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Jun 12, 2023

私たちのトラックにはバッテリーは必要ありません。 電気トラックは電力を架線に求めます

Mentre il mondo è alle prese con lo spettro del cosiddetto grafico “bastone da hockey”,

世界が気候変動のいわゆる「ホッケースティック」グラフの亡霊に対処する中、21世紀の維持と切り離せない運輸などの部門からの炭素排出問題に対して、さまざまな解決策が提案されている。人生。 時には、これらは少し気まずいかもしれない青空のアイデアですが、時には立ち止まって「それはうまくいくかもしれない！」と考えさせることもあります。

そのようなアイデアは、トラックのディーゼルエンジンを、バッテリーではなく架空ケーブルから電力を供給される電気モーターに置き換えるというものです。 電動トラクターユニットは、ラストマイルの移動用に比較的小型のバッテリーを搭載しますが、屋根から道路上の高電圧ケーブルまでパンタグラフを延長することで高速道路の電力を供給します。 このシステムは複数の国で試用されているほど非常に魅力的ですが、少し分析してみると成果は得られるでしょうか?

誰にとっても明らかなことの 1 つは、38 トンほどの貨物コンテナごとに化石燃料で駆動する個別のディーゼル エンジンを使って長距離貨物を輸送することは便利かもしれませんが、燃料効率も良くないということです。環境に優しい 道路上で最も効率的なディーゼル エンジンの効率は 43% であると言われており、単一の荷物を輸送する場合、たとえば貨物列車を輸送するディーゼル エンジンに与えられる規模の経済はまったく利用されません。 同様に、彼らは排出するあらゆる汚染をルート全体に広げ、さらにまたしても、例えば発電所の排気スクラバーに存在する規模の経済の恩恵を受けることができません。 大きなリグがフルに伸びている光景にどんなに弱い私でも、その日は過ぎたことを認めざるを得ません。

Tesla Semi で見てきたように、乗用車向けに追求されているバッテリー技術は魅力的な代替手段です。 しかし、あらゆる技術を備えているにもかかわらず、この車両は依然として、費用対効果の向上と、その量の貨物を輸送するのに十分なバッテリーを運ぶコストとの間で、ギリギリの状況を歩んでいます。 これに対して、架線トラックは、ディーゼルの軽さと給油の容易さ、電気自動車の排出ガスの少なさという両方の長所を提供しているようです。 パンフレットの理想的な世界では、再生可能な風力、太陽光、水力で稼働しているので、すべての問題は解決されますね。 しかし、それは本当に積み重なるのでしょうか？

架線電気トラックに関する主張を評価する際の問題点は、比較対象となる比較対象がほとんどないことです。 長距離電車は 1 世紀以上存在していますが、非常に長距離の輸送には非常に理にかなっていますが、無数の個別のルートに直接比較できるほど類似していません。 同様に、トラムやトロリーバスの形の電気都市交通機関は、発明され、放棄され、再発見されるのに十分古いものですが、設定されたルートでの都市交通機関のユースケースは、放し飼いのトラックのユースケースと一致しません。 おそらく、配電インフラの提供と追加の発電能力の両方にかかるコストを検討したほうがよいでしょう。

とにかく、トラックのユーザーは 1 マイルあたりどれくらいのエネルギーを消費するのでしょうか。また、すべてのトラックが電気化されると、電力網にどのような影響が及ぶのでしょうか? 封筒裏の計算をしましょう。 オークリッジ国立研究所のこの 2017 年の論文 (PDF) ではいくつかの数値が示されており、バッテリー式電気トラックの 1 マイルあたり 1.89 kWh の数値と、ディーゼル相当のトラックの 2.02 kWh という数値が導かれています。 この差は、回生ブレーキによるエネルギーの予測回収によるものです。

記事の冒頭にリンクされているガーディアン紙の記事は英国に適用されるため、英国政府の道路貨物統計をざっと見てみると、2018年には1520億トン・キロメートルの貨物が187億キロメートルの移動距離で道路によって移動されたことがわかります。 108kmまたは67.1マイル。 これにより、67.1 マイルの移動のうち 1 億 7,314 万 8,148 回が得られ、オーク リッジのエネルギー数値を考慮すると、ディーゼルで 23,468,846,276 kWh、電力エネルギー消費で 21,958,474,981 kWh となります。 これは年間の数字なので、365 で割って、これらの移動が日中の 12 時間に及ぶという疑わしい仮定を立てると、追加の発電容量は 5,013,350.45 kW になります。 5.013 GW は、未来に 4 回戻るのに十分かもしれませんが、発電容量の観点からは重要ではありません。

コストについて考えてみると、このすべての容量が再生可能風力発電になるという楽観的な見方をすると、3.5 MW 風力タービンの設置には 313 万ポンドかかります。 5.013 GWを発電するには、そのうち1,433基が必要ですが、おそらく沖合にスペースがあるため、追加で44億8,529万ポンド（58億9,566万7,014.05ドル）を見つける必要があります。 45億ポンドは巨額だが、現時点で高速鉄道に1000億ポンド以上を支出している政府にとっては、たとえすぐに経済的な不確実性に対処しなければならないとしても、それは不可能ではない。

それらの電線を敷設する費用はどうでしょうか？ これについては、架空線に変換された大規模な道路網がないため、比較することはできません。 しかし、イザムバード・キングダム・ブルネルのロンドンからサウスウェールズまでのグレート・ウェスタン鉄道の電化が進行中であるため、鉄道システムにも同様のものがあります。 論争に巻き込まれ、当初の費用見積もりと範囲から大幅に変更されているが、2017年にはロンドンからカーディフまでの129マイルの費用が28億ポンド、つまり1マイルあたり2170万ポンド以上かかると見積もられていた。 転換される可能性のある英国の道路網の規模は 4,300 マイルと見積もられており、最終的な請求額は 933 億 1,000 万ポンド、つまり約 1,225 億 600 万ドルになります。 これらの風力タービンに今では比較的少額に聞こえる 45 億ポンドを加えると、最終的な数字は 978 億 1000 万ポンド (約 1,286 億 7,000 万ドル) に達します。

したがって、全国規模のネットワークに関する私たちの裏計算は 1,000 億ポンド未満の金額となり、約 195 マイル離れたロンドンとバーミンガムのみを運行する高速鉄道プロジェクトと間違いなく同じ規模になります。 他にもコストがかかるだろうし、もし計算ミスをしていたらハッカデイの読者に指摘されるだろうが、この国としては比較的手頃な価格であることに嬉しい驚きを認めざるを得ません。 長年監視しているシニカルな人々は、英国政府が関与するものはすべて2倍の価格がかかるが、たとえ2,000億ポンドであっても、それがもたらす利益が見えないわけではないと言うだろう。

もちろん、懐疑論者は、小国よりも長い距離では機能し得ない理由の証拠として、英国の規模と密度と、たとえばアメリカ中西部の広大な空間を指摘するだろう。 彼らに対して、私は鉄道システムでの経験を指摘したいと思います。 何十年もの間、私はイギリスの大西洋岸から英仏海峡トンネルを通ってヨーロッパを横断しロシアに至るまで、何千マイルも電車に乗って（いくつかの乗り換えはありましたが）、そして2002年からはモスクワからさらに地下鉄を経由して行くことができました。シベリア鉄道は中国からウラジオストクまで。 1週間以上の簡単な旅ではありませんが、ミルトン・キーンズの私のハッカースペースの近くから電車で移動し、その後フェリーで日本に到着することができ、それは取るに足らない距離ではありません。 この技術には、長距離の移動が不可能または非実用的であるということは何もありません。また、この技術は長い間存在しているため、そうすることについて証明されていないことは何もありません。

電化道路交通の実現可能性を調査する中で、私たちは驚いたことに、それが実際に実現可能である可能性があることを発見し、これを実証するために、鉄道業界における同様の経験に大きく頼ってきました。 しかし、そうすることで、私たちは図らずも別のこと、つまり鉄道が非常に長距離にわたってよりうまく電化できることを実証してしまいました。 おそらくここでの本当の話は、電気を使った貨物輸送を脱炭素化するのに最も効果的であるのは、貨物用の鉄道路線を大陸を横断する木の枝として電化し、地域の道路網を電化された細い根と葉として扱うことだろう、ということだろう。すべての道路を電化しようとします。 結局のところ、電気機関車は一度に 100 個の荷物を動かすことができます。

ヘッダー画像: スカニア。