotného mustru. A také to zjednoduší již zmiňované automatické dobíjení v budoucnosti.

V Německu již členové CharIN testují MCS v reálném provozu. Konsorcium zainteresovaných partnerů z průmyslu a výzkumných ústavů již v Německu zahájilo pilotní projekt HoLa, jehož cílem je vyzkoušet megawattové nabíjení pro dálkovou nákladní dopravu v reálných podmínkách a získat více informací o tom, jaké požadavky nový megawattový dobíjecí standard klade na rozvodnou síť.

Právě tady bude systém nejspíše narážet na opravdu vážné potíže. Provozovatelé benzínových stanic už dnes leckdy narážejí na problémy s distributory elektřiny při zavádění rychlonabíjecích stanic standardu CCS. Což teprve ve chvíli, kdy budou chtít připojit k sítí nabíjecí body s desetkrát větším odběrem.

Náklaďáky pod dráty

Jak jsme zmínili, zkoušky standardu MCS se mají provádět v Německu. Ve stejné zemi už v současné době probíhá i test jiného přístupu k elektrifikaci nákladní dopravy: systému, který dodává elektřinu nákladním vozidlům za jízdy pomocí drátů natažených nad vozovkou a pantografu namontovaného na kabině, a to na takzvané eHighway jižně od Frankfurtu.

Do projektu se zapojil také Siemens a Autobahn GmbH, vládní agentura, která má v gesci německé dálnice. Krátké úseky elektrifikovaných silnic jsou také ve spolkových zemích Šlesvicko-Holštýnsko a Bádensko-Württembersko. Technologie byla vyzkoušena ve Švédsku a v roce 2017 na kilometrovém úseku poblíž přístavu v Los Angeles.

Úseky dálnic vybavené nadzemním vedením v Německu jsou zatím krátké – asi pět kilometrů dlouhé v obou směrech dálnice poblíž Frankfurtu. Jejich účelem je vyzkoušet, jak systém funguje v běžném každodenním provozu při přepravě skutečného zboží. Pokud se je stále malý: do konce roku má systémy v Německu používat zhruba 20 nákladních vozidel.

Hasso Grünjes, který dohlíží na zapojení společnosti Siemens do projektu, uvedl, že by mělo smysl nejprve elektrifikovat silně frekventované trasy, jako je například trasa mezi nizozemským přístavem Rotterdam a Duisburgem v průmyslovém srdci Německa nebo dálnice spojující německé přístavy Hamburk a Lübeck.

Množství nákladních vozidel vlastně nedělá nic jiného, než že jezdí mezi těmito destinacemi tam a zpět. Dopravní společnosti, které tyto trasy využívají, by ušetřily peníze za palivo – jejich největší náklady. Investice do nákladních vozidel se střešními pantografy by tedy z jejich hlediska byly snadno ospravedlnitelné.

Podle údajů společnosti Siemens by čtyři tisíce kilometrů elektrifikovaných dálnic stačilo pro pokrytí potřeba 60 % německé kamionové dopravy.

Někdo ovšem musí zaplatit investice do infrastruktury. Náklady na elektrifikace za jeden kilometr dálnice se odhadují na 2,5 milionu eur (tedy zhruba 63 milionů korun). Elektrifikace zmíněných klíčových úseků dálnic by tak vyšla zhruba na 10 miliard euro (cca 250 mld. korun).

Je to levné?

Německé ministerstvo životního prostředí, které financuje výstavbu tří pokusných elektrifikovaných dálnic v Německu, porovnává výsledky se studiemi nákladních vozidel využívajících vodíkové palivové články a nákladních vozidel využívajících baterie. Uvedlo, že o tom, kterou technologii podpoří, se rozhodne někde v příštích letech, snad v roce 2025. (Toto datum bylo ovšem uváděno před rukou invazí na Ukrajinu, takže uvidíme, co s ním její následky udělají.)

Zatím to pro elektrické dálnice nevypadá špatně. „Četné studie dospěly k závěru, že nákladní vozy s nadzemním vedením jsou i přes vysoké náklady na infrastrukturu nákladově nejefektivnější variantou,“ uvedlo nedávno spolkové ministerstvo životního prostředí.

Zároveň však v odpovědi na nedávné otázky novinářů uvedlo, že se musí počítat se stále klesající cenou baterií. „O tom, která technologie nebo kombinace technologií převáží, rozhodnou v konečném důsledku celkové náklady na infrastrukturu, vozidla a energii,“ uvedlo ministerstvo.

Vláda je opatrná z pochopitelné obavy, že daňoví poplatníci zaplatí elektrifikované dálnice, aby se vzápětí zjistilo, že automobilový průmysl dává od technologie ruce pryč. Nebo že rychle zastarává.

Podobné články

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna.

Oblíbené články

Témata