Ciężarówki bez rur wydechowych

BIZNES INTERIA na Facebooku i jesteś na bieżąco z najnowszymi wydarzeniami

Znaczną część uwagi zwolenników jak najszybszej, ze względu na pogarszające się warunki klimatyczne, redukcji emisji gazów cieplarnianych przykuwa transport drogowy. Dzieje się tak, gdyż w zdecydowanej większości źródłem napędu samochodów są silniki spalające benzynę lub olej napędowy. Wedle statystyk w krajach należących do Unii Europejskiej ruch drogowy aż w 29 proc. odpowiada za wielkość całkowitej emisji gazów cieplarnianych.

Polityka regulacyjna Unii Europejskiej i oczekiwania konsumentów coraz bardziej świadomych zagrożeń klimatycznych wymuszają zmiany konstrukcyjne napędu nowych samochodów, a także wprowadzanie utrudnień w eksploatacji starszych pojazdów. Można zakładać, że już za kilka lat większość nowo rejestrowanych aut osobowych, przynajmniej w krajach zachodnich, posiadać będzie napęd albo w pełni elektryczny (ładowane baterie - BEV), albo przynajmniej hybrydowy (PHEV).

Gdyby tak się rzeczywiście stało, byłaby to jednak dopiero połowa sukcesu, gdyż samochody osobowe emitują w krajach UE około połowy łącznej wielkości emisji z wszystkich pojazdów. Druga ich połowa jest dziełem pojazdów transportowych. Zagłębiając się dalej, w dwóch trzecich, czyli chodzi mniej więcej o 10 proc. łącznej emisji wszystkich samochodów, przypada na lekkie pojazdy dostawcze o ładowności do 3,5 tony. W tym wypadku postępy w rozwoju napędu elektrycznego, pozwalają zakładać, że w okresie dwóch najbliższych dekad, dostawczy transport stanie się domeną "elektryków".

Do zmiany takiej mają skłaniać m.in. wymogi regulacyjne. W 2019 roku Unia Europejska przyjęła rozporządzenie dotyczące normy emisji dwutlenku węgla w pojazdach ciężarowych do osiągnięcia do 2030 r. Zgodnie z tym zobowiązaniem nowe samochody ciężarowe sprzedawane w 2025 r. powinny emitować o 15 proc. mniej CO2 niż pojazdy rejestrowane w Europie pomiędzy początkiem lipca 2019 r. a końcem czerwca 2020 r. Pięć lat później, w 2030 r., redukcja ta powinna sięgać już 30 proc.

Obawy, że to nie wystarczy, aby osiągnąć strategiczny cel klimatyczny ustalony w Porozumieniu Paryskim z 2015 r., jakim jest redukcja skali globalnego ocieplenia w stosunku do ery przedprzemysłowej do 2 st. Celsjusza (a docelowo do 1,5 st. C), skłania władze europejskie do zaostrzania wymogów emisyjnych. W tej atmosferze zrodził się nowy cel klimatyczny, jakim jest zredukowanie do 2050 r. emisji gazów cieplarnianych do - netto - zero procent. Zobowiązanie takie dobrowolnie przyjmują na siebie nie tylko europejskie rządy, ale coraz liczniej poszczególne przedsiębiorstwa, administracja i wszelkie inne instytucje.

Aby sprostać większym wymogom, Komisja Europejska przygotowała nowe propozycje legislacyjne, które zaprezentowała w połowie lipca 2021 r. w pakiecie Fit for 55. Zgodnie z tymi propozycjami proces redukowania emisji CO2 przez samochody dostawcze ma ulec znacznemu przyspieszeniu. Celem jest zwiększenie do 2030 r. skali redukcji gazów cieplarnianych w krajach UE z 30 do 55 proc. w porównaniu z 1990 r. A do 2035 r. - powinna nastąpić pełna ich redukcja.

W świetle tych propozycji - reasumuje nowe motoryzacyjne perspektywy Fundacja Promocji Pojazdów Elektrycznych w opublikowanym w październiku raporcie "Napędzamy Polską Przyszłość, Perspektywy elektryfikacji samochodów dostawczych i ciężarowych w Polsce" - w 2035 roku w sprzedaży dostępne będą tylko i wyłącznie zeroemisyjne samochody dostawcze.

O wiele twardszym do zgryzienia orzechem jest zmiana napędu w pozostałej części transportu drogowego. Chodzi tu o ciężkie pojazdy ciężarowe popularnie określane mianem TIR-ów. Dziś odpowiadają one za 5 do 6 proc. łącznej europejskiej emisji gazów cieplarnianych. Udział ten w najbliższych latach może jednak powiększać się wraz ze wzrostem tonażu europejskich przewozów towarów. Prognozy ekspertów gromadzonych m.in. przez World Economic Forum (Światowe Forum Ekonomiczne) w Davos wskazują, że do 2050 r. popyt na usługi transportowe na Starym Kontynencie co najmniej się potroi.

Przyszłościowo rozważane są przez ekspertów dwa rodzaje zeroemisyjnego napędu dużych ciężarówek - baterie elektryczne (BEV) oraz napęd wodorowy (FCEV) przy pozyskaniu wodoru dzięki wykorzystaniu odnawialnych źródeł energii (wiatr, promienie słoneczne).

Z technicznego punktu widzenia bardziej zaawansowana jest technologia wykorzystania baterii, ale nierozwiązanym nadal problemem jest zbyt krótki zasięg samochodów elektrycznych - do 400 km bez potrzeby kolejnego, czasochłonnego doładowania. Aby elektrycznym pojazdom ciężarowym umożliwić obsługiwanie dalekich tras transportowych, musi równolegle z postępem w konstruowaniu nowego napędu następować także rozwój infrastruktury do ultraszybkiego ich ładowania.

Zakłada się, że przy głównych europejskich autostradach zlokalizowane zostaną urządzenia elektryczne o mocy co najmniej 750 kW pozwalające naładować ciężką ciężarówkę w czasie 45-minutowego postoju przewidywanego w unijnych przepisach dotyczących czasu pracy kierowców. Napęd taki musi być jednocześnie ekonomicznie opłacalny zarówno dla firm przewozowych, jak i dla korzystających z ich usług firm i osób. To kluczowe warunki projektu obniżania emisji gazów cieplarnianych w europejskim transporcie ciężarowym - zeroemisyjność musi się opłacać.

W celu sprostania tym warunkom, najwięksi europejscy producenci samochodów ciężarowych intensywnie już przygotowują się do zmiany napędu wytwarzanych aut ze spalinowego na elektryczny. Z ich zapowiedzi wynika, że już w 2025 r. napęd elektryczny (BEV) osiągnie 7 proc. łącznego poziomu sprzedaży ciężarówek w Europie. Do 2030 r. udział ten wzrośnie do 43 proc.

Najbardziej zaangażowane w tym firmy motoryzacyjne to Daimler, Volvo, Scania, Renault i Iveco. Firmy te na co dzień silnie ze sobą konkurują, ale wysokie koszty prac badawczych i wdrożeniowych oraz paroletni zaledwie horyzont czasu na realizację skłania je do łączenia wysiłków i współfinansowania rozwoju napędu zarówno na baterie, jak i z wykorzystaniem wodoru. Przykładowo Daimler i Volvo zawiązały w 2020 spółkę joint venture dla rozwoju i komercjalizacji techniki wodorowej (FCEV).

Postęp techniczny będzie wpływał na obniżanie kosztów baterii do elektrycznych ciężarówek oraz niezbędnej dla ich obsługi infrastruktury. Według ocen ekspertów Światowego Forum Ekonomicznego (Road Freight Zero: Pathways to faster adoption of zero-emission trucks koszt baterii zmaleje w trakcie nadchodzącej dekady o 60-70 proc., z 250 dolarów za 1 kWh obecnie do 80-100 dol/kWh w 2030 r. Koszt ogniw wodorowych, chociaż ta technologia jest mniej zaawansowana, także ma zmaleć o około 60 proc.

Wysokie są spodziewane koszty przydrożnej infrastruktury. Eksperci ŚFE szacują koszty jednego punktu ładowarki elektrycznej pozwalającej napełnić energią elektryczną ciężarówkę w ciągu zaledwie 45-minutowego jej postoju na 200 do 350 tys. dol. Ponieważ potrzebnych będzie wiele tysięcy takich punktów koszt budowy infrastruktury do ładowania elektrycznych ciężarówek może sięgać w najbliższych latach wielu miliardów euro czy dolarów.

Dla sprawdzenia technicznej sprawności i wielkości kosztów niezbędnej infrastruktury firmy motoryzacyjne angażują się już dziś w realizację projektów pilotażowych. W tym roku Daimler Truck wspólnie z Volvo oraz Traton (spółka innych europejskich producentów samochodów użytkowych - m.in. Volkswagena, MAN-a i Scanii) zawiązały spółkę joint venture dla budowy wysoko wydajnej sieci 1700 punktów ładowania ciężarowych samochodów elektrycznych wzdłuż najważniejszych europejskich autostrad i w pobliżu kluczowych centrów logistycznych. Na początek przeznaczono na ten cel 500 mln euro.

Podobne pilotażowe projekty - chociaż samochodów z takim napędem jeszcze nie ma - dotyczą także silników wodorowych. Przykładowo konsorcjum firm zawiązanych m.in. przez port w Rotterdamie oraz firmę paliwową Air Liquide planuje wybudowanie do 2025 r. wodorowego korytarza transportowego łączącego Holandię, Belgię oraz zachodnią część Niemiec. Korytarzem tym poruszać się będzie tysiąc ciężarówek zasilanych wodorem pobieranym na planowanych do wybudowania 25 stacji zasilających.

W perspektywie najbliższych dwóch - trzech dekad podobne korytarze dla zeroemisyjnego transportu ciężarowego - oceniają eksperci Światowego Forum Ekonomicznego - mogą pokryć większą część europejskiej sieci TEN-T, łączącej autostradami Stary Kontynent od Gibraltaru po Tallin i Sztokholm oraz od Aten po Glasgow. Przez Polskę przebiegają dwa takie korytarze od Trójmiasta po granicę z Czechami oraz od Niemiec do krajów bałtyckich.

Perspektywy rozwoju zeroemisyjnego transportu ciężarowego mają ogromne znaczenie dla Polski. I to z kilku powodów. W Polsce - jak przypomina Fundacja Promocji Pojazdów Elektrycznych - zarejestrowanych jest ponad 1,1 mln średnich i ciężkich pojazdów użytkowych. To największa flota samochodów ciężarowych wśród wszystkich krajów Unii Europejskiej (blisko 20 proc.). Jednocześnie polskie firmy transportowe mają aż 30-procentowy udział w międzynarodowym transporcie drogowym w UE.

Pozycja ta może być łatwo utracona, jeśli polscy przewoźnicy nie będą w równie szybkim tempie jak przewoźnicy niemieccy czy holenderscy dostosowywać floty samochodowej do nowych wymagań emisyjnych. Duże straty może ponieść także polski przemysł motoryzacyjny (około 200 tys. osób zatrudnienia), co dotyczy zwłaszcza produkcji spalinowych silników i ich podzespołów. Za kilka lat popyt na ich produkcję może spaść do zera.

Ważnym ekonomicznym elementem przyszłej motoryzacji będą koszty budowy infrastruktury ładowania i zasilania silników elektrycznych i wodorowych. Fundacja Promocji Pojazdów Elektrycznych w swoim ostatnim raporcie zestawia ze sobą kilka różnych wariantów przyszłości w tej dziedzinie, w tym nawet budowę tras elektrycznych dla ciężarówek na wzór dawnych tras trolejbusów, ale to mało realna wizja.

W przypadku wyboru wariantu rozwoju opartego przede wszystkim na silnikach na baterie, udział "elektryków" w sprzedaży samochodów ciężarowych może już w 2025 r. osiągnąć poziom 10 proc. wszystkich nowych pojazdów użytkowych i powiększyć się do 35 proc. w 2030 r., 70 proc. w okresie następnych pięciu lat oraz do 90 proc. w 2040 r. W tym najbardziej prawdopodobnym scenariuszu w 2050 r. 61 proc. wszystkich samochodów użytkowych w Polsce byłoby wyposażonych w silniki nie powodujące emisji gazów cieplarnianych (głównie dwutlenku węgla i tlenków azotu). W scenariuszu dominacji mniej zaawansowanej dziś techniki "wodorowej" cel ten osiągnięty byłby później.

W każdym z rozważanych wariantów jednym z najważniejszych warunków są koszty infrastruktury. Niezależnie od wybranego wariantu mogą one - wedle opinii ekspertów Fundacji - sięgać od 19 do 20 mld euro.