W ostatnich latach ulepszenia w technologii akumulatorów umożliwiły dynamiczny wzrost transportu elektrycznego. Jakie jednak będą kolejne wielkie trendy i innowacje w tej dziedzinie i jaki wpływ będą one miały na branżę samochodów ciężarowych?
Akumulatory stanowią podstawę elektromobilności, a każde udoskonalenie — niezależnie od tego, czy chodzi o wydajność, cenę czy niezawodność — przyspiesza przejście na transport elektryczny. W stosunkowo krótkim czasie udało się już osiągnąć znaczący postęp.
Pierwsze komercyjne baterie litowo-jonowe trafiły na rynek w 1991 roku, ale ich cena i pojemność ograniczały ich zastosowanie wyłącznie w elektronice użytkowej. Szybko się to jednak zmieniło, gdy ich cena gwałtownie spadła, dzięki czemu stały się one realnym rozwiązaniem dla samochodów osobowych, a następnie samochodów ciężarowych. Od 2010 r. koszt spadł z 1400 USD za kilowatogodzinę do 140 USD za kilowatogodzinę w 2023 r. – co stanowi redukcję o 90%.
Przełomowym momentem było wynalezienie w 1980 roku akumulatorów LCO (litowo-kobaltowo-tlenkowych) i rewolucyjna zasada wykorzystania litu jako materiału katodowego. Spowodowało to natychmiastowe podwojenie gęstości energii w istniejących bateriach. Od tego czasu udoskonalano różne rodzaje składu chemicznego akumulatorów, co doprowadziło do udoskonalenia pojemności energetycznej, żywotności, bezpieczeństwa i wydajności.
W 2001 roku opracowano akumulatory NMC (niklowo-manganowo-kobaltowe), które szybko stały się popularne w branży motoryzacyjnej ze względu na ich zdolność do oferowania znacznie wyższej gęstości energii i dobrej stabilności termicznej. Obecnie jednak baterie LFP (litowo-żelazowo-fosforanowe) zaczynają dominować w branży. Ich gęstość energii jest niższa niż w akumulatorach NMC, ale są bezpieczniejsze, mają dłuższy okres eksploatacji, są tańsze i w mniejszym stopniu wpływają na środowisko.
Obecnie opracowywanych jest wiele nowych technologii: Jeśli chodzi o zwiększenie gęstości energii, duże nadzieje pokłada się w bateriach ze stałym elektrolitem. Polega ona na zastąpieniu ciekłego elektrolitu materiałami stałymi, takimi jak ceramika lub stałe polimery, co pozwala na magazynowanie większej ilości energii w mniejszym i lżejszym akumulatorze. W przypadku ciężarówek elektrycznych oznaczałoby to większy zasięg. Jednakże w przypadku stosowania stałych elektrolitów, rezystywność akumulatora wzrasta w porównaniu do elektrolitu ciekłego. Obecnie występują wyzwania związane z prędkością ładowania i pogarszaniem się wydajności w miarę upływu czasu. Technologia ta oferuje jednak duży potencjał w zakresie redukcji ograniczeń akumulatorów litowo-jonowych i jest ciągle rozwijana. Na przykład Toyota planuje rozpoczęcie komercyjnej produkcji pojazdów elektrycznych z akumulatorami ze stałym elektrolitem do 2027 r.
Kolejnym trendem przyczyniającym się do rozwoju akumulatorów jest zapotrzebowanie na tańsze i bardziej zrównoważone rozwiązania. W tym przypadku baterie sodowo-jonowe są obiecującą opcją. Obecnie ich gęstość energii jest o połowę mniejsza od gęstości energii akumulatorów litowo-jonowych, ale jednocześnie są o połowę tańsze, więc ta technologia może znaleźć zastosowanie w przypadku mniejszego zapotrzebowania na energię. Ponieważ zawierają sód, należący do najtańszych i najłatwiej dostępnych materiałów na świecie, także ich wpływ na środowisko jest znacznie mniejszy niż akumulatorów litowo-jonowych.
Akumulatory stanowią podstawę elektromobilności, a każde udoskonalenie — niezależnie od tego, czy chodzi o wydajność, cenę czy niezawodność — przyspiesza przejście na transport elektryczny.
Najważniejszym wyzwaniem jest obniżenie kosztów elektrycznych samochodów ciężarowych, a opracowanie tańszych akumulatorów będzie w tym względzie bardzo pomocne. Ale wymagania właścicieli ciężarówek również różnią się w zależności od zastosowania. Jeśli chodzi o samochody ciężarowe do transportu dalekobieżnego, naszym celem jest osiągnięcie takiej samej elastyczności działania, jaką oferuje samochód ciężarowy z silnikiem Diesla. Już wkrótce dostępne będą elektryczne samochody ciężarowe o zasięgu do 600 km. Ale jeśli musisz przejechać dłuższe dystanse, często musisz się zatrzymać i doładować w ciągu dnia, a to może potrwać nawet kilka godzin.
Myślę, że zobaczymy pewną dywersyfikację w branży, przy czym w zależności od zadania transportowego będą stosowane różne technologie akumulatorowe. Być może zobaczymy akumulatory sodowo-jonowe coraz częściej stosowane w krótszych zadaniach, gdzie zapotrzebowanie na energię jest stosunkowo niskie, np. w transporcie miejskim. Później akumulatory ze stałym elektrolitem pojawią się w elektrycznych samochodach ciężarowych do jazdy dalekobieżnej, jeśli w przyszłości również nastąpi przełom technologiczny.
W każdym razie trwają intensywne prace badawczo-rozwojowe nad tymi technologiami. Na całym świecie wiele podmiotów, w tym firmy technologiczne, wytwórcy przemysłowi i instytucje publiczne, inwestuje w rozwój i doskonalenie technologii akumulatorów. Raczej nie będziemy w przyszłości świadkami wielkiego kroku naprzód — takiego jak stworzenie pierwszego akumulatora litowo-kobaltowo-cynkowego — ale będziemy obserwować ciągły rozwój i ulepszanie technologii.
Jeśli chcesz dowiedzieć się więcej na temat akumulatorów do elektrycznych samochodów ciężarowych, może Cię zainteresować artykuł 7 popularnych mitów na temat akumulatorów do elektrycznych samochodów ciężarowych. Jeśli chcesz dowiedzieć się więcej o możliwościach ponownego wykorzystania starych akumulatorów, aby zmniejszyć ich wpływ na środowisko, możesz przeczytać Drugie życie akumulatorów elektrycznych samochodów ciężarowych