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 จากมาตรฐานใหม่นี้ 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 แบบไฟฟ้าต่อจุดชาร์จkW ของการชาร์จสาธารณะต่อ LDV แบบไฟฟ้า นิวซีแลนด์ ไอซ์แลนด์ ออสเตรเลีย นอร์เวย์ บราซิล เยอรมนี สวีเดน สหรัฐอเมริกา เดนมาร์ก โปรตุเกส สหราชอาณาจักร สเปน แคนาดา อินโดนีเซีย ฟินแลนด์ สวิตเซอร์แลนด์ ญี่ปุ่น ไทย สหภาพยุโรป ฝรั่งเศส โปแลนด์ เม็กซิโก เบลเยียม โลก อิตาลี จีน อินเดียใต้ แอฟริกาชิลีกรีซเนเธอร์แลนด์เกาหลี08162432404856647280889610400.61.21.82.433.64.24.85.466.67.27.8

• 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 ล้านในการลงทุนร่วมกันจากกลุ่มการผลิตงานหนักสามกลุ่ม ความคิดริเริ่มนี้มีจุดมุ่งหมายเพื่อปรับใช้มากกว่า 1,700 เครื่องแบบเร็ว (300 ถึง 350 กิโลวัตต์) และแบบเร็วพิเศษ (1 MW) จุดชาร์จทั่วยุโรป

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