Проблемы использования альтернативной энергии для транспорта

Альтернативные энергетические технологии проникли практически во все аспекты мира, в котором мы живем, и проложили тропу к переменам, в которых многие до сих пор не уверены. Это особенно касается альтернативной транспортной энергетики. Хотя, по данным 2018 года, доля дизельного топлива в топливном портфеле США по-прежнему составляет 93 %, новые виды энергии становятся все более доступными и мобильными в реальных условиях. От электромобилей до природного газа, от автомобилей на аккумуляторах до возобновляемых источников энергии и далее - прогресс в области транспортных средств, работающих на альтернативных источниках энергии, не за горами, и отрасль с невероятным оптимизмом смотрит в будущее устойчивых транспортных решений.

Примеры текущего состояния этих альтернатив можно найти на позиция Николы по использованию электромобилей в транспорте, жизнеспособность транспорта на КПГ, а также обзор biodiesel and renewable diesel. 

Среди воодушевления, вызванного альтернативными источниками энергии, тем не менее, существуют проблемы транспортной отрасли, которые обычно совпадают независимо от того, какой альтернативный источник энергии рассматривается. Это крупномасштабные проблемы, которые должны быть решены транспортной отраслью коллективно, чтобы сделать возможным широкое внедрение.

Четыре основные проблемы, которые создают барьеры для широкого принятия и использования технологий альтернативной энергии на транспорте, включают: 

• Высокая стоимость внедрения
• Инфраструктурные ограничения
• Проблемы стандартизации
• Информированность

Альтернативные топливные автомобили дороги

Новые технологии почти всегда требуют высокого уровня начальных капиталовложений. Технологии, находящиеся на ранних стадиях развития, почти всегда невероятно дороги в реализации. Как транспортные средства, использующие ее, так и сама энергия требуют капиталовложений со стороны различных заинтересованных сторон, искренне преданных цели. 

После того как будет достигнута окончательная версия технологии, потребуется дополнительное финансирование, чтобы сделать ее коммерчески доступной в масштабе. Это проявляется сначала в пилотных проектах, затем во внедрении технологии в образцовых условиях, что требует поддержки всех заинтересованных сторон. Только подтверждение в реальных условиях позволит продвинуть эти варианты в массовое производство. 

Например,  BYD имеет на дорогах большегрузные автомобили класса 8, но срок окупаемости по сравнению с грузовиками на дизельном топливе значительно выше.  Им потребуются государственные стимулы и финансирование для улучшения оборудования, чтобы выйти на рынок и конкурировать с традиционными видами энергии, такими как дизельное топливо.  

На высоком уровне экономическая жизнеспособность заключается в способности снизить текущие затраты на энергию, чтобы окупить затраты на оборудование альтернативных транспортных средств.  Простая модель выше показывает общие затраты на оборудование, техническое обслуживание и энергию на километр пробега. (Остаточная стоимость оборудования не включена. Стоимость обслуживания дизельного топлива составляет $0,17/мі.  Обслуживание CNG = дизельное топливо + $0,02/мі, обслуживание BEV = дизельное топливо - $0,01/мі).

Даже после широкого распространения эти новые технологии будут оставаться дорогими, пока на рынке не произойдет достаточное внедрение, чтобы сбалансировать спрос и предложение. 

Этот процесс создает петлю положительной обратной связи - высокие затраты сдерживают инвесторов, которые ждут, когда первые последователи начнут движение. Но и без первых последователей затраты остаются высокими. Даже в случае с наиболее широко используемыми альтернативами, раннее их применение исходит от нескольких первых участников, а широкое использование еще предстоит увидеть, если рассматривать его в масштабах всего транспортного ландшафта.

Зарядные станции и места заправки редки

Новые АГНКС были построены в 2014 году и достигли своего пика - 163. С тех пор количество новых станций снижается каждый год подряд. До 2018 года зарегистрировано всего 30 новых станций, а в 2019 году - 11. Инфраструктура в области водородных топливных элементов и электромобилей еще не развита.

Поскольку внедрение новых транспортных энергетических технологий является относительно медленным процессом, создание адекватной инфраструктуры для их поддержки, в свою очередь, требует времени. На сегодняшний день инфраструктура остается одной из самых серьезных проблем, с которыми сталкивается транспортная отрасль при полном внедрении аккумуляторных батарей, водородных топливных элементов, КПГ, СПГ и других видов топлива.

Может быть трудно мотивировать развитие заправочных станций в больших масштабах, когда транспортные средства, использующие эту технологию, еще не получили широкого распространения. Кроме того, убедить грузоотправителей или перевозчиков приобретать трансмиссии, не имеющие широкого доступа к энергии, необходимой для работы, также нелегко. 

Это возвращает нас к вопросу стоимости, когда в теории игр возникает вопрос о том, кто первым будет инвестировать в инфраструктуру. Если отрасль сможет коллективно взять на себя обязательства по развитию инфраструктуры, выгода для всех сторон будет максимальной. Это не означает, что инфраструктура находится в застое. 

Некоторые организации работают над тем, чтобы смягчить этот сценарий "курица или яйцо", например Nikola Motors которая стремится не только предоставить транспортное средство, но и создать инфраструктуру.  

Стандартизированная генерация энергии затруднена для OEM-производителей

Каждый год новые достижения в области топлива и оборудования делают альтернативную энергетику более эффективной и идеальной для внедрения в реальные приложения. Однако при этом возникают различные проблемы. Как корпорациям идти в ногу со временем? Кажется, что новейшая модель выпускается еще до того, как предыдущая технология успевает закрепиться на рынке.

Для борьбы с коротким жизненным циклом новых технологий необходимо сотрудничество в области стандартизации. Отрасль должна решить, "к чему мы подключаемся?" и "как мы можем подключиться к существующему оборудованию?" 

Производителям необходимо найти решения, которые не потребуют от потребителей - будь то грузоотправители, перевозчики или другие компании - заново вкладывать средства при каждом изменении технологии.Например, многие телематические программы и большая часть современных технологий, связанных с транспортными средствами, перешли от самого оборудования к облачным технологиям, поэтому обновления могут производиться по воздушно-волновой технологии, что избавляет от необходимости инвестировать в следующую модель из года в год.

Эта проблема особенно актуальна для электромобилей и грузовиков. Такие компании, как Tesla, BYD и Daimler имеют модели с уникальными возможностями, но каждая из них предлагает различные требования к зарядке и, следовательно, требует различной энергетической инфраструктуры. Если бы они были стандартизированы, проблема инфраструктуры была бы сведена к минимуму. 

Альтернативные технологии часто неправильно понимают

Хотя финансовые, экономические и политические аспекты легко указать в качестве проблем из-за их количественной природы, простое понимание того, как работает каждая технология, планы действий по внедрению, обучение водителей грузовиков и их влияние на отрасль должны быть приоритетными. Если инвесторы и ключевые игроки в сфере альтернативной энергетики не будут обладать соответствующей информацией и образованием, вероятность того, что они вступят в игру, значительно снизится - если вообще снизится.

Как заявила Элизабет Фретхайм, руководитель отдела развития бизнеса компании Nikola Motors, в предыдущем интервью об электромобилях, "технология будет жизнеспособной с точки зрения бизнеса", а не просто как мера по обеспечению устойчивости.Однако изменить эту точку зрения в сознании грузоотправителей и перевозчиков очень непросто.

Кроме того, просвещение общественности, чтобы способствовать ее принятию и уменьшить необоснованные страхи, поможет облегчить участие в новых программах. Поскольку речь идет о технологиях, с которыми население будет непосредственно взаимодействовать на дороге, их поддержка имеет огромную силу, когда речь идет о принятии риска и инвестировании в новые технологии. 

Без спроса на прозрачность устойчивых цепочек поставок со стороны потребителей товаров, трудно мотивировать организации на преодоление проблем, изложенных здесь. 

Как преодолеть проблемы для технологии альтернативной энергии

Хотя эти проблемы очень реальны и затрагивают транспортную отрасль в целом, их не невозможно преодолеть. Многие организации стремятся противостоять каждой из них. Инвестиции растут, и отдельные компании заявили о своей приверженности заказывая новое оборудование, объявляя о перспективных планах и сокращая текущее использование ископаемых видов топлива.

Растет сотрудничество, поскольку все члены транспортного сообщества преследуют одну и ту же цель: оставаться экономически и функционально жизнеспособными независимо от того, как будет выглядеть энергетический ландшафт через десять лет. Поэтому можно с уверенностью сказать, что отрасль как осознает эти проблемы, так и объединится для их преодоления в будущем.