Strona główna » Bez kategorii » Prawdziwa ciężarówka dla Zachodu

Prawdziwa ciężarówka dla Zachodu

Archiwum

Elon Musk udzielił wywiadu dla TED.com. Rozmowa trwała 45 minut, czyli można się spodziewać naprawdę poważnej dawki informacji o tym jak będzie zmieniany świat. Czyli właściwie o dalszym przebiegu Rewolucji Energetycznej.

Jest tego zdecydowanie za dużo dla opisania w jednym wpisie, ale mogę się pochwalić, że co do dwóch rzeczy miałem rację. Pierwszą z nich są ogólne parametry ciężarówki zapowiadanej przez Tesla Motors. Spora część komentujących elektryfikację transportu uważała, że ciężarówka zapowiadana przez Tesla Motors to będzie pojazd do dystrybucji lokalnej. O zasięgu pozwalającym na jazdę miejską przez jedną zmianę i niekoniecznie dużych prędkościach. Ja uważam, że byłby to zbyt nudny i oczywisty pomysł jak na Tesla Motors. To co trzeba zrobić aby zmienić świat, to pokazać, że w świecie wielkich ciężarówek elektryczność jest drogą do sukcesu.

Dla tego celu lokalna, powolna ciężarówka nie ma znaczenia

Znaczenie ma coś, co pokaże jak żałośnie nędznym napędem jest silnik diesla i to w środku królestwa ciężkiego transportu.

Co oznacza wyżyny, przełęcze i pustkowia amerykańskiego Zachodu. Pomiędzy Missisipi a Górami Sierras. Na większości tego terenu prawo stanowe dopuszcza ciężarówki wielkości, jaka jest dziś technicznie optymalna. Czyli 25-30 metrów długości i dopuszczalna masa w zakresie 50-70 ton. Co jest znacznie lepsze niż ogólnie durne normy normy federalne.* Podobne wielkości pojazdów są dopuszczalne w całej Kanadzie, Brazylii, Szwecji i Finlandii, oczywiście najsłynniejszej z tego wszystkiego Australii i całej litanii mniejszych krajów jak np. Urugwaj. Dopuszczalne prędkości maksymalne zwykle są w okolicach 100-105 km/h, ale czasem znacznie więcej jak np. w Wyoming 75 mph, czyli 120 km/h. Z taką prędkością (a faktycznie jeszcze trochę większą) tam mogą jeździć zestawy do 30 metrów długości i wagi 53 ton. Dołożywszy do tego dość duże wysokości n.p.m., nawet największe dostępne w ciężarówkach diesle nie do końca sobie radzą.

Dla utrzymania prędkości 120 km/h pojazdu ważącego 53 tony przy podjeździe o 5% nachyleniu potrzeba około 1,1 MW. To jest więcej niż mogą wytrzymać przekładnie w ciężarówkach. Za to dokładnie tyle, ile mocy dostarczają trzy silniki Tesla Model S lub X. Ciężarówka może mieć trzy osie i tyleż silników elektrycznych, pozostaje jedynie kwestia mocniejszego inwertera (bardzo prosta, przynajmniej w porównaniu do reszty problemów) oraz odpowiedniej wielkości baterii.

Wielkość baterii to „tylko” kwestia wystarczająco szybkiej i wydajnej produkcji ogniw. W czym Tesla Motors jest niewątpliwym światowym liderem.

Wszystko razem w zupełności wystarczy do zbudowania wielkiej, elektrycznej ciężarówki. Pozostaje oszacować wielkości baterii. Co można zrobić dość łatwo. Z całą pewnością musi ona wystarczyć na 10-12 godzin jazdy. W maksymalnej wersji- z dopuszczalną masą zestawu w okolicach 70-90 ton. Zgaduję, że zużycie energii przez taki pojazd będzie wynosić 150-200 kWh/100 km, co by oznaczało całkowitą pojemność równą lub nieco niższą niż 2 MWh. Brzmi astronomicznie, ale to przecież zaledwie 20 razy więcej niż modele S i X. Albo nawet zaledwie 20 razy więcej niż przewidywana najmocniejsza bateria Modelu 3.

Jednak  wystarczy, że najbiedniejsza będzie dostosowana do jednej naczepy i d.m.c. ok 40 ton oraz poruszania się z prędkością 90 km/h (55 mph). To będzie oznaczać zapewne ok 80 kWh/100 km, czyli bateria potrzebna na jedną zmianę to ok 700 kWh

Pozostaje pytanie o cenę

Ona wcale nie musi być niska. I nie będzie. Wystarczy, że pojazd będzie lepszy (a będzie) niż jakikolwiek inny dostępny na rynku, a pewna grupa klientów znajdzie się natychmiast. Otóż są w USA ludzie, często emeryci, dla których ciężarówka jest jednocześnie funduszem emerytalnym, domem i sposobem zarabiania. Sprzedają domy, kupują ciężarówki za gotówkę i mogą sobie pozwolić na wybieranie ładunków tam, gdzie i tak chcą się wybrać, lub oczekiwanie na lepiej płatne, bez presji na ciągłą jazdę.

Są też właściciele- kierowcy, którzy dopłacą za moc i komfort. Są wreszcie specyficzne trasy, gdzie pełna moc na dużych wysokościach skróci czas przejazdu. Przykładem takiej trasy jest dokładnie droga z Gigafactory do Freemont. I to nawet nie z powodu stromych podjazdów, co z powodu długości zjazdu. Hamowanie elektryczne znakomicie pomoże utrzymać maksymalną prędkość na zjazdach.

Zwłaszcza jeśli ciężarówki będą wyposażone w silniki elektryczne na wszystkich osiach, również naczepy. To poprawi trakcję zarówno pod górę, jak też w dół do poziomu niewyobrażalnego dla samochodów spalinowych.

Na początek wystarczy, że cena będzie akceptowalna dla niezbyt dużego grona klientów

Na dziś ciągnik siodłowy z górnej półki kosztuje gdzieś od 200 do 450 tys USD. Z czego ta wyższa część skali to są przekombinowane barokowe katedry na kółkach, rozsądne porównanie jest raczej do pojazdu za 200-250 tys USD. Tylko, że Tesla Truck nie musi tyle kosztować. Może sporo więcej. Wystarczy, że w tym samym czasie przewiezie więcej towaru i będzie mieć niższe koszty eksploatacji a różnica się zwróci w rozsądnym czasie. Z czego dla wielkich firm ten rozsądny czas to mogą być 2-3 lata, ale dla właściciela- kierowcy nawet kilkanaście. Tu jest zestawienie kosztów eksploatacji ciężarówki w USA. Spokojnie można przyjąć, że dla elektrycznej będzie to około 30% tej wielkości, czyli o dolara na milę mniej. Przy dziennym przebiegu 500 mil x 300 dni w roku to oznacza 150 000 tys dolarów różnicy rocznie. Co nas prowadzi do konkluzji, że 500 tys dolarów byłoby jeszcze dość niską ceną, a milion być może dla niektórych akceptowalną.

Czas na drugą część równania, czyli koszt pojazdu. Sam ciągnik, bez baterii może kosztować tyle co samochód osobowy, z poprawką na większe koszty przy mniejszej skali produkcji. Elektryczny taniej niż diesel, bo nie potrzebuje tłumienia hałasu i drgań silnika, mocowań zespołu napędowego, etc. Prawdziwy koszt to baterie. Niektóre szacunki mówią, że obecnie koszt produkcji baterii w Gigafactory to 133 UDS/kWh. Co oznacza, że 2 MWh to 266 tys USD, a 700 kWh to zaledwie 93 tys USD.

To oznacza, że ciężarówka w najlepszej wersji może kosztować 300 tys USD. A w podstawowej zaledwie około 150 tys. Ale tyle nie będzie kosztować, bo firma musi mieć swoją marżę. O ile więcej? To wprost zależy od polityki zarządu. A tak dokładnie to po prostu decyzji Elona Muska jak bardzo powszechnym chce zrobić ten pojazd i w jakim tempie. Przy tej strukturze kosztów jest jednak szybkie zdominowanie rynku ciężkich pojazdów jest całkowicie możliwe. Gdyby nie kilka „ale”. Po pierwsze- problem polega na szybkości produkcji baterii. Po drugie- ładowanie baterii ciężarówki nawet w Supercharger by trwało wiele godzin, a dokładniej całą noc. Bez codziennego dostępu do ładowarki o mocy co najmniej 50 kW praktyczne używanie pojazdu byłoby niemożliwe. Potrzebne są takie stanowiska ładowania na parkingach przy autostradach i/lub stacje szybkiego ładowania o wielokrotnie większej mocy, zapewne około 1 MW. Z chłodzeniem przewodów wodą i innymi komplikacjami związanymi z praktycznością takich ładowarek.

Jest jeszcze jedna rzecz, co do której zupełnie nie jestem pewien, ale bym się nie zdziwił. Bardzo możliwym jest szerokie zastosowanie włókna węglowego**. O skali nieznanej wcześniej w tym biznesie. Co pozwoli zrównoważyć masę baterii, a być może obniżyć masę zestawu poniżej spalinowej konkurencji (czyli zwiększyć masę ładunku w ramach dopuszczalnej masy całkowitej).

Podsumowując: wielka, szybka i droga ciężarówka bateryjna ma sens. Przyznam, że sam byłem zaskoczony jak dużo. I łatwo można powiedzieć jaka będzie przyszłość: udział elektrycznych w ogóle transportu będzie powoli rósł, aż dojdzie do 20-50%. W tym czasie, przy którymś kryzysie, ceny frachtu spadną na tyle, że większość diesli po prostu pojedzie w krzaki, bo ich eksploatacja nie będzie droższa niż stawki za przewóz. I okaże się, że na stałą pracę mogą liczyć tylko elektryczne. Ceny chwilowo odbiją i trochę diesli wróci, ale każdy zrozumie, że to koniec. Że trzeba mieć nie po kolei w głowie, aby kupować nową ciężarówkę z silnikiem spalinowym.

 


Przypominam o stronie na Facebooku, gdzie nie tylko są anonsowane nowe wpisy, ale też bywają informacje i krótkie komentarze oraz, co ważne dla wszystkich, wsparciu przez Patreon, które pozwoli tworzyć lepszą treść.


To był tylko jeden, drobny temat z wywiadu. Jednym z głównych tematów były tunele, gdzie mogę się pochwalić, że też miałem rację. Koncepcja tanich tuneli polega na zmniejszaniu średnicy w celu zwiększenia prędkości wiercenia.

*Niektóre rzeczy w USA na poziomie federalnym zrobione tak absolutnie głupio, że człowiek się zaczyna zastanawiać, czy to naprawdę tak kompletny absurd na jaki wygląda, czy jednak jest tam jakiś ukryty sens, bo to niemożliwe, aby ktoś o zdrowych zmysłach zrobił coś tak takiego. Wtedy bardzo często się okazuje, że są to regulacje z czasów administracji Reagana. Tak jest też w przypadku długości i masy ciężarówek. Otóż nie ma limitu długości ciągników, a pojedyncza naczepa może mieć do 53 stóp (czyli 16,15 m), przez co przepisy federalne narzucają bardzo szerokie drogi i skrzyżowania w całym kraju, znakomicie utrudniające piesze poruszanie się gdziekolwiek. Jednocześnie pociągi drogowe mają limit długości przyczep i naczep 28 stóp (8,5 metra) co skutecznie uniemożliwia transport jednym pojazdem więcej niż 2 TEU, czyli dokładnie tyle samo co europejska ciężarówka, przy niższej niż w Europie dopuszczalnej masie własnej.

**kompozyty epoksydowo-węglowe są najlepszym, najbardziej trwałym i najwytrzymalszym obecnie dostępnym materiałem konstrukcyjnym. Przy wytwórczości na małą skalę mogą też być rozsądnie tanim. Takiej jak produkcja ciężarówek. Jednocześnie opanowanie wielkoskalowej produkcji elementów z włókien węglowych to Święty Graal współczesnej inżynierii. Stopniowo rosnący popyt na elektryczne ciężarówki może akurat pozwolić na stopniowe opracowywanie i wprowadzanie metod masowej produkcji.

Reklamy

15 komentarzy

  1. Jacek pisze:

    Nie ma sensu przekręcać tachografu, bo i tak postój wymuszony na ładowanie.

  2. Zobaczymy. Musk na pytanie o mocniejsze ładowarki odpowiedział, że 350 kW to „zabawka dla dzieci”. Przy mocy rzędu 1 MW, ładowanie do 50% moze trwać mniej niż godzinę, czyli przerwę w środku dnia. A i tak już w nowych pojazdach są elektroniczne tacho, których tak łatwo się nie skręca.

  3. McDoman pisze:

    W najnowszych pojazdach żadnego ‚tacho’ już nie będzie, bo po co. A przy okazji, z rachunku kosztów przewoźnika zniknie pozycja ‚wypłata i ubezpieczenie kierowcy’. Jak wynika z danych zamieszczonych w podanym linku, to jest aż 26% całkowitych kosztów frachtu drogowego. 500 mil x 300 dni w roku to 150000 mil. Praca kierowcy wyceniana jest na 0.36 USD za milę, co daje razem 54 tyś USD oszczędności. Możliwe też, że wygenerowane zostaną kolejne oszczędności poprzez zwiększenie dobowego przebiegu takiego auta bez kierowcy.

    Przy drogach zaś zmniejszy się liczba barów i innego typu usług przeznaczonych dla ‚ciężarowców’. Myślę, że rozwój pojazdów autonomicznych i związane z tym zmniejszenie kosztów sprawi, że nie nastąpi przeskalowanie pojazdów drogowych na większe i cięższe. Za duży byłby koszt przebudowy infrastruktury drogowej: nawierzchni, mostów, mosteczków, rond. Szczególnie w terenie zabudowanym. Raczej te istniejące będą jeździły częściej i będą miały większa przestrzeń załadunkową, powiększoną o niepotrzebną już kabinę kierowcy.

  4. McDoman pisze:

    Możliwe też, że zamiast jednej jednostki o wielkiej pojemności elektrycznej, będzie się opłacało podpinać drugi ciągnik, a zostawiać na stacji ładowania ten z wyładowanymi akumulatorami. Tam też mogłoby się odbywać serwisowanie. A może raczej będą to wymienne, modułowe ‚power pack’, montowane w zestawie jakimś wózkiem widłowym. Po co zaraz budować mega wielkie konstrukcje. Duże, ciężkie. Ładowane bardzo długo.

  5. Tak, to jest dość prawdopodobny przebieg. Ale w wymienne baterie nie wierzę. Ta technologia się nie chce przyjąć, pomimo wielu prób i nie sądzę, aby się przyjęła tym razem, kiedy jednak ładowane baterie mogą załatwić całość problemu.

  6. McDoman pisze:

    Nie chce się przyjąć, bo nikt nie chce zostawić nowych baterii, a dostać zużytych. Ale…, gdy dostawca baterii będzie gwarantował określoną ilość ładunku elektrycznego i będzie można mieć pewność, że realnie taką ilość prądu się dostanie, to może samą baterię będziemy traktować jak opakowanie zwrotne?
    Gdy transport towarowy będzie zorganizowany przez jedna firmę, właściciela taboru oraz punktów ładowania i wymiany baterii, to też problem nie będzie tak istotny. Po iluś przebiegach, wymienią baterię (power pack) na nową.
    Ciekawe czasy nadchodzą.

  7. @MCDoman
    W tym momencie rozbijamy się o zasady kapitalizmu… Potrzeba zorganizować sieć punktów wymiany baterii. W odległościach i rytmie jazdy odpowiadającym obowiązkowym odpoczynkom kierowców. I takich pojemnościach baterii. To wszystko dla działania jednej firmy. Która dzięki temu może oczywiście zmonopolizować przewozy dzięki niższym kosztom. Az pojawi się następna, ze swoimi punktami, etc., etc. Albo administracyjnie wymusić taki system. Pomijając najbardziej oczywiste rozwiązanie czyli przymus państwa i sfinansowanie takiej sieci, trudno odpowiedzieć na pytanie- jak to zrobić aby zaczęło działać

  8. Łukasz pisze:

    1. w kryzysie (np. w 2008 r) cena paliwa znacząco spadła.
    2. rozwój tej gałęzi (wzrost produkcji/udziału w rynku pojazdów elektrycznych) będzie stanowił zaporę dla wzrostu cen paliw tradycyjnych, więc zachodzi obawa, że im więcej elektrycznych, tym więcej diesel się będzie opłacał :). Ale to teoretycznie, bo na 100% zacznie się różnicowanie opłat za drogi w zależności od emisji zanieczyszczeń, co już teraz ma miejsce.

    Wydaje mi się, że prędzej zobaczę w Europie ciężarówkę autonomiczną niż elektryczną.

  9. @Łukasz
    W miarę upowszechniania się pojazdów elektrycznych cena ropy też spadnie. Tyle, że na pytanie do jakiej ceny paliwo diesla musi spaść aby eksploatacja takiego pojazdy była tańsza niż elektrycznego odpowiedź brzmi: ujemnej. Po prostu. Serwis i eksploatacja diesla są droższe niż prąd + eksploatacja pojazdu elektrycznego (jeśli się będzie korzystać z tanich taryf do ładowania, etc.). Do do autonomicznych- te są i będą w praktyce 100% elektryczne. Nie wierzę w ogóle w wyjście spalinowych samochodów autonomicznych poza prototypy i dziwolągi. Bo czas ładowania nie ma znaczenia przy autonomicznych, bo koszt paliwa ma większe jeśli są cały czas wykorzystywane, i kilka innych takich powodód

  10. Wojtek inzynier pisze:

    Akurat jak zwykle, jako miłośnik motoryzacji, chciałem zwrócić uwagę, że już podstawowa nowa Honda Civic ma autopilota podobnego do Tesli. Więc stwierdzenie, że nie wierzy się iż spalinowce będą autonomiczne, jest niczym nie poparte.

    Oczywiście jestem wielkim fanem Tesli i życzę jej wszystkiego najlepszego 🙂 Choć ostatnie rewelacje o warunkach pracy trochę osłabiają mój podziw.

    Pozdrawiam
    W

  11. Wojtek inzynier pisze:

    Oczywiście w Europie ten autopilot jest w Hondzie skalibrowany tak, że trzeba trzymać rękę na kierownicy. Ale widziałem filmy z USA, gdzie samochód sunie highwayem bez trzymania kierownicy.

  12. @Wojtek inzynier
    Nie o to chodzi. Nic nie stoi na przeszkodzie, aby komputer kontrolował kierownicę i hamulce, bo one są takie same w spalinowym i elektrycznym (nie licząc regeneracji, oczywiście, ale jak mówimy o awaryjnym hamowaniu, to są).
    Kontrola silnika jest też możliwa, ale znacznie, znacznie trudniejsza i bardziej zawodna przy spalinowym. W elektrycznym masz praktycznie jeden parametr do zadania, w spalinowym dziesiątki, bo jeszcze musisz oceniać prawidłowość pracy do uzyskania potrzebnej mocy. Jak np. przy awaryjnej ucieczce do przodu przed zderzeniem.
    I właśnie tym się rożni sprzęt w Tesla i Hondzie- kontrolą nad silnikiem. A pełnia autonomii przy poziomie zawodności silników spalinowych nie ma sensu

  13. JANEK-EMIGRANT pisze:

    Rozwój elektrochemii doszedł do wysokiego poziomu. Baterie ze stałym elektrolitem w fazie doświadczalnej osiągją gęstośc energetyczną trzykrotnie przewyższającą obecne li-ionowe, liczba cykli ładowań grubo ponad tysiąc w różnych warunkach, brak ciekłego i łatwopalnego elektrolitu, a czasy ich ładowań to ok. kwadransa. Pracują w nich nad zastąpieniem litu sodem. Podobno koszt ich produkcji będzie niższy niż obecnych li-ion na wielką skalę, nie wiem, za ile czasu będą one gotowe do produkcji masowej, ale już ta wizja pozwala myślec o wszelkich maściach pojazdach – elektrowniach spalinowych jako TRUPÓW TECHNOLOGICZNYCH!
    Pozdrawiam

    PS. Niedawno i przez przypadek trafiłem na tego bloga. Bardzo wysoki poziom merytoryczny. Polecam każdemu mojemu znajomemu znającemu j. polski….

  14. Tak, ale. Stały elektrolit to jest rewolucja i wszystko się zgadza. Ale już dzisiejsze, a nawet wczorajsze baterie, były wystarczająco dobre do zelektryfikowania co najmniej 50% transportu. To nie jest zrobione z powodu braku woli politycznej, lobbingu oraz, czy w w efekcie- braku mocy produkcyjnych tych baterii. Sama technologia to jedna rzecz, bardzo ważna oczywiście, ale kwestia masowości produkcji, lobbingu wielkich beneficjantów dzisiejszego układu, etc. jest tak naprawdę ważniejsza. To są niesamowicie skomplikowane kwestie, bo najpierw trzeba rozumieć technologię, a potem widzieć procesy polityczne i ekonomiczne.

  15. JANEK-EMIGRANT pisze:

    @RewolucjaEnergetyczna
    Kwestia braku woli politycznej posiada ogromne znaczenie – bez niej nie będzie ani lobbingu, ani funduszy ani mocy produkcyjnych…ani transformacji energetycznej. Musk inwestując w SolarCity i Gigafactory miliardy własnych $ , oraz swoją własną pracą i determinacją pokazał czerwoną kartkę oligarchom lobby kopalniano-atomowemu na świecie. (Patrz książka Ashley VANCE o Musku).
    Oczywiście minie trochę cennego czasu aż aktorzy tego lobby zaczną się na wzajem wyżynac (bo zaczną!), bo mniej wydobycia – mniejszy efekt ostatniej baryłki – mniej łatwych pieniążków do podziału a życ łatwo, rozrzutnie i siac zamęt (propagandę i przemoc z terroryzmem włącznie) się chce. Tylko nie będzie już za co 😉
    Budowa fabryki LG-CHEM pod Wrocławiem to chyba największ skok technologiczny Polski od WW II, z tego bardzo się cieszę – będziemy mieli niesamowitą możliwośc zelektryfikowania transportu nie importując kluczowego elementu! Dodac trzeba byłoby jeszcze panele fotowoltaiczne (także te hybrydowe foto/termo) z możliwością ich montażu na środkach transportu…
    Trzeba to wykorzystac!
    Inaczej Polska pozostanie dalej eksporterem szarych komórek netto ludzi,ambitnych, którzy swój plan życiowy (z)realizują tak, jak my. Ten scenariusz pozostaje, niestety, bardzo,ale to bardzo prawdopodobny widząc żałośnie niski poziom rozszerzony maturalny przedmiotów ścisłych (fizyka/chemia/matematyka) w Polsce, których opanowanie jest kluczem do sukcesu wysokich technologii i w naszym ztechnicyzowanym świecie, 😦
    Pozdrawiam

Skomentuj

Wprowadź swoje dane lub kliknij jedną z tych ikon, aby się zalogować:

Logo WordPress.com

Komentujesz korzystając z konta WordPress.com. Log Out / Zmień )

Zdjęcie z Twittera

Komentujesz korzystając z konta Twitter. Log Out / Zmień )

Facebook photo

Komentujesz korzystając z konta Facebook. Log Out / Zmień )

Google+ photo

Komentujesz korzystając z konta Google+. Log Out / Zmień )

Connecting to %s

Follow rewolucja energetyczna on WordPress.com
%d blogerów lubi to: