É possível armazenar toda a energia necessária em uma bateria para um caminhão totalmente elétrico?


No post anterior vimos que o caminhão totalmente elétrico é significativamente mais barato quando você olha apenas para o motor, a manutenção e principalmente a energia. Mas será possível armazenar toda a energia necessária em uma bateria?


Apenas vinte anos atrás, as baterias eram tão pesadas e caras que era praticamente impossível rodar 400 km. Mas, graças ao advento dos laptops e telefones celulares, a bateria foi reinventada. E enquanto o diesel ficou mais caro, as baterias rapidamente se tornaram mais leves e mais baratas. Nos últimos 20 anos, o preço das baterias caiu 20 vezes! Isso é definitivamente uma inovação disruptiva e, de repente, o caminhão elétrico pesado não é apenas possível, mas altamente provável.

O gráfico abaixo mostra o custo resultante por km de diesel versus elétrico para um caminhão pesado. Espero que isso ajude a pôr um fim ao mito de que caminhões pesados ​​não podem ser eletrificados, embora ainda assim ainda existam algumas advertências.


Peso da bateria em queda livre


3,5 toneladas devem ser suficientes para impulsionar um caminhão de 40 toneladas por 400km

Se escrevêssemos um relatório sobre o futuro dos caminhões, a bateria receberia mais atenção do que a eficiência do veículo.

Na realidade, o tamanho da bateria não é um problema: há muito espaço sob um caminhão e as baterias podem ter o formato que você quiser . Já falando sobre sobre densidade gravimétrica, o peso é um problema sério. Felizmente, está se tornando menos, porque nos últimos 20 anos passamos de baterias de chumbo-ácido com peso de 30kg / kWh para baterias de lítio com peso de 3 kg / kWh, excluindo o pacote e para 5 kg / kWh, incluindo o pacote.

A densidade de energia das células Tesla da primeira geração foi de 250Wh / kg . A célula 2170 diz que a Tesla possui uma química 13% mais densa (chegando a 280Wh / kg) e embalagens mais eficientes devido ao tamanho maior. Alguns entusiastas estimam em 322Wh / kg. Isso é igual a 3,1 kg / kWh. A questão é, quanto a embalagem irá adicionar ao peso e quanta capacidade precisa ser deixada sem uso para impedir a rápida degradação. De acordo com estimativas, as baterias grandes que você encontrará em caminhões ladder frame podem ser empacotadas com mais eficiência, portanto os 30% usuais (levando-nos a 4kg / kWh) podem ser reduzidos. Por outro lado, é desejável que uma bateria de 700 kWh possa durar 1 milhão de km, o que significa cerca de 2000 ciclos de vida. As baterias atuais da Tesla de 85kWh duram cerca de 500.000 km antes de se degradarem para 80%, ou seja, cerca de 1200 ciclos.

Outra coisa, A China já estabeleceu uma meta mínima oficial para baterias de 200 Wh / kg, de modo que 5kg / kWh está cada vez mais normal.


Portanto, seriam necessários 700 kWh para um caminhão pesado de 40 toneladas com alcance de 400 km que pesaria 20 toneladas há 20 anos. Agora temos 3,5 toneladas restantes e o peso ainda está diminuindo.


Preço da bateria caiu 20 vezes em 20 anos



Queda rápida dos preços das baterias.


A figura mostra um gráfico famoso que representa a queda nos preços das baterias


O relatório da Bloomberg New Energy Finance publicado em julho de 2017 é significativamente mais otimista do que a previsão de 2016: as coisas estão avançando rapidamente.



Vemos uma queda de preço em mais de um fator de 10 no período 2005-2025.


Além disso, a degradação da bateria caiu pelo menos pela metade durante esse período. As baterias regulares de chumbo-ácido podem ser recarregadas apenas centenas de vezes, enquanto as baterias de lítio podem ser carregadas milhares de vezes. A maioria dos carros Tesla Model S provavelmente terá mais de 80% de sua capacidade restante depois de dirigir 500.000 km.

Assim, no período em que os carros comuns permaneceram basicamente os mesmos, a bateria ficou 20 vezes mais barata. Isso é tão radical que muda tudo . Não é de admirar que os especialistas convencionais tenham dificuldade em entender a implicação: o que você faz quando a “sua” tecnologia que é dominante há mais de um século, mas que quase não melhora mais, repentinamente ganha a concorrência de algum novo pirralho que melhorou 20 vezes nos últimos 20 anos?

A resposta parece ser uma combinação (provavelmente inconsciente) de ignorar implicações e massagear números.


O caso de negócios genérico para caminhões elétricos


Ao contrário da crença popular, o argumento comercial para veículos elétricos é melhor para os caminhões mais pesados ​​e para os caminhões com as maiores kilometragens por ano.


Muitos acreditam que aumentar o motor elétrico e torná-lo robusto representa uma barreira. Isso é ao contrário. O motor elétrico possui pouquíssimas partes móveis e consequentemente, baixa manutenção.

Os obstáculos à eletrificação são mais baixos para caminhões com menor peso bruto do veículo e menor quilometragem anual?

Mais uma vez, isso é inverso. Sim, você precisa de baterias maiores para caminhões maiores, mas o peso das baterias por tonelada de carga , na verdade diminui quando os caminhões ficam maiores. O custo e o peso das baterias por tonelada de carga diminuem quando o caminhão aumenta.

Além disso, você vai querer um caminhão com uma alta quilometragem anual por quê? Porque, em essência, o argumento comercial para o caminhão elétrico é simples :

1. Quando você compra o veículo, paga mais por causa da bateria cara. O tamanho da bateria depende da distância máxima entre as sessões de carregamento (não a quilometragem).

2. Quando você dirige o veículo, paga menos porque o motor elétrico requer cerca de 1/3 da energia e não precisa de manutenção. Então, quanto mais km você dirige, mais economiza .


Adicionando uma bateria ao nosso caminhão pesado

Se assumirmos o tamanho da bateria, propomos um caminhão para serviço pesado com 400 km de alcance e assumimos um preço de bateria de US $ 100 / kWh, esse é o resultado. Você pode ver que, em relação ao custo de produção e impostos sobre energia, isso é pequeno.


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