Obserwacja zagraniczna|Obserwacja trendu rozwojowego amerykańskich ciężarówek z planu Super Truck
Departament Energii Stanów Zjednoczonych stale finansuje trzy fazy programu „Super Truck”, a współpraca między Chinami i Stanami Zjednoczonymi w zakresie poprawy efektywności energetycznej samochodów ciężarowych ma długą historię. Jakie są kluczowe punkty współpracy między Chinami a Stanami Zjednoczonymi w zakresie poprawy efektywności energetycznej samochodów ciężarowych w kontekście neutralności węglowej w związku z pogłębianiem się współpracy Chin i Stanów Zjednoczonych w zakresie zmian klimatycznych?
Przegląd programu „Super Truck” w Stanach Zjednoczonych
Aby zmniejszyć zużycie paliwa i emisję gazów cieplarnianych przez amerykańskie ciężarówki, obniżyć-koszty użytkowania przez użytkowników końcowych i zwiększyć przewagę kraju w zakresie innowacji w technologii pojazdów ciężarowych, Departament Energii Stanów Zjednoczonych wspólnie uruchomił w 2010 roku ważny program innowacji technologicznych o nazwie SuperTruck. W programie uczestniczy 15 partnerów branżowych, w tym sześciu producentów samochodów ciężarowych, którzy łącznie reprezentują 99% rynku ciągników siodłowych.
Pierwsza faza projektu „SuperTruck I”, obejmująca lata 2010–2016, kosztowała we współpracy 284 miliony dolarów, przy stosunku finansowania pomiędzy przemysłem a rządem federalnym wynoszącym 1:1.
Drugi etap „SuperTruck II” potrwa od 2017 do 2021 roku, a jego budżet wyniesie 160 milionów dolarów, a środki pomocnicze zostaną podzielone równo między przedsiębiorstwa i rząd.
SuperTruck III będzie dostępny w latach 2021–2025, a łączne finansowanie wyniesie ponad 100 milionów dolarów i będzie skupiać się na bezemisyjnych ciężkich-samochodach ciężarowych, elektryfikacji oraz infrastrukturze ładowania i tankowania.
Podstawowe wskaźniki i cele projektu superciężarówki
SuperTruck I: Opracowano i zademonstrowano 50% poprawę wydajności transportu w porównaniu z ciągnikiem poziomu 8 z 2009 r., osiągając prawie 10 mil na galon i zwiększając efektywność cieplną hamowania ciężarówki demonstracyjnej do 50%.
SuperTruck II: Prezentacja prototypu ciężarówki wyposażonej w silnik o sprawności cieplnej 55%, zwiększający wydajność transportu floty o 100%.
SuperTruck III: Prezentacja całkowicie elektrycznych ciężarówek o zasięgu 600 km, urządzeń do ładowania na poziomie megawatów i nie tylko.
Osiągnięcia projektu super ciężarówki
Pojazd opracowany w ramach programu SuperTruck I to 8-poziomowy zestaw pojazdów ciężarowych (powszechnie znany jako 18-kołowy samochód ciężarowy), który dzięki zastosowaniu zaawansowanej technologii znacznie poprawia wydajność paliwa, silnika i układu przeniesienia napędu ciągnika siodłowego. 18 kołowych pojazdów ciężarowych, stanowiących podstawę krajowego transportu towarowego, stanowi 70% całkowitego tonażu ładunków i zużywa około 28 miliardów galonów oleju napędowego rocznie, co odpowiada 22% całkowitego zużycia energii w transporcie.
Prototypy opracowane przez Volvo, Daimler, Cummins/Peterbilt i Navistar przekroczyły cel SuperTruck I. W porównaniu z ciągnikiem Volvo VNL z 2009 r. nowo zaprojektowany ciągnik zmniejszył masę o 3200 funtów, zmniejszył opór o 40% i poprawił wydajność transportu o 88%. W projekcie SuperTruck II wykorzystane zostaną różne metody technologii samochodów ciężarowych i przyczep, aby osiągnąć cele w zakresie wydajności, takie jak poprawa wydajności silnika, wydajności układu przeniesienia napędu, oporu powietrza, oporu toczenia opon i masy pojazdu
Oczekuje się, że dzięki przyjęciu zintegrowanego podejścia systemowego w celu zapewnienia współpracy różnych komponentów pojazdu w ramach pięciu projektów SuperTruck II liczba mil na galon w przypadku ciężarówek klasy 8 wzrośnie ponad dwukrotnie. Zespół Cummins SuperTruck II osiągnął sprawność cieplną hamowania na poziomie 55% dzięki silnikom wyposażonym w urządzenia do odzyskiwania ciepła odpadowego. W porównaniu do wzorcowej ciężarówki z 2009 r., pierwsza superciężarówka Freightliner osiągnęła ogólną poprawę wydajności transportu o ponad 115% i poprawę sprawności cieplnej hamulca silnika o ponad 50%.
Prototyp frachtowca
Silniki do ciężkich-samochodów ciężarowych o bardzo wysokiej sprawności cieplnej, zoptymalizowane z użyciem powlekanych tłoków o zoptymalizowanym kształcie fali, technologii turbokompozytowej, długiego skoku,-dwustopniowego turbodoładowania, układu wtrysku paliwa Common Rail, odzyskiwania ciepła odpadowego w cyklu Rankine'a i innych technologii.
Prototyp silnika-o ultrawysokiej sprawności cieplnej
Powodem osiągnięcia i przekroczenia docelowej redukcji masy w zakresie lekkości (początkowym celem było zmniejszenie masy o 40%, ale masę super ciężarówki zmniejszono o 45%) jest częściowo spowodowane zastosowaniem aluminiowej ramy, która jest o 900 funtów lżejsza niż produkt poprzedniej generacji. Pomimo zastosowania nowej technologii w ciężarówce, masa została nadal zmniejszona.
Przyszłość SuperCiężarówki III
Super Truck 3 będzie finansować projekty elektryfikacji średnich i ciężkich-samochodów towarowych. Dodatkowe inwestycje poprawią wydajność pojazdów i rozbudują infrastrukturę pojazdów elektrycznych.
W 2021 r. Departament Energii Stanów Zjednoczonych (DOE) ogłosił dwie możliwości finansowania na łączną kwotę ponad 100 milionów dolarów (niektórzy twierdzą, że ponad 162 miliony dolarów) w celu poprawy wydajności samochodów osobowych, ciężarówek i pojazdów terenowych- oraz ograniczenia emisji gazów cieplarnianych. Fundusze te zostaną wykorzystane na wsparcie kolejnej fazy programu „SuperTruck”, którego celem jest elektryfikacja ciężarówek towarowych i rozbudowa infrastruktury pojazdów elektrycznych (EV), a także wysiłki na rzecz ograniczenia emisji pochodzących zarówno z pojazdów drogowych, jak i terenowych.
Sekretarz ds. energii USA Jennifer M. Granholm stwierdziła, że osiągnięcie zerowej emisji dwutlenku węgla netto do 2050 r. oznacza aktywną redukcję największego źródła emisji, jakim jest sektor transportu. Transport odpowiada za około 30% całkowitego zapotrzebowania na energię w Stanach Zjednoczonych i jest także największym źródłem emisji gazów cieplarnianych. Pierwsze dwa programy Departamentu Energii dotyczące supersamochodów doprowadziły największego producenta samochodów ciężarowych na rynku-naczep w USA do osiągnięcia ogromnego skoku w zakresie oszczędności paliwa. To nowe finansowanie będzie w dalszym ciągu opierać się na tym fundamencie, promując elektryfikację samochodów ciężarowych każdej wielkości, przy jednoczesnym dążeniu do rozszerzenia usług ładowania pojazdów elektrycznych i opracowania silników pojazdów o niskiej emisji.
W tym celu Biuro Technologii Pojazdów (VTO) i Biuro ds. Technologii Wodoru i Ogniw Paliwowych (HFTO) przy Biurze ds. Efektywności Energetycznej i Energii Odnawialnej (EERE) Departamentu Energii Stanów Zjednoczonych współpracowały przy opublikowaniu ogłoszenia o możliwościach finansowania SuperTruck 3 (FOA), zapewniającego do 100 milionów dolarów w ciągu czterech lat na badanie koncepcji zelektryfikowanych średnich i ciężkich-samochodów ciężarowych oraz systemów towarowych w celu uzyskania wyższej wydajności i niższych emisji. Finansowanie skupia się na szeregu metod elektryfikacji, takich jak w pełni elektryczne systemy hybrydowe typu plug-in-wykorzystujące biopaliwa odnawialne, wodór i technologie ogniw paliwowych, w tym strategie hybrydowe, takie jak ogniwa paliwowe zwiększające zasięg.
Obserwacja trendów w rozwoju i zastosowaniu amerykańskich samochodów ciężarowych na podstawie projektu fazy 3 ewolucji superciężarówek
Tradycyjne silniki spalinowe skupiają się bardziej na elektryfikacji, inteligencji i technologii o zerowej emisji. Podstawowe wskaźniki pierwszych dwóch faz planu superciężarówek skupiają się na efektywnej efektywności cieplnej silników spalinowych (silniki wysokoprężne), uzupełnionej innowacjami technologicznymi w zakresie lekkości, aerodynamiki, integracji systemów itp. Trzecia faza planu superciężarówek koncentruje się bardziej na badaniach i zastosowaniu zaawansowanych systemów zasilania energią, niemal zerowej emisji, wykorzystaniu energii wodorowej, technologii elektryfikacji, infrastrukturze ładowania/tankowania, inteligentnych wspomaganiach jazdy i innych technologiach.
Fundamenty współpracy Chin i Stanów Zjednoczonych w dziedzinie samochodów ciężarowych są mocne. Od 2009 roku z inicjatywy przywódców Chin i Stanów Zjednoczonych powołano „China US Clean Energy Joint Research Center”. Jego podprojektem jest projekt „China US Joint Research on Key Technologies for Improving Energy Efficiency of Medium and Heavy Duty Trucks”, który jest krajowym kluczowym programem badawczo-rozwojowym sojuszu China US Truck Energy Efficiency Alliance oraz kluczowym projektem międzyrządowej międzynarodowej współpracy w zakresie innowacji naukowych i technologicznych. Całkowite finansowanie projektu wynosi prawie 100 milionów juanów. Pod przewodnictwem dobrze-znanych krajowych uniwersytetów i liderów branży, takich jak Weichai Power, Guangxi Yuchai i China National Heavy Duty Truck Group, obejmujących cały łańcuch badawczy uniwersytetów branżowych i siłę przemysłową, prowadzimy wspólne badania chińsko-amerykańskie w celu opracowania prototypów inżynieryjnych i pojazdów demonstracyjnych, co odgrywa wiodącą rolę w promowaniu rozwoju technologicznego chińskiego przemysłu samochodów ciężarowych i uczestnictwie w międzynarodowych-konkurencyjnych najnowocześniejszych technologiach.
W ostatnich latach Stany Zjednoczone utrzymały nieprzerwaną pozycję międzynarodowego lidera w-technologiach oszczędzania energii i redukcji emisji w tradycyjnych silnikach spalinowych w samochodach ciężarowych. Jednocześnie w dalszym ciągu inwestowała w fundusze badawczo-rozwojowe w zakresie elektryfikacji, paliw niskoemisyjnych-o niskiej i zerowej emisji dwutlenku węgla, pojazdów ciężarowych o zerowej emisji oraz infrastruktury do ładowania i uwodornienia. W przyszłości Chiny i Stany Zjednoczone będą również w dalszym ciągu podejmować wysiłki w zakresie badań nad ciężarówkami i współpracy rozwojowej w zakresie elektryfikacji, energii wodorowej i infrastruktury.
