แนวโน้มโครงสร้างพื้นฐานการชาร์จ

แม้ว่าความต้องการในการชาร์จส่วนใหญ่ในปัจจุบันจะตอบสนองด้วยการชาร์จที่บ้าน แต่เครื่องชาร์จที่เข้าถึงได้สาธารณะนั้นมีความต้องการเพิ่มมากขึ้น เพื่อมอบความสะดวกสบายและการเข้าถึงในระดับเดียวกับการเติมเชื้อเพลิงให้กับยานพาหนะทั่วไป โดยเฉพาะอย่างยิ่งในเขตเมืองที่มีผู้คนหนาแน่น ซึ่งการเข้าถึงการชาร์จที่บ้านมีจำกัดมากขึ้น โครงสร้างพื้นฐานการชาร์จสาธารณะเป็นปัจจัยสำคัญในการนำรถยนต์ไฟฟ้ามาใช้ ณ สิ้นปี 2565 มีจุดชาร์จสาธารณะ 2.7 ล้านจุดทั่วโลก โดยมากกว่า 900,000 จุดได้รับการติดตั้งในปี 2565 เพิ่มขึ้นประมาณ 55% จากสต็อกในปี 2564 และเทียบได้กับอัตราการเติบโตก่อนเกิดโรคระบาดที่ 50% ระหว่างปี 2558 ถึง 2019.

ที่ชาร์จช้า

จุดชาร์จสาธารณะที่ช้ากว่า 600,000 จุดทั่วโลก1ได้รับการติดตั้งในปี 2565 โดย 360,000 เครื่องอยู่ในจีน ทำให้สต็อกเครื่องชาร์จที่ช้าในประเทศมีมากกว่า 1 ล้านเครื่อง ในช่วงสิ้นปี 2022 ประเทศจีนมีสต็อกเครื่องชาร์จสาธารณะที่ช้าสาธารณะมากกว่าครึ่งหนึ่งทั่วโลก

ยุโรปอยู่ในอันดับที่สอง โดยมีเครื่องชาร์จที่ชาร์จช้าทั้งหมด 460,000 เครื่องในปี 2565 ซึ่งเพิ่มขึ้น 50% จากปีก่อนหน้า เนเธอร์แลนด์เป็นผู้นำในยุโรปด้วยจำนวน 117,000 คน ตามมาด้วยประมาณ 74,000 คนในฝรั่งเศส และ 64,000 คนในเยอรมนี สต็อกเครื่องชาร์จที่ช้าในสหรัฐอเมริกาเพิ่มขึ้น 9% ในปี 2022 ซึ่งเป็นอัตราการเติบโตที่ต่ำที่สุดในบรรดาตลาดหลักๆ ในเกาหลี ปริมาณการชาร์จที่ช้าเพิ่มขึ้นสองเท่าเมื่อเทียบเป็นรายปี โดยมีจำนวนจุดชาร์จถึง 184,000 จุด

ที่ชาร์จเร็ว

ที่ชาร์จด่วนที่เข้าถึงได้โดยสาธารณะ โดยเฉพาะที่ตั้งอยู่ริมมอเตอร์เวย์ ช่วยให้การเดินทางไกลขึ้น และสามารถจัดการกับความวิตกกังวลในระยะทางอันเป็นอุปสรรคต่อการนำรถยนต์พลังงานไฟฟ้ามาใช้ เช่นเดียวกับเครื่องชาร์จที่ช้า เครื่องชาร์จแบบด่วนสาธารณะยังมอบโซลูชันการชาร์จให้กับผู้บริโภคที่ไม่สามารถเข้าถึงการชาร์จแบบส่วนตัวได้อย่างน่าเชื่อถือ ดังนั้นจึงกระตุ้นให้มีการนำ EV มาใช้ในกลุ่มประชากรที่กว้างขึ้น จำนวนเครื่องชาร์จแบบเร็วเพิ่มขึ้น 330,000 เครื่องทั่วโลกในปี 2565 แม้ว่าการเติบโตส่วนใหญ่ (เกือบ 90%) จะมาจากประเทศจีนก็ตาม การใช้งานการชาร์จอย่างรวดเร็วจะช่วยชดเชยการขาดการเข้าถึงเครื่องชาร์จตามบ้านในเมืองที่มีประชากรหนาแน่น และสนับสนุนเป้าหมายของจีนในการติดตั้ง EV อย่างรวดเร็ว ประเทศจีนมีแท่นชาร์จแบบเร็วทั้งหมด 760,000 เครื่อง แต่แท่นชาร์จแบบด่วนสาธารณะมากกว่านั้นตั้งอยู่ในจังหวัดเพียง 10 แห่ง

ในยุโรป สต็อกเครื่องชาร์จแบบเร็วโดยรวมมีจำนวนมากกว่า 70,000 ชิ้นภายในสิ้นปี 2565 เพิ่มขึ้นประมาณ 55% เมื่อเทียบกับปี 2564 ประเทศที่มีสต็อกเครื่องชาร์จแบบเร็วที่ใหญ่ที่สุด ได้แก่ เยอรมนี (มากกว่า 12,000 ชิ้น) ฝรั่งเศส (9,700 ชิ้น) และนอร์เวย์ (9 000). มีความทะเยอทะยานที่ชัดเจนทั่วสหภาพยุโรปเพื่อพัฒนาโครงสร้างพื้นฐานการชาร์จสาธารณะต่อไป ตามที่ระบุโดยข้อตกลงชั่วคราวเกี่ยวกับกฎระเบียบโครงสร้างพื้นฐานเชื้อเพลิงทางเลือก (AFIR) ที่เสนอ ซึ่งจะกำหนดข้อกำหนดความครอบคลุมการชาร์จไฟฟ้าทั่วทั้งเครือข่ายการขนส่งข้ามยุโรป (TEN) -T) ระหว่างธนาคารเพื่อการลงทุนแห่งยุโรปและคณะกรรมาธิการยุโรปจะจัดสรรเงินกว่า 1.5 พันล้านยูโรภายในสิ้นปี 2566 สำหรับโครงสร้างพื้นฐานเชื้อเพลิงทางเลือก รวมถึงการชาร์จไฟอย่างรวดเร็วด้วยไฟฟ้า

สหรัฐอเมริกาติดตั้งเครื่องชาร์จแบบเร็ว 6,300 เครื่องในปี 2565 ประมาณสามในสี่เป็น Tesla Superchargers ยอดรวมของเครื่องชาร์จแบบเร็วมีถึง 28,000 เครื่อง ณ สิ้นปี 2565 คาดว่าการติดตั้งใช้งานจะเร่งตัวขึ้นในปีต่อๆ ไป หลังจากได้รับอนุมัติจากรัฐบาล (NEVI) ทุกรัฐของสหรัฐอเมริกา วอชิงตัน ดี.ซี. และเปอร์โตริโกเข้าร่วมในโครงการนี้ และได้รับการจัดสรรเงินทุนจำนวน 885 ล้านดอลลาร์สหรัฐในปี 2566 เพื่อสนับสนุนการสร้างที่ชาร์จบนทางหลวงระยะทาง 122,000 กม. สำนักงานทางหลวงกลางแห่งสหรัฐอเมริกาได้ประกาศมาตรฐานแห่งชาติใหม่สำหรับเครื่องชาร์จ EV ที่ได้รับทุนสนับสนุนจากรัฐบาลกลาง เพื่อให้มั่นใจถึงความสม่ำเสมอ ความน่าเชื่อถือ การเข้าถึง และความเข้ากันได้ สำหรับมาตรฐานใหม่นี้ Tesla ได้ประกาศว่าจะเปิดส่วนหนึ่งของ Supercharger ของสหรัฐอเมริกา (โดยที่ Superchargers คิดเป็น 60% ของสต็อกเครื่องชาร์จแบบเร็วทั้งหมดในสหรัฐอเมริกา) และเครือข่าย Destination Charger ไปยัง EV ที่ไม่ใช่ Tesla

จุดชาร์จสาธารณะมีความจำเป็นมากขึ้นเพื่อให้สามารถใช้งาน EV ได้มากขึ้น

การปรับใช้โครงสร้างพื้นฐานการชาร์จสาธารณะเพื่อคาดการณ์การเติบโตของยอดขายรถยนต์ไฟฟ้าถือเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการนำรถยนต์ไฟฟ้ามาใช้ในวงกว้าง ตัวอย่างเช่น ในนอร์เวย์ มี LDV ไฟฟ้าจากแบตเตอรี่ประมาณ 1.3 จุดต่อจุดชาร์จสาธารณะในปี 2554 ซึ่งสนับสนุนให้มีการใช้งานเพิ่มเติม ณ สิ้นปี 2022 โดยที่ LDV มากกว่า 17% เป็น BEV และมี 25 BEV ต่อจุดชาร์จสาธารณะในนอร์เวย์ โดยทั่วไป เมื่อส่วนแบ่งสต็อกของ LDV ไฟฟ้าของแบตเตอรี่เพิ่มขึ้น จุดชาร์จต่ออัตราส่วน BEV จะลดลง การเติบโตของยอดขายรถยนต์ไฟฟ้าจะยั่งยืนได้ก็ต่อเมื่อความต้องการในการชาร์จเป็นไปตามโครงสร้างพื้นฐานที่สามารถเข้าถึงได้และราคาไม่แพง ไม่ว่าจะผ่านการชาร์จส่วนตัวในบ้านหรือที่ทำงาน หรือสถานีชาร์จที่สาธารณะเข้าถึงได้

อัตราส่วนของ LDV ไฟฟ้าต่อเครื่องชาร์จสาธารณะ

จุดชาร์จสาธารณะต่ออัตราส่วน LDV ของแบตเตอรี่ต่อไฟฟ้าในบางประเทศ เทียบกับส่วนแบ่งหุ้น LDV ของแบตเตอรี่ไฟฟ้า

แม้ว่า PHEV จะพึ่งพาโครงสร้างพื้นฐานการชาร์จสาธารณะน้อยกว่า BEV แต่การกำหนดนโยบายที่เกี่ยวข้องกับจุดชาร์จที่เพียงพอควรรวม (และสนับสนุน) การชาร์จ PHEV สาธารณะ หากพิจารณาจำนวน LDV ไฟฟ้าทั้งหมดต่อจุดชาร์จ ค่าเฉลี่ยทั่วโลกในปี 2022 จะอยู่ที่ประมาณ 10 EV ต่อเครื่องชาร์จ ประเทศต่างๆ เช่น จีน เกาหลี และเนเธอร์แลนด์ มีการบำรุงรักษารถยนต์ไฟฟ้าน้อยกว่า 10 คันต่อเครื่องชาร์จตลอดหลายปีที่ผ่านมา ในประเทศที่ต้องพึ่งพาการชาร์จสาธารณะเป็นจำนวนมาก จำนวนเครื่องชาร์จที่เข้าถึงได้สาธารณะได้ขยายตัวอย่างรวดเร็วซึ่งสอดคล้องกับการใช้งาน EV เป็นอย่างมาก

อย่างไรก็ตาม ในบางตลาดที่โดดเด่นด้วยความพร้อมในการชาร์จที่บ้านอย่างกว้างขวาง (เนื่องจากบ้านเดี่ยวมีส่วนแบ่งสูงพร้อมโอกาสในการติดตั้งเครื่องชาร์จ) จำนวน EV ต่อจุดชาร์จสาธารณะอาจสูงกว่านี้อีก ตัวอย่างเช่น ในสหรัฐอเมริกา อัตราส่วนของ EV ต่อเครื่องชาร์จคือ 24 และในนอร์เวย์มากกว่า 30 เมื่อการเจาะตลาดของ EV เพิ่มขึ้น การชาร์จสาธารณะจึงมีความสำคัญมากขึ้น แม้แต่ในประเทศเหล่านี้ เพื่อสนับสนุนการนำ EV มาใช้ในหมู่ผู้ขับขี่ ผู้ที่ไม่สามารถเข้าถึงตัวเลือกการชาร์จที่บ้านหรือที่ทำงานส่วนตัวได้ อย่างไรก็ตาม อัตราส่วนที่เหมาะสมของ EV ต่อเครื่องชาร์จจะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับสภาพท้องถิ่นและความต้องการของผู้ขับขี่

บางทีสิ่งที่สำคัญกว่าจำนวนเครื่องชาร์จสาธารณะที่มีอยู่ก็คือความจุพลังงานการชาร์จสาธารณะทั้งหมดต่อ EV เนื่องจากเครื่องชาร์จแบบเร็วสามารถรองรับ EV ได้มากกว่าเครื่องชาร์จที่ช้า ในช่วงแรกของการนำ EV มาใช้ ก็สมเหตุสมผลแล้วที่พลังงานการชาร์จที่มีอยู่ต่อ EV จะสูง โดยสมมติว่าการใช้งานเครื่องชาร์จจะค่อนข้างต่ำจนกว่าตลาดจะเติบโตเต็มที่ และการใช้โครงสร้างพื้นฐานจะมีประสิทธิภาพมากขึ้น เพื่อให้สอดคล้องกับสิ่งนี้ AFIR ของสหภาพยุโรปได้รวมข้อกำหนดสำหรับกำลังการผลิตไฟฟ้าทั้งหมดที่จะจัดหาตามขนาดของกองเรือที่จดทะเบียน

ทั่วโลก ความสามารถในการชาร์จสาธารณะโดยเฉลี่ยต่อ LDV ไฟฟ้าอยู่ที่ประมาณ 2.4 กิโลวัตต์ต่อ EV ในสหภาพยุโรป อัตราส่วนจะต่ำกว่า โดยมีค่าเฉลี่ยประมาณ 1.2 กิโลวัตต์ต่อ EV เกาหลีมีอัตราส่วนสูงสุดที่ 7 kW ต่อ EV แม้ว่าเครื่องชาร์จสาธารณะส่วนใหญ่ (90%) จะเป็นเครื่องชาร์จที่ช้าก็ตาม

จำนวน LDV แบบไฟฟ้าต่อจุดชาร์จสาธารณะ และกิโลวัตต์ต่อ LDV แบบไฟฟ้า ปี 2022

เปิด

จำนวน LDV ไฟฟ้าต่อจุดชาร์จkW ของการชาร์จสาธารณะต่อ LDV ไฟฟ้านิวซีแลนด์ไอซ์แลนด์ออสเตรเลียนอร์เวย์บราซิลเยอรมนีสวีเดนสหรัฐอเมริกาเดนมาร์กโปรตุเกสสหราชอาณาจักรสเปนแคนาดาอินโดนีเซียฟินแลนด์สวิตเซอร์แลนด์ญี่ปุ่นไทยสหภาพยุโรปฝรั่งเศสโปแลนด์เม็กซิโกเบลเยียมโลกอิตาลีจีนอินเดียแอฟริกาใต้ชิลีกรีซเนเธอร์แลนด์เกาหลี081624324048566472808 89610400.61.21.82.433.64.24.85.466.67.27.8

• EV / EVSE (แกนล่าง)
• kW/EV (แกนบน)

ในภูมิภาคที่รถบรรทุกไฟฟ้าเริ่มมีจำหน่ายในเชิงพาณิชย์ รถบรรทุกไฟฟ้าแบบแบตเตอรี่สามารถแข่งขันบนพื้นฐาน TCO กับรถบรรทุกดีเซลทั่วไปสำหรับการดำเนินงานที่เพิ่มมากขึ้น ไม่เพียงแต่ในเมืองและภูมิภาคเท่านั้น แต่ยังรวมถึงกลุ่มรถบรรทุกหัวลาก-รถพ่วงระดับภูมิภาคและระยะไกลด้วย . พารามิเตอร์สามตัวที่กำหนดเวลาถึงคือค่าผ่านทาง ต้นทุนเชื้อเพลิงและการดำเนินงาน (เช่น ความแตกต่างระหว่างราคาดีเซลและค่าไฟฟ้าที่ผู้ประกอบการรถบรรทุกต้องเผชิญ และค่าบำรุงรักษาที่ลดลง) และเงินอุดหนุน CAPEX เพื่อลดช่องว่างราคาซื้อรถล่วงหน้า เนื่องจากรถบรรทุกไฟฟ้าสามารถปฏิบัติงานแบบเดียวกันได้โดยมีต้นทุนตลอดอายุการใช้งานที่ต่ำกว่า (รวมถึงหากมีการใช้อัตราคิดลด) ซึ่งเจ้าของรถคาดหวังว่าจะต้องชดใช้ต้นทุนล่วงหน้าจึงเป็นปัจจัยสำคัญในการพิจารณาว่าจะซื้อรถบรรทุกไฟฟ้าหรือรถบรรทุกทั่วไป

ความประหยัดสำหรับรถบรรทุกไฟฟ้าในการใช้งานทางไกลสามารถปรับปรุงได้อย่างมาก หากค่าใช้จ่ายในการชาร์จสามารถลดลงได้โดยการเพิ่ม "การเปลี่ยนกะ" ให้สูงสุด (เช่น เวลากลางคืนหรือระยะเวลาหยุดทำงานที่นานกว่าอื่นๆ) การชาร์จที่ช้า ทำให้เกิดสัญญาการซื้อจำนวนมากกับผู้ให้บริการโครงข่ายสำหรับ “การเปลี่ยนเกียร์กลางคัน” (เช่น ระหว่างพัก) การชาร์จแบบเร็ว (สูงสุด 350 กิโลวัตต์) หรือการชาร์จแบบเร็วพิเศษ (>350 กิโลวัตต์) และการสำรวจการชาร์จอัจฉริยะและโอกาสในการสร้างรายได้เสริมจากยานพาหนะสู่โครงข่าย

รถบรรทุกและรถโดยสารไฟฟ้าจะใช้การชาร์จแบบไม่มีกะเพื่อพลังงานส่วนใหญ่ สิ่งนี้จะเกิดขึ้นได้เป็นส่วนใหญ่ที่คลังชาร์จเอกชนหรือกึ่งเอกชน หรือที่สถานีสาธารณะบนทางหลวง และมักจะข้ามคืน คลังเก็บเพื่อรองรับความต้องการที่เพิ่มขึ้นสำหรับระบบไฟฟ้าสำหรับงานหนักจะต้องได้รับการพัฒนา และในหลายกรณีอาจต้องมีการอัพเกรดโครงข่ายการจำหน่ายและการส่งผ่าน ขึ้นอยู่กับข้อกำหนดด้านระยะของยานพาหนะ การชาร์จที่ศูนย์จะเพียงพอที่จะครอบคลุมการดำเนินงานส่วนใหญ่ในรถบัสในเมืองตลอดจนการดำเนินงานของรถบรรทุกในเมืองและในระดับภูมิภาค

กฎระเบียบที่กำหนดให้ช่วงพักสามารถกำหนดกรอบเวลาสำหรับการชาร์จระหว่างกะกลางคันได้ หากมีตัวเลือกการชาร์จแบบเร็วหรือเร็วพิเศษระหว่างทาง: สหภาพยุโรปกำหนดให้ต้องพัก 45 นาทีหลังจากทุกๆ 4.5 ชั่วโมงของการขับขี่; สหรัฐอเมริกาออกคำสั่ง 30 นาทีหลังจาก 8 ชั่วโมง

สถานีชาร์จแบบเร็วกระแสตรง (DC) ที่มีวางจำหน่ายทั่วไปส่วนใหญ่ในปัจจุบันใช้ระดับพลังงานได้ตั้งแต่ 250-350 กิโลวัตต์ บรรลุถึงโดยสภาและรัฐสภายุโรป รวมถึงกระบวนการปรับใช้โครงสร้างพื้นฐานแบบค่อยเป็นค่อยไปสำหรับยานพาหนะไฟฟ้าหนักที่เริ่มในปี 2025 การศึกษาล่าสุดเกี่ยวกับข้อกำหนดด้านพลังงานสำหรับการดำเนินงานรถบรรทุกระดับภูมิภาคและระยะไกลในสหรัฐอเมริกาและยุโรปพบว่าพลังงานการชาร์จสูงกว่า 350 กิโลวัตต์ และอาจต้องใช้พลังงานสูงถึง 1 เมกะวัตต์เพื่อชาร์จรถบรรทุกไฟฟ้าให้เต็มในช่วงพัก 30 ถึง 45 นาที

ในปี 2022 Traton, Volvo และ Daimler ตระหนักดีถึงความจำเป็นในการขยายการชาร์จแบบเร็วหรือแบบเร็วพิเศษเพื่อให้การดำเนินงานระยะไกลทั้งทางเทคนิคและเศรษฐกิจในระยะยาวเป็นไปได้ โดยก่อตั้งบริษัทร่วมทุนอิสระขึ้นด้วยเงิน 500 ยูโร ในการลงทุนร่วมกันจากสามกลุ่มการผลิตสำหรับงานหนัก โครงการริเริ่มนี้มีเป้าหมายที่จะติดตั้งจุดชาร์จแบบเร็ว (300 ถึง 350 กิโลวัตต์) และแบบเร็วพิเศษ (1 เมกะวัตต์) มากกว่า 1,700 จุดทั่วยุโรป

ปัจจุบันมีการใช้มาตรฐานการชาร์จหลายมาตรฐาน และข้อกำหนดทางเทคนิคสำหรับการชาร์จแบบเร็วพิเศษยังอยู่ระหว่างการพัฒนา การรับรองมาตรฐานการชาร์จและการทำงานร่วมกันสูงสุดที่เป็นไปได้สำหรับ EV สำหรับงานหนักนั้นเป็นสิ่งจำเป็น เพื่อหลีกเลี่ยงต้นทุน ความไร้ประสิทธิภาพ และความท้าทายสำหรับผู้นำเข้ายานพาหนะและผู้ปฏิบัติงานระหว่างประเทศที่จะถูกสร้างขึ้นโดยผู้ผลิตตามเส้นทางที่แตกต่าง

ในประเทศจีน ผู้ร่วมพัฒนา China Electricity Council และ "ultra ChaoJi" ของ CHAdeMO กำลังพัฒนามาตรฐานการชาร์จสำหรับรถยนต์ไฟฟ้างานหนักที่มีกำลังไฟสูงสุดหลายเมกะวัตต์ ในยุโรปและสหรัฐอเมริกา ข้อกำหนดสำหรับระบบการชาร์จเมกะวัตต์ CharIN (MCS) ที่มีศักยภาพสูงสุดคือ อยู่ระหว่างการพัฒนาโดยองค์การระหว่างประเทศเพื่อการมาตรฐาน (ISO) และองค์กรอื่นๆ ข้อมูลจำเพาะ MCS ขั้นสุดท้ายซึ่งจำเป็นสำหรับการเปิดตัวเชิงพาณิชย์คาดว่าจะเกิดขึ้นในปี 2567 หลังจากสถานที่ชาร์จเมกะวัตต์แห่งแรกที่นำเสนอโดย Daimler Trucks และ Portland General Electric (PGE) ในปี 2564 เช่นเดียวกับการลงทุนและโครงการในออสเตรีย สวีเดน ,สเปนและสหราชอาณาจักร

การค้าเครื่องชาร์จที่มีกำลังไฟพิกัด 1MW จะต้องมีการลงทุนจำนวนมาก เนื่องจากสถานีที่มีความต้องการพลังงานสูงดังกล่าวจะต้องเสียค่าใช้จ่ายจำนวนมากทั้งในด้านการติดตั้งและการอัพเกรดโครงข่าย การแก้ไขโมเดลธุรกิจสาธารณูปโภคไฟฟ้าสาธารณะและกฎระเบียบของภาคพลังงาน การประสานงานการวางแผนระหว่างผู้มีส่วนได้ส่วนเสีย และการชาร์จอัจฉริยะ สามารถช่วยสนับสนุนโดยตรงผ่านโครงการนำร่อง และสิ่งจูงใจทางการเงิน ยังสามารถเร่งการสาธิตและการยอมรับในระยะเริ่มต้น การศึกษาล่าสุดสรุปข้อควรพิจารณาในการออกแบบที่สำคัญบางประการสำหรับการพัฒนาสถานีชาร์จที่ได้รับการจัดอันดับ MCS:

• การวางแผนสถานีชาร์จที่สถานที่ตั้งคลังทางหลวงใกล้กับสายส่งและสถานีย่อยอาจเป็นทางออกที่ดีที่สุดในการลดต้นทุนและเพิ่มการใช้เครื่องชาร์จ
• การเชื่อมต่อ "ขนาดที่เหมาะสม" พร้อมการเชื่อมต่อโดยตรงกับสายส่งตั้งแต่ระยะเริ่มต้น ดังนั้นจึงคาดการณ์ความต้องการพลังงานของระบบซึ่งมีส่วนแบ่งกิจกรรมการขนส่งสินค้าสูงที่ใช้ไฟฟ้า แทนที่จะอัพเกรดโครงข่ายกระจายสินค้าเฉพาะกิจและในระยะสั้น พื้นฐานจะมีความสำคัญอย่างยิ่งในการลดต้นทุน สิ่งนี้จะต้องมีการวางแผนที่มีโครงสร้างและประสานงานระหว่างผู้ให้บริการกริดและผู้พัฒนาโครงสร้างพื้นฐานการชาร์จทั่วทั้งภาคส่วน
• เนื่องจากการเชื่อมต่อระบบส่งกำลังและการอัพเกรดกริดอาจใช้เวลา 4-8 ปี การวางตำแหน่งและการก่อสร้างสถานีชาร์จที่มีลำดับความสำคัญสูงจะต้องเริ่มโดยเร็วที่สุด

โซลูชันประกอบด้วยการติดตั้งที่เก็บข้อมูลแบบอยู่กับที่และบูรณาการกำลังการผลิตหมุนเวียนในท้องถิ่น รวมกับการชาร์จอัจฉริยะ ซึ่งสามารถช่วยลดทั้งต้นทุนโครงสร้างพื้นฐานที่เกี่ยวข้องกับการเชื่อมต่อโครงข่ายและต้นทุนการจัดหาไฟฟ้า (เช่น โดยทำให้ผู้ประกอบการรถบรรทุกสามารถลดต้นทุนโดยการเก็งกำไรจากความแปรปรวนของราคาตลอดทั้งวัน โดยใช้ประโยชน์จาก ของโอกาสจากยานพาหนะสู่กริด ฯลฯ)

ตัวเลือกอื่นในการจ่ายพลังงานให้กับยานพาหนะไฟฟ้าหนัก (HDV) ได้แก่ การเปลี่ยนแบตเตอรี่และระบบถนนแบบไฟฟ้า ระบบถนนแบบไฟฟ้าสามารถถ่ายโอนกำลังไปยังรถบรรทุกผ่านทางขดลวดเหนี่ยวนำบนถนน หรือผ่านการเชื่อมต่อที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าระหว่างรถยนต์กับถนน หรือผ่านทางสายโซ่ (เหนือศีรษะ) ตัวเลือกการชาร์จแบบโซ่และไดนามิกอื่นๆ อาจถือได้ว่าสามารถลดต้นทุนระดับระบบของมหาวิทยาลัยในการเปลี่ยนไปใช้รถบรรทุกระดับภูมิภาคและรถบรรทุกระยะไกลที่ปล่อยก๊าซเป็นศูนย์ ซึ่งบรรลุผลดีในแง่ของทุนทั้งหมดและต้นทุนการดำเนินงาน นอกจากนี้ยังสามารถช่วยลดความต้องการความจุของแบตเตอรี่ได้อีกด้วย ความต้องการแบตเตอรี่สามารถลดลงได้อีก และปรับปรุงการใช้งานให้ดียิ่งขึ้น หากระบบถนนไฟฟ้าได้รับการออกแบบให้เข้ากันได้ไม่เพียงแต่กับรถบรรทุกเท่านั้น แต่ยังรวมไปถึงรถยนต์ไฟฟ้าด้วย อย่างไรก็ตาม แนวทางดังกล่าวจะต้องมีการออกแบบแบบอุปนัยหรือแบบอินโรดที่มาพร้อมกับอุปสรรคที่มากขึ้นในแง่ของการพัฒนาและการออกแบบเทคโนโลยี และต้องใช้เงินทุนมากกว่า ในเวลาเดียวกัน ระบบถนนไฟฟ้าก่อให้เกิดความท้าทายที่สำคัญคล้ายกับภาคระบบราง รวมถึงความต้องการที่มากขึ้นสำหรับการกำหนดเส้นทางและยานพาหนะที่เป็นมาตรฐาน (ดังที่แสดงในรถรางและรถบัสรถเข็น) ความเข้ากันได้ข้ามพรมแดนสำหรับการเดินทางระยะไกล และโครงสร้างพื้นฐานที่เหมาะสม รูปแบบการเป็นเจ้าของ ทำให้เจ้าของรถบรรทุกมีความยืดหยุ่นน้อยลงในแง่ของเส้นทางและประเภทของยานพาหนะ และมีต้นทุนการพัฒนาโดยรวมสูง ซึ่งทั้งหมดนี้ส่งผลต่อความสามารถในการแข่งขันเมื่อเทียบกับสถานีชาร์จทั่วไป เมื่อพิจารณาถึงความท้าทายเหล่านี้ ระบบดังกล่าวจะถูกนำไปใช้อย่างมีประสิทธิภาพสูงสุดเป็นอันดับแรกบนทางเดินขนส่งสินค้าที่มีการใช้งานหนัก ซึ่งจะทำให้เกิดการประสานงานอย่างใกล้ชิดระหว่างผู้มีส่วนได้ส่วนเสียทั้งภาครัฐและเอกชน การสาธิตบนถนนสาธารณะจนถึงปัจจุบันในเยอรมนีและสวีเดนต้องอาศัยตัวแทนจากทั้งหน่วยงานภาครัฐและเอกชน นอกจากนี้ ยังมีการพิจารณาการเรียกนักบินระบบไฟฟ้าถนนในจีน อินเดีย สหราชอาณาจักร และสหรัฐอเมริกา

ความต้องการการชาร์จสำหรับยานพาหนะที่ใช้งานหนัก

การวิเคราะห์ของสภาระหว่างประเทศว่าด้วยการขนส่งที่สะอาด (ICCT) ชี้ให้เห็นว่าการเปลี่ยนแบตเตอรี่สำหรับรถสองล้อไฟฟ้าในบริการรถแท็กซี่ (เช่น รถแท็กซี่จักรยาน) ให้ TCO ที่สามารถแข่งขันได้มากที่สุด เมื่อเทียบกับการชาร์จแบบจุดชาร์จ BEV หรือรถสองล้อ ICE ในกรณีของการจัดส่งระยะทางสุดท้ายผ่านรถสองล้อ การชาร์จแบบจุดปัจจุบันมีข้อได้เปรียบ TCO มากกว่าการเปลี่ยนแบตเตอรี่ แต่ด้วยแรงจูงใจและขนาดตามนโยบายที่เหมาะสม การเปลี่ยนอาจกลายเป็นทางเลือกที่เป็นไปได้ภายใต้เงื่อนไขบางประการ โดยทั่วไป เมื่อระยะทางเดินทางเฉลี่ยต่อวันเพิ่มขึ้น รถสองล้อไฟฟ้าที่ใช้แบตเตอรี่พร้อมการเปลี่ยนแบตเตอรี่จะประหยัดกว่าการชาร์จแบบจุดหรือรถยนต์ที่ใช้น้ำมันเบนซิน ในปี 2021 สมาคมรถจักรยานยนต์แบบเปลี่ยนแบตเตอรี่ได้ก่อตั้งขึ้นโดยมีเป้าหมายเพื่ออำนวยความสะดวกในการเปลี่ยนแบตเตอรี่ของยานพาหนะน้ำหนักเบา รวมถึงรถสองหรือสามล้อ โดยการทำงานร่วมกันเกี่ยวกับข้อกำหนดแบตเตอรี่ทั่วไป

การเปลี่ยนแบตเตอรี่ของรถสองหรือสามล้อไฟฟ้ากำลังได้รับแรงผลักดันเป็นพิเศษในอินเดีย ปัจจุบันมีบริษัทต่างๆ มากกว่า 10 แห่งในตลาดอินเดีย รวมถึง Gogoro ผู้นำด้านสกู๊ตเตอร์ไฟฟ้าและการแลกเปลี่ยนแบตเตอรี่ในจีนในไทเป Gogoro อ้างว่าแบตเตอรี่ของตนใช้พลังงานได้ 90% ของสกู๊ตเตอร์ไฟฟ้าในไทเปของจีน และเครือข่าย Gogoro มีสถานีเปลี่ยนแบตเตอรี่มากกว่า 12,000 แห่งเพื่อรองรับรถสองล้อไฟฟ้ามากกว่า 500,000 คันในเก้าประเทศ ส่วนใหญ่อยู่ในภูมิภาคเอเชียแปซิฟิก ขณะนี้ Gogoro ได้ก่อตั้งขึ้นแล้ว ความร่วมมือกับ Zypp Electric ในอินเดีย ซึ่งดำเนินการแพลตฟอร์ม EV-as-a-service สำหรับการส่งมอบในระยะทางสุดท้าย พวกเขากำลังติดตั้งสถานีเปลี่ยนแบตเตอรี่ 6 แห่ง และรถสองล้อไฟฟ้า 100 คัน ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของโครงการนำร่องสำหรับการดำเนินการจัดส่งระยะทางสุดท้ายระหว่างธุรกิจกับธุรกิจในเมืองเดลี เมื่อต้นปี 2566 พวกเขาได้ระดมทุน ซึ่งจะใช้เพื่อขยายกองยานพาหนะของตนเป็นรถสองล้อไฟฟ้า 200,000 คันทั่ว 30 เมืองของอินเดียภายในปี 2568 Sun Mobility มีประวัติยาวนานในการแลกเปลี่ยนแบตเตอรี่ในอินเดีย โดยมีสถานีเปลี่ยนแบตเตอรี่มากกว่าทั่วประเทศ สำหรับรถสองล้อและสามล้อไฟฟ้า รวมถึงรถสามล้อไฟฟ้า ร่วมกับพันธมิตรอย่าง Amazon India ประเทศไทยยังเห็นบริการเปลี่ยนแบตเตอรี่สำหรับมอเตอร์ไซค์รับจ้างและพนักงานขับรถส่งของอีกด้วย

แม้ว่าการแลกเปลี่ยนแบตเตอรี่สำหรับรถสองล้อไฟฟ้าจะแพร่หลายมากที่สุดในเอเชีย แต่การแลกเปลี่ยนแบตเตอรี่สำหรับรถสองล้อไฟฟ้าก็กำลังแพร่กระจายไปยังแอฟริกาเช่นกัน ตัวอย่างเช่น บริษัทสตาร์ทอัพรถจักรยานยนต์ไฟฟ้าในรวันดาดำเนินการสถานีเปลี่ยนแบตเตอรี่ โดยมุ่งเน้นที่การให้บริการรถจักรยานยนต์รับจ้างที่ต้องใช้ระยะทางไกลในแต่ละวัน Ampersand ได้สร้างสถานีเปลี่ยนแบตเตอรี่ 10 แห่งในคิกาลี และ 3 แห่งในไนโรบี ประเทศเคนยา สถานีเหล่านี้มีการแลกเปลี่ยนแบตเตอรี่เกือบ 37,000 ครั้งต่อเดือน

การเปลี่ยนแบตเตอรี่สำหรับรถสองหรือสามล้อมีข้อได้เปรียบด้านต้นทุน

สำหรับรถบรรทุกโดยเฉพาะ การเปลี่ยนแบตเตอรี่อาจมีข้อได้เปรียบที่สำคัญมากกว่าการชาร์จที่เร็วเป็นพิเศษ ประการแรก การเปลี่ยนอาจใช้เวลาเพียงเล็กน้อย ซึ่งจะเป็นเรื่องยากและมีราคาแพงในการชาร์จผ่านสายเคเบิล โดยต้องใช้เครื่องชาร์จความเร็วสูงพิเศษที่เชื่อมต่อกับกริดไฟฟ้าแรงปานกลางถึงสูง และระบบจัดการแบตเตอรี่และเคมีของแบตเตอรี่ที่มีราคาแพง การหลีกเลี่ยงการชาร์จที่เร็วเป็นพิเศษยังทำให้ความจุ ประสิทธิภาพ และอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ยาวนานขึ้นอีกด้วย

Battery-as-a-service (BaaS) การแยกการซื้อรถบรรทุกและแบตเตอรี่ และการทำสัญญาเช่าแบตเตอรี่ จะช่วยลดต้นทุนการซื้อล่วงหน้าได้อย่างมาก นอกจากนี้ เนื่องจากรถบรรทุกมีแนวโน้มที่จะพึ่งพาสารเคมีของแบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟต (LFP) ซึ่งมีความทนทานมากกว่าแบตเตอรี่ลิเธียมนิกเกิลแมงกานีสโคบอลต์ออกไซด์ (NMC) จึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการเปลี่ยนในแง่ของความปลอดภัยและความสามารถในการจ่าย

อย่างไรก็ตาม ค่าใช้จ่ายในการสร้างสถานีมีแนวโน้มที่จะสูงขึ้นสำหรับการแลกเปลี่ยนแบตเตอรี่รถบรรทุก เนื่องจากรถมีขนาดใหญ่และแบตเตอรี่ที่หนักกว่า ซึ่งต้องใช้พื้นที่และอุปกรณ์พิเศษมากขึ้นในการดำเนินการเปลี่ยน อุปสรรคสำคัญอีกประการหนึ่งคือข้อกำหนดที่ว่าแบตเตอรี่จะต้องได้รับมาตรฐานตามขนาดและความจุที่กำหนด ซึ่ง OEM รถบรรทุกมีแนวโน้มที่จะมองว่าเป็นความท้าทายต่อความสามารถในการแข่งขัน เนื่องจากการออกแบบและความจุของแบตเตอรี่คือความแตกต่างที่สำคัญระหว่างผู้ผลิตรถบรรทุกไฟฟ้า

ประเทศจีนอยู่ในระดับแนวหน้าในการเปลี่ยนแบตเตอรี่สำหรับรถบรรทุก เนื่องมาจากการสนับสนุนนโยบายที่สำคัญและการใช้เทคโนโลยีที่ได้รับการออกแบบมาเพื่อเสริมการชาร์จสายเคเบิล ในปี 2021 MIIT ของจีนประกาศว่าหลายเมืองจะนำร่องเทคโนโลยีการเปลี่ยนแบตเตอรี่ รวมถึงการเปลี่ยนแบตเตอรี่ HDV ในสามเมือง ผู้ผลิตรถบรรทุกหนักรายใหญ่ของจีนเกือบทั้งหมด รวมถึง FAW, CAMC, Dongfeng, Jiangling Motors Corporation Limited (JMC), Shanxi Automobile และ SAIC

จีนเป็นผู้นำในการแลกเปลี่ยนแบตเตอรี่สำหรับรถบรรทุก

จีนยังเป็นผู้นำด้านการแลกเปลี่ยนแบตเตอรี่สำหรับรถยนต์นั่งส่วนบุคคลอีกด้วย ในทุกโหมด จำนวนสถานีเปลี่ยนแบตเตอรี่ทั้งหมดในจีนอยู่ที่เกือบสิ้นปี 2565 ซึ่งสูงกว่าสิ้นปี 2564 ถึง 50% NIO ซึ่งผลิตรถยนต์ที่เปิดใช้การเปลี่ยนแบตเตอรี่และสถานีเปลี่ยนแบตเตอรี่ที่รองรับนั้น มีการดำเนินงานมากกว่า ในประเทศจีน โดยรายงานว่าเครือข่ายครอบคลุมพื้นที่มากกว่าสองในสามของจีนแผ่นดินใหญ่ สถานีเปลี่ยนแบตเตอรี่ครึ่งหนึ่งได้รับการติดตั้งในปี 2565 และบริษัทได้ตั้งเป้าหมายไว้ที่สถานีเปลี่ยนแบตเตอรี่ 4,000 แห่งทั่วโลกภายในปี 2568 บริษัทสถานีเปลี่ยนแบตเตอรี่ของพวกเขาสามารถดำเนินการเปลี่ยนแบตเตอรี่ได้มากกว่า 300 ครั้งต่อวัน โดยชาร์จแบตเตอรี่ได้มากถึง 13 ก้อนพร้อมกันด้วยกำลังไฟที่ 20-80 กิโลวัตต์

นอกจากนี้ NIO ยังได้ประกาศแผนการสร้างสถานีแลกเปลี่ยนแบตเตอรี่ในยุโรป เนื่องจากรถยนต์รุ่นที่รองรับการเปลี่ยนแบตเตอรี่จะมีวางจำหน่ายในตลาดยุโรปในช่วงปลายปี 2565 สถานีเปลี่ยนแบตเตอรี่ NIO แห่งแรกในสวีเดนเปิดดำเนินการในและภายในสิ้นปี 2565 โดยมี NIO 10 แห่ง มีการเปิดสถานีเปลี่ยนแบตเตอรี่ทั่วนอร์เวย์ เยอรมนี สวีเดน และเนเธอร์แลนด์ ตรงกันข้ามกับ NIO ซึ่งสถานีเปลี่ยนแบตเตอรี่ให้บริการรถยนต์ NIO สถานีของ Aulton ผู้ดำเนินการสถานีเปลี่ยนแบตเตอรี่ของจีน รองรับรถยนต์ 30 รุ่นจาก 16 บริษัทรถยนต์ที่แตกต่างกัน

การเปลี่ยนแบตเตอรี่อาจเป็นตัวเลือกที่น่าสนใจเป็นพิเศษสำหรับกลุ่มแท็กซี่ LDV ซึ่งการดำเนินงานมีความอ่อนไหวต่อเวลาในการชาร์จมากกว่ารถยนต์ส่วนบุคคล ปัจจุบัน Ample บริษัทสตาร์ทอัพในสหรัฐฯ มีสถานีเปลี่ยนแบตเตอรี่ 12 แห่งในบริเวณอ่าวซานฟรานซิสโก โดยให้บริการรถ Uber เป็นหลัก

จีนยังเป็นผู้นำด้านการแลกเปลี่ยนแบตเตอรี่สำหรับรถยนต์นั่งส่วนบุคคลอีกด้วย

อ้างอิง

เครื่องชาร์จที่ช้ามีพิกัดกำลังน้อยกว่าหรือเท่ากับ 22 กิโลวัตต์ เครื่องชาร์จแบบเร็วคือเครื่องชาร์จที่มีกำลังไฟมากกว่า 22 กิโลวัตต์ถึง 350 กิโลวัตต์ “จุดชาร์จ” และ “เครื่องชาร์จ” ใช้สลับกันได้และหมายถึงช่องเสียบชาร์จแต่ละช่อง ซึ่งสะท้อนถึงจำนวน EV ที่สามารถชาร์จพร้อมกันได้ ''สถานีชาร์จ" อาจมีจุดชาร์จหลายจุด

ก่อนหน้านี้ คำสั่ง AFIR ที่เสนอ ซึ่งเมื่อได้รับอนุมัติอย่างเป็นทางการแล้ว จะกลายเป็นกฎหมายที่มีผลผูกพัน โดยกำหนดระยะห่างสูงสุดระหว่างที่ชาร์จที่ติดตั้งตามแนว TEN-T ซึ่งเป็นถนนสายหลักและสายรองภายในสหภาพยุโรป

โซลูชั่นแบบอุปนัยนั้นนอกเหนือไปจากเชิงพาณิชย์และเผชิญกับความท้าทายในการส่งมอบพลังงานที่เพียงพอที่ความเร็วบนทางหลวง