ट्रक बैटरी और ईंधन कोशिकाओं की लागत में तेजी से गिरावट से माल विद्युतीकरण असंभव हो जाएगा

अमूर्त

लो-कार्बन रोड फ्रेट ग्लोबल वार्मिंग को कम करने के लिए महत्वपूर्ण है। हालांकि, भारी-शुल्क वाहन विद्युतीकरण उच्च तकनीकी आवश्यकताओं और लागत प्रतिस्पर्धा के कारण महत्वपूर्ण चुनौतियों का सामना करता है। भविष्य के ट्रक लागत डेटा शून्य उत्सर्जन ट्रक (ZET) प्रौद्योगिकी के मूल्यांकन को जटिल करते हुए, दुर्लभ और अनिश्चित बना हुआ है। 200 से अधिक प्राथमिक स्रोतों की मेटा-भविष्यवाणी के माध्यम से, यह अध्ययन ज़ेट घटक मूल्य निर्धारण के लिए सबसे संभावित लागत रुझानों की पहचान करता है। निष्कर्षों से पता चलता है कि लागत अपेक्षा से अधिक तेजी से घट रही है, बैटरी सिस्टम की लागत संभावित रूप से 64% से 75% तक कम हो रही है, नवीनतम पर 2035 तक € 150 प्रति kWh तक पहुंच गई। जबकि ईंधन सेल सिस्टम और भी अधिक कमी देख सकते हैं, वे 2040 की शुरुआत से पहले € 100 प्रति kWh तक पहुंचने की संभावना नहीं रखते हैं। यह तेजी से लागत में कमी ZET बाजार अपनाने के लिए आशावादी अनुमानों का समर्थन करती है और भविष्य की ऊर्जा और परिवहन प्रणालियों के लिए महत्वपूर्ण निहितार्थ रखती है।

मुख्य

भारी शुल्क वाले वाहनों (एचडीवी) से पर्याप्त ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन को देखते हुए, पेरिस जलवायु समझौते के तहत ग्लोबल वार्मिंग को सीमित करने के लिए भारी शुल्क वाले सड़क माल का तेजी से विद्युतीकरण महत्वपूर्ण है। यूरोपीय संघ, अमेरिका और चीन ने भारी शुल्क वाले डीजल ट्रकों के लिए उत्सर्जन लक्ष्यों को क्रमिक रूप से कड़ा कर दिया है, शून्य-उत्सर्जन ट्रकों की स्विफ्ट तैनाती की आवश्यकता है जहां मांग और ऑपरेटर सामर्थ्य प्रमुख कारक हैं। हालांकि, उच्च अधिग्रहण लागत शून्य-उत्सर्जन ट्रकों के तेजी से अपनाने में बाधा डालती है। भारी वाणिज्यिक वाहनों का विद्युतीकरण उनकी तकनीकी जटिलता और लागत प्रतिस्पर्धा के कारण महत्वपूर्ण चुनौतियों का सामना करता है। शून्य-उत्सर्जन ट्रक अधिग्रहण लागत पर सटीक और व्यापक डेटा इस तकनीक के मूल्यांकन के लिए महत्वपूर्ण हैं। फिर भी, शून्य-उत्सर्जन ट्रकों के लिए घटक लागत डेटा दुर्लभ और अनिश्चित बना हुआ है। इसलिए यह अध्ययन सवाल उठाता है: 2050 तक केंद्रीय शून्य-उत्सर्जन ट्रक घटकों के लिए भविष्य की सबसे अधिक लागत वाली लागत प्रक्षेपवक्र क्या है? कागज का विश्लेषण पांच महत्वपूर्ण बैटरी-इलेक्ट्रिक ट्रक (दांव) और/या ईंधन सेल ट्रक (FCET) घटकों के लिए लागत का अनुमान है। शून्य-उत्सर्जन ट्रकों की तेजी से बाजार में प्रवेश की आवश्यकता के साथ तेजी से प्राप्त किया जा सकता है। अग्रणी तकनीक के रूप में, बैटरी-इलेक्ट्रिक ट्रक बेहतर संभावनाओं और तत्काल लागत-प्रभावशीलता को प्रदर्शित करते हैं, जो रोड फ्रेट पर आशावादी विचारों का समर्थन करते हैं।

प्रतिगमन विश्लेषण का उपयोग करके मेटा पूर्वानुमान

इस अध्ययन ने स्कोपस और Google विद्वान डेटाबेस की खोजों के माध्यम से प्रासंगिक साहित्य की पहचान की, स्रोतों को तीन प्रकारों में वर्गीकृत किया: निकट-बाजार (प्रसिद्ध विश्लेषकों और परामर्श फर्मों से बाजार के पूर्वानुमान और उद्योग की घोषणा), वैज्ञानिक (पीयर-रिव्यूड पेपर्स), और अन्य (नॉन-पीयर-रीव्यूडेड अकादमिक और रिपोर्ट)। सभी लागत मूल्यों को शून्य-उत्सर्जन ट्रक घटकों के लिए सिस्टम-स्तरीय OEM खरीद की कीमतों के लिए मानकीकृत किया गया था।

तेजी से घटती बैटरी सिस्टम और ईंधन सेल सिस्टम की लागत

चित्रा 1 इंगित करता है कि बैटरी सिस्टम की लागत 2050 से पहले 64% से 75% तक कम हो सकती है, जिसमें वार्षिक गिरावट तेजी से और निरंतर होती है। दूसरों की तुलना में, निकट-बाजार का अनुमान अधिक आशावाद को प्रदर्शित करता है, जो छोटे और अधिक स्थिर विविधताओं को दर्शाता है। यह प्रवृत्ति अनुमानित लागत अनुमानों में परिलक्षित होती है: वैज्ञानिक और अन्य मॉडल एक अधिक रूढ़िवादी दृष्टिकोण को अपनाते हैं। 2020,2030, और 2050 के लिए, निकट-बाजार (नीला) क्रमशः € 275, € 140, और € 70 प्रति kWh की परियोजना लागत का पूर्वानुमान; वैज्ञानिक (हरा) अनुमान € 310, € 180, और € 100 प्रति kWh पर खड़ा है; जबकि अन्य (बैंगनी) क्रमशः 2030 और 2050 में € 200 और € 115 प्रति kWh की लागत का अनुमान लगाते हैं।

चित्रा 1। शून्य उत्सर्जन ट्रक बैटरी प्रणाली का लागत पूर्वानुमान

जैसा कि चित्र 2 में दिखाया गया है, ईंधन सेल सिस्टम की लागत को 2050 तक 65% से 85% तक कम करने का अनुमान है। निकट-बाजार परिदृश्य (नीला) का अनुमान 2020 में लगभग € 540 प्रति किलोवाट है, 2045 तक € 100 थ्रेसहोल्ड से नीचे गिरना और € 85 के लिए € 85 प्रति किलोवाट के आसपास है। 2030 के दशक के अंत तक, अंततः 2050 तक लगभग € 80 प्रति किलोवाट पर बस गया। अन्य परिदृश्य (बैंगनी) निकट-बाजार और वैज्ञानिक अनुमानों के बीच स्थित है, जो € 100 प्रति किलोवाट स्तर तक पहुंचने में विफल रहता है।

चित्रा 2। भारी शुल्क वाले ज़ेट ईंधन सेल सिस्टम के लिए लागत पूर्वानुमान

पांच प्रमुख ज़ेट घटकों के लिए लागत अवलोकन

तालिका 1 शून्य-उत्सर्जन ट्रकों की घटक लागत प्रस्तुत करती है। आसन्न घटकों के लिए लागत में कमी की क्षमता अपेक्षाकृत सीमित है। इलेक्ट्रिक मोटर्स की लागत को 2020 में लगभग € 42 प्रति किलोवाट से घटकर 2050 तक € 30 प्रति किलोवाट से घटने का अनुमान है। हाइड्रोजन भंडारण टैंकों के लिए, 2020-2050 की अवधि के दौरान लागत में कमी 2.6% -2.9% अनुमानित है। PE & HV घटकों के लिए स्थिर प्रणाली की लागत € 50 प्रति किलोवाट के आसपास बनी हुई है। तालिका 1: € 2020 में पांच प्रमुख शून्य-ऊर्जा घटकों की सिस्टम-स्तरीय घटक लागत

बैटरी और ईंधन कोशिकाओं के लिए विभिन्न लागत अपेक्षाएं

मेटा-भविष्यवाणियों के अनुसार, बैटरी और ईंधन सेल लागत दोनों में तेजी से गिरावट की उम्मीद है। इस अध्ययन में सामने आया तुलनात्मक विश्लेषण विभिन्न वाणिज्यिक परिपक्वता चरणों में उभरती प्रौद्योगिकियों के लिए वैज्ञानिक अनुमानों और वास्तविक बाजार वास्तविकताओं के बीच जटिल अंतर को उजागर करता है। बैटरी लागत के पूर्वानुमान का विश्लेषण विभिन्न समय सीमा पार-बाजार स्थिरता को इंगित करता है, जबकि 2010 और 2023 के बीच प्रकाशित वैज्ञानिक लागत अनुमानों का सामना करना महत्वपूर्ण है। ईंधन सेल सिस्टम एक उलटा प्रवृत्ति प्रदर्शित करता है। निकट-बाजार अनुमानों की तुलना में, वैज्ञानिक मॉडल अधिक स्थिरता और लगातार अधिक आशावादी दृष्टिकोण दिखाते हैं। विचलन इन दोनों प्रौद्योगिकियों के भविष्य के विकास प्रक्षेपवक्रों के बारे में तकनीकी परिपक्वता और अनिश्चितताओं में अंतर से उपजा हो सकता है।

आवश्यक वॉल्यूम, सीखने की दर और सफलता की लागत

यह अध्ययन उत्तरी अमेरिका, यूरोप और चीन में एस-प्रकार के शून्य-उत्सर्जन ट्रकों के संभावित बाजार विस्तार के साथ लागत अनुमानों की तुलना करता है, जिसमें 2.5 मिलियन से 3 मिलियन यूनिट के बीच वार्षिक उत्पादन योगों का अनुमान है। प्रतिगमन परिणामों से संकेत मिलता है कि बैटरी सिस्टम को प्राप्त करने की लागत 2028 (निकट बाजार) तक 2032 (वैज्ञानिक) तक € 150 प्रति kWh के आसपास होती है (वैज्ञानिक) को 1,300 GWh (निकट बाजार) और 5,200 GWh (वैज्ञानिक) के बीच संचयी उत्पादन की आवश्यकता होगी, जो लगभग 16% (वैज्ञानिक) की सीखने की दरों के लिए 19% (निकट बाजार) है। 2039 (निकट बाजार) तक 2049 (वैज्ञानिक) तक € 100 प्रति kWh से नीचे बिजली उत्पादन प्राप्त करने के लिए, 11,000 GWh (निकट बाजार) या यहां तक कि 68,000 GWh (वैज्ञानिक) बिजली उत्पादन की आवश्यकता होगी। बैटरी से चलने वाले इलेक्ट्रिक ट्रकों के महत्वपूर्ण बाजार हिस्सेदारी को देखते हुए, पूर्व परिदृश्य 2030 के दशक के अंत में संभव है। ईंधन सेल सिस्टम के लिए 2027 (वैज्ञानिक) से 2035 (निकट बाजार) तक € 150 प्रति किलोवाट को लक्षित करने के लिए, संचयी उत्पादन को 135,000 यूनिट (वैज्ञानिक) से लेकर 1.4 मिलियन यूनिट (निकट बाजार) तक की आवश्यकता होगी। इसी गोद लेने की दर 14% (वैज्ञानिक चरण) से 26% (बाजार चरण के पास) तक होती है। 1920 के दशक के उत्तरार्ध में ईंधन सेल ट्रक मॉडल को व्यापक रूप से गोद लेने को देखते हुए, बाद का परिदृश्य संभव हो सकता है। € 100 प्रति किलोवाट से नीचे की कीमतें 2040 (वैज्ञानिक चरण) और 2045 (बाजार के पास) के बीच प्राप्त की जा सकती हैं, जिसमें संचयी मांग 2.3 मिलियन यूनिट (वैज्ञानिक चरण) और 6.8 मिलियन यूनिट (बाजार चरण के पास) के बीच उतार -चढ़ाव की उम्मीद है।

बहस

यह अध्ययन अत्यधिक रूढ़िवादी अनुमानों से बचने के लिए लक्ष्य या न्यूनतम लागत अनुमानों के साथ शोध निष्कर्षों की तुलना करता है। बैटरी सिस्टम की लागत को पुन: व्यवस्थित करने के बाद, अनुमानित मूल्य 2030 तक लगभग € 90 प्रति kWh और 2050 तक € 70 प्रति kWh है, जो अमेरिकी ऊर्जा विभाग और यूरोप के हाइड्रोजन SRIA48 पहल द्वारा निर्धारित अनुमानित लक्ष्यों के साथ निकटता से संरेखित करता है। लागत-केंद्रित मेटा-प्रेडिक्शन दृष्टिकोण परिदृश्य निर्भरता और तकनीकी विशिष्टता/रुझानों को नजरअंदाज कर सकता है। मुख्य परिदृश्य और मान्यताएं उत्पादन संस्करणों को प्रभावित करती हैं, जो बदले में घटक लागत विकास को प्रभावित करती हैं। आगे प्रतिगमन विश्लेषण इंगित करता है कि आशावादी लागत परिदृश्य बैटरी और ईंधन कोशिकाओं के लिए बढ़ी हुई लागत-प्रभावशीलता को प्रदर्शित करते हैं। तकनीकी डिजाइन और सामग्री चयन जैसे महत्वपूर्ण कारक लागत और प्रदर्शन दोनों को काफी प्रभावित करते हैं। घटक अनिश्चितताएं और डेटा अंतराल 2020 से 2050 तक व्यक्तिगत प्रौद्योगिकियों के व्यापक तकनीकी-आर्थिक मूल्यांकन में बाधा डालते हैं। जबकि बैटरी और ईंधन सेल की लागत में सुधार तकनीकी प्रदर्शन के साथ कम होने की उम्मीद है, नए घटकों और उभरते रुझानों से जुड़े तकनीकी प्रगति इन लागतों में कटौती को ऑफसेट कर सकती है। इलेक्ट्रिक ट्रक वर्तमान में डीजल ट्रकों की तुलना में लागत प्रतिस्पर्धा का प्रदर्शन करते हैं। हालांकि, संभावित रूप से उच्च ग्रीन हाइड्रोजन की कीमतों के कारण, ईंधन सेल ट्रक 2030 के दशक में कुल लागत-स्वामित्व समता प्राप्त करने के लिए संघर्ष कर सकते हैं। वर्तमान डीजल ट्रकों की तुलना में शून्य-उत्सर्जन ट्रकों के लिए खरीद लागत अनुपात काफी हद तक बढ़ जाता है। आर्थिक कारकों से परे, तकनीकी क्षमताएं ट्रक क्रय निर्णयों को भी प्रभावित करती हैं। शून्य-उत्सर्जन इलेक्ट्रिक वाहनों ने डीजल ट्रकों के साथ तकनीकी समानता हासिल की है। अंततः, बुनियादी ढांचा उपलब्धता और उपयोगकर्ता स्वीकृति गोद लेने में निर्णायक भूमिका निभाएगी।

निष्कर्ष

यह अध्ययन मेटा-प्रेडिक्शन और रिग्रेशन विश्लेषण के माध्यम से शून्य-उत्सर्जन ट्रकों के पांच प्रमुख घटकों के लिए लागत अनुमानों का अवलोकन प्रदान करता है, चार प्रमुख निष्कर्षों की उपज: पहला, शून्य-उत्सर्जन ट्रकों के लिए घटक लागत में काफी कमी का अनुमान है। भविष्य की बैटरी सिस्टम की लागत 2035 तक € 150 प्रति kWh पर स्थिर होने और 2050 तक € 100 प्रति kWh से अधिक होने की उम्मीद है। 2030 के दशक के अंत में ईंधन सेल सिस्टम की लागत 2030 के दशक के अंत में € 150 प्रति kWh तक पहुंच सकती है, 2040 के दशक के अंत तक अधिकतम क्षमता € 100 प्रति kWh तक पहुंच सकती है। दूसरा, लागत अनुमान प्रौद्योगिकी श्रेणियों में व्यवस्थित विविधताएं दिखाते हैं, जो तकनीकी परिपक्वता पर निर्भर हो सकता है। जबकि निकट-बाजार बैटरी स्रोतों के बीच सबसे स्थिर लागत अनुमानों को प्रदर्शित करती है, उनके पूर्वानुमान वैज्ञानिक प्रणालियों के लिए उन लोगों की तुलना में अधिक आशावादी हैं। ईंधन कोशिकाओं के लिए, वैज्ञानिक दृष्टिकोण कम या लक्ष्य लागत की ओर जाते हैं। तीसरा, पर्याप्त लागत में कमी की क्षमता दोनों प्रौद्योगिकियों के लिए आशावादी दृष्टिकोण का समर्थन करती है। यह इंगित करता है कि शून्य-उत्सर्जन ट्रकों की तेजी से तैनाती का परिवहन और ऊर्जा क्षेत्रों में प्रतिभागियों पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ेगा। अंत में, अनुसंधान शून्य-उत्सर्जन ट्रक प्रौद्योगिकियों के बीच प्रतिस्पर्धा पर प्रकाश डालता है और बाजार के नेतृत्व और विभिन्न प्रौद्योगिकियों को अपनाने की आवश्यकता के बारे में सवाल उठाता है। सभी प्रत्याशित लागत कटौती कम कार्बन रोड माल के लिए सफल संक्रमण पर काज। ईंधन सेल ट्रकों की तुलना में, शून्य-उत्सर्जन ट्रक कुल लागत-स्वामित्व समता प्राप्त करने के लिए सबसे अधिक लागत प्रभावी मार्ग की पेशकश कर सकते हैं, जबकि ईंधन सेल ट्रकों को अभी भी 2030 के माध्यम से अतिरिक्त नीति सहायता की आवश्यकता हो सकती है।