Serwisy partnerskie:
Close icon
Serwisy partnerskie

Sześć aspektów warunkujących rozwój rynku pojazdów elektrycznych w przyszłości

W ciągu ostatnich 20 lata firmy funkcjonujące w branży pojazdów elektrycznych stały się jednymi z najbardziej cenionych przedsiębiorstw na świecie. Szybkie tempo zmian było możliwe szczególnie dzięki postępowi w zakresie podzespołów elektronicznych (od baterii litowo-jonowych po układy lidarowe). Jednak przed branżą jeszcze długa droga, którą wytyczają przedstawione w artykule sprawy.
Article Image

Mowa tu o następujących czynnikach (za firmą IDTechEx):

Elektryfikacja mobilnych środków transportu: 

Dekadę temu przewidywano sprzedaż blisko 1,5 miliona samochodów elektrycznych do 2021 roku, co w ostateczności okazało się być zaniżoną o połowę wartością z racji zwiększenia produkcji tych pojazdów przez Chiny, Europę i Stany Zjednoczone (szczególnie w ubiegłym roku). Przez wzgląd na to, koszt ich wytworzenia zmniejszył się, co dało nowe możliwości pozostałym sektorom mobilności,  (zwłaszcza niszowym). W szczególności chodzi tu o segment promów elektrycznych, których roczne dostawy, z perspektywy pojemności baterii, osiągnęły poziom ok. 80 MWh, na co wpłynęła m.in. jej cena poniżej 600 dolarów za 1 kWh, oraz elektryczne taksówki powietrzne zamówione w znacznych ilościach przez firmy transportowe takie jak: American Airlines, Avolon, United Airlines, Virgin Atlantic i UPS (elektryfikacja mobilnych środków transportu jest nieunikniona).

Pojazdy (całkowicie) autonomiczne:

W momencie, gdy branża motoryzacyjna zmaga się z ogromnymi zmianami w technologii układów napędowych, przewiduje się, że (w pełni) autonomiczne pojazdy zostaną wyprowadzone na rynek w 2024 roku, a w 2050 roku w zupełności zaspokoją one światowy popyt na przemieszczanie się (bez wypadków i kolizji). Efektem tego będą względnie tanie usługi mobilności, dzięki którym posiadanie swojego auta przestanie być koniecznością (ich właścicieli czeka zmiana przyzwyczajeń). Oczekuje się przy tym mniejszej, w porównaniu do samochodów spalinowych, sprzedaży przytoczonych wyżej pojazdów mimo przyrostu liczby pasażerokilometrów na świecie (jeden taki pojazd może pomieścić oraz przewieźć wiele osób dziennie).

Baterie pojazdów elektrycznych:

Bez popularyzacji baterii litowo-jonowych, przez firmę Sony w latach dziewięćdziesiątych XX wieku, pojazdy elektryczne nadal byłyby tylko egzotyczną ciekawostką (możliwościami ustępowałyby one autom spalinowym). Ponadto na rynku zachodzą bardzo dynamiczne zmiany, w tym te wywołane pandemią COVID-19, przez którą już teraz branża motoryzacyjna zwiększa i zabezpiecza łańcuchy dostaw, by sprostać rosnącemu z roku na rok popytowi mimo zawirowań. Lecz nie tylko - dąży ona bowiem również do opracowania nowych typów baterii, zwłaszcza półprzewodnikowych i litowo-metalowych, które, jako sprawniejsze źródła energii, mają zastąpić te z początku (wydłuży to zasięg pojazdów elektrycznych, a przez to pozostałych, mobilnych środków transportu, wliczając samoloty dalekodystansowe, które także mają szansę zostać zelektryfikowane).

Napędy i układy elektroniczne w pojazdach elektrycznych:

Poprawa osiągów układów energoelektronicznych oraz elektrycznych silników trakcyjnych stanowi klucz do zwiększenia zasięgu pojazdów elektrycznych i zmniejszenia wielkości baterii jakie są w nich dostępne. W tym względzie są istotne dwa następujące aspekty: podejście rynku motoryzacyjnego do silników o magnesach trwałych i przejście producentów aut na podzespoły półprzewodnikowe o szerokiej przerwie energetycznej. Z powodu dużej sprawności, przytoczone silniki stały się wiodącą technologią w napędach elektrycznych, a ich sprzedaż wciąż rośnie (wpływa na to popularyzacja pojazdów elektrycznych). Jednak ich magnesy są trudne w recyklingu i wzbudzają obawy odnośnie cen oraz polityki wydobycia potrzebnych materiałów (większość z nich pochodzi z Chin, wliczając neodym - podstawowy pierwiastek ziem rzadkich). W efekcie producenci coraz częściej interesują się silnikami bezmagnesowymi, choć ich rozwój jest na razie powolny (oczekuje się, że nastąpi tutaj dywersyfikacja technologii z nimi związanych). Jednocześnie trwa proces przechodzenia na układy elektroniczne złożone z elementów o szerokiej przerwie energetycznej, zwłaszcza tych wykonanych z węglika krzemu. Przewiduje się, że do 2030 roku prawie połowa rynku samochodów elektrycznych przestawi się na powyższe układy, co umożliwi wprowadzenie napędów wysokonapięciowych (ich ciekawy przykład stanowi koncepcja Vision EQXX firmy Mercedes, która korzysta z napięcia 900 V i bazuje m.in. na karoserii solarnej i akumulatorach krzemowych zapewniających zasięg ok. 1000 km). 

Bezpieczeństwo (termiczne) pojazdów elektrycznych:

W miarę elektryfikacji mobilnych środków transportu, bezpieczeństwo tych pojazdów jest pomijane. Dobrym tego przykładem jest wycofanie z rynku modelu Chevrolet Bolt (firmy General Motors), który w każdej chwili mógł ulec pożarowi i naraził producenta na ok. 1,9 miliarda dolarów strat (nie było to przy tym jedyne przedsiębiorstwo z tego rodzaju sprawą). Szczęśliwie jednak był to tylko incydent, który w przyszłości ma szansę zachodzić rzadziej przede wszystkim dzięki nieustannej ewolucji baterii (nowatorskie metody projektowania, innowacyjne składy chemiczne, elektrody o zwiększonej ilości budulca, w szczególności niklu, nowe typy baterii, w tym baterie LFP (litowo-żelazowo-fosforanowe) - wszystko to jest przez cały czas osiągane, podobnie jak bardziej efektywne materiały dla chłodziw oraz ochrony przeciwpożarowej napędów elektrycznych). Tym niemniej należy pamiętać, że silniki z magnesami trwałymi wymagają właściwej temperatury pracy, a cewki napędów elektrycznych nie powinny być nadmiernie rozgrzane (grozi to spadkiem ich wydajności lub uszkodzeniem izolacji uzwojenia). Plus oparta na węgliku krzemu elektronika pojazdów elektrycznych musi uwzględniać większą niż w innych warunkach temperaturę złącza (należy w tym celu zastosować odpowiednie podłoże oraz mocowania układów tej elektroniki). 

Wodorowe ogniwa paliwowe:

Ostatnią sprawą są wady pojazdów elektrycznych, w tym zasięg, obciążenia, postoje i elastyczność elektryczna. Przykładowo transport ciężarowy operuje na długich trasach, natomiast miejski kursuje stojąc w długich korkach - na chwilę obecną trudno efektywnie wykorzystywać napęd elektryczny w obu przypadkach, przez co bardziej się opłaca produkować baterie dla pojazdów lekkich. Skoro tak, to potrzeba innych rodzajów napędu - jednym z nich jest ten oparty na ogniwach paliwowych,  które są rozwijane przez takie firmy motoryzacyjne jak: Hyundai, Toyota, a także Daimler inwestujące  duże pieniądze w udoskonalanie tych ogniw, szczególnie jeżeli są one wodorowe (potrzeba w tym  celu infrastruktury, którą firmy te również rozwijają). Choć na razie mają one więcej słabych stron w stosunku do baterii, to nie należy ich odrzucać w sektorze pojazdów ciężkich (jest to kwestia czasu, gdy pojazdy te będą ze wspomnianych ogniw korzystać, zwłaszcza by pomóc w ochronie klimatu).

Tematyka materiału: American Airlines, auta, Avolon, baterie litowo-jonowe, baterie LFP, baterie Li-On, branża motoryzacyjna, Chevrolet Bolt, Daimler, General Motors, Hyundai, IDTechEx, lidar, Mercedes, motoryzacja, neodym, ogniwa wodorowe, pojazdy autonomiczne, pojazdy elektryczne, pojazdy spalinowe, samochody, Sony, Toyota, United Airlines, Virgin Atlantic, UPS, usługi mobilności, Vision EQXX, węglik krzemu
AUTOR
Źródło
www.idtechex.com
Udostępnij
UK Logo