Зарубежное наблюдение|Наблюдение за тенденцией развития американских грузовиков на основе плана Super Truck
Министерство энергетики США постоянно финансирует три этапа программы «Супер-грузовик», а сотрудничество между Китаем и Соединенными Штатами в области повышения энергоэффективности грузовых автомобилей имеет долгую историю. В условиях углубления сотрудничества между Китаем и Соединенными Штатами в области изменения климата, каковы ключевые моменты сотрудничества между Китаем и Соединенными Штатами в повышении энергоэффективности грузовых автомобилей на фоне углеродной нейтральности?
Обзор программы «Super Truck» в США
Чтобы снизить расход топлива и выбросы углекислого газа американскими грузовиками, снизить-затраты пользователей на использование и повысить преимущества страны в области инноваций в области грузовых автомобилей, Министерство энергетики США в 2010 году совместно запустило важную программу технологических инноваций SuperTruck. В программе участвуют 15 отраслевых партнеров, в том числе шесть производителей грузовых автомобилей, на долю которых в совокупности приходится 99 % рынка тягачей.
Первая фаза проекта «SuperTruck I», с 2010 по 2016 год, обошлась в 284 миллиона долларов в рамках сотрудничества при соотношении финансирования 1:1 между промышленностью и федеральным правительством.
Второй этап SuperTruck II продлится с 2017 по 2021 год, его бюджет составит 160 миллионов долларов, а средства поддержки будут поровну разделены между бизнесом и правительством.
SuperTruck III будет доступен с 2021 по 2025 год. Общий объем финансирования составит более 100 миллионов долларов США. Основное внимание будет уделено большегрузным грузовикам с нулевым уровнем выбросов-, электрификации и инфраструктуре зарядки/заправки.
Основные показатели и цели проекта супергрузовика
SuperTruck I: разработал и продемонстрировал повышение эффективности грузовых перевозок на 50% по сравнению с трактором Level 8 2009 года, достигнув скорости почти 10 миль на галлон и увеличив тепловой КПД торможения демонстрационного грузовика до 50%.
SuperTruck II: демонстрация прототипа грузовика, оснащенного двигателем с тепловым КПД 55 %, повышающим эффективность грузовых перевозок на 100 %.
SuperTruck III: демонстрация электрических грузовиков с пробегом в 400 миль, зарядных устройств мощностью в мегаватт и многого другого.
Достижения проекта супергрузовика
Транспортное средство, разработанное в рамках программы SuperTruck I, представляет собой 8-уровневый комбинированный грузовик (широко известный как 18-колесный грузовик), который значительно повышает эффективность использования топлива, двигателя и трансмиссии тракторного прицепа за счет применения передовых технологий. Являясь основой внутренних грузовых перевозок, 18 колесных грузовиков составляют 70% от общего тоннажа грузов и ежегодно потребляют около 28 миллиардов галлонов дизельного топлива, что составляет 22% от общего потребления энергии на транспорте.
Прототипы, разработанные Volvo, Daimler, Cummins/Peterbilt и Navistar, превысили целевой показатель SuperTruck I. По сравнению с трактором Volvo VNL 2009 года новый трактор имеет уменьшенный вес на 3200 фунтов, сопротивление на 40 % и повышенную эффективность перевозки на 88 %. В проекте SuperTruck II будут использоваться различные технологические методы грузовых автомобилей и прицепов для достижения целей производительности, таких как повышение эффективности двигателя, эффективности системы трансмиссии, сопротивления воздуха, сопротивления шин качению и веса транспортного средства.
Ожидается, что за счет применения интегрированного системного подхода, гарантирующего совместную работу различных компонентов автомобиля, пять проектов SuperTruck II позволят более чем удвоить пробег на галлон для грузовиков класса 8. Команда Cummins SuperTruck II добилась термического КПД торможения на уровне 55 % благодаря двигателям, оснащенным устройствами рекуперации отходящего тепла. По сравнению с эталонным грузовиком 2009 года первый супергрузовик Freightliner достиг общего повышения эффективности грузовых перевозок более чем на 115 %, а теплового КПД моторного тормоза — более чем на 50 %.
Прототип грузового лайнера
Двигатели для тяжелых грузовых автомобилей со сверхвысоким термическим КПД-оптимизированы поршнями с покрытием, оптимизированными по форме волны, турбокомпозитной технологией, длинным ходом двигателя, двух-ступенчатым турбонаддувом, системой впрыска топлива Common Rail, системой рекуперации отходящего тепла по циклу Ренкина и другими технологиями.
Прототип двигателя со сверх-высоким термическим КПД
Причина достижения и превышения цели по снижению веса с точки зрения облегчения (первоначальная цель заключалась в снижении веса на 40%, но вес супергрузовика был уменьшен на 45%) частично связана с использованием алюминиевой рамы, которая на 900 фунтов легче, чем продукт предыдущего поколения. Несмотря на добавление в грузовик новых технологий, вес все же удалось снизить.
Будущий супергрузовик III
Super Truck 3 будет финансировать проекты электрификации грузовых грузовиков средней и большой грузоподъемности. Дополнительные инвестиции повысят эффективность транспортных средств и расширят инфраструктуру электромобилей.
В 2021 году Министерство энергетики США (DOE) объявило о двух возможностях финансирования на общую сумму более 100 миллионов долларов США (по некоторым данным, более 162 миллионов долларов США) для повышения эффективности легковых, грузовых автомобилей и внедорожников, а также сокращения выбросов углекислого газа. Эти средства будут использованы для поддержки следующего этапа программы «SuperTruck», направленной на электрификацию грузовых автомобилей и расширение инфраструктуры электромобилей (EV), а также на усилия по сокращению выбросов как от дорожных, так и от внедорожных транспортных средств.
Министр энергетики США Дженнифер М. Грэнхольм заявила, что достижение нулевых выбросов углекислого газа к 2050 году означает активное сокращение крупнейшего источника выбросов - транспортного сектора. На транспорт приходится примерно 30% общего спроса на энергию в Соединенных Штатах, а также он является крупнейшим источником выбросов парниковых газов. Первые две программы по созданию супергрузовиков Министерства энергетики позволили крупнейшему производителю грузовых автомобилей на рынке полуприцепов США добиться огромного скачка в топливной эффективности. Это новое финансирование будет продолжать опираться на эту основу, способствуя электрификации грузовиков всех размеров, одновременно стремясь расширить услуги по зарядке электромобилей и разработать двигатели для транспортных средств с низким уровнем выбросов.
С этой целью Управление по технологиям транспортных средств (VTO) и Управление по технологиям водорода и топливных элементов (HFTO) Управления по энергоэффективности и возобновляемым источникам энергии (EERE) Министерства энергетики США совместно опубликовали объявление о возможности финансирования SuperTruck 3 (FOA), предоставив до 100 миллионов долларов США в течение четырех лет для изучения концепций электрифицированных средних и тяжелых-грузовых автомобилей и грузовых систем для повышения эффективности и снижения выбросов. Финансирование сосредоточено на ряде методов электрификации, таких как полностью электрические, подключаемые к сети гибридные системы, использующие возобновляемое биотопливо, водород и технологии топливных элементов, включая гибридные стратегии, такие как увеличение запаса хода топливных элементов.
Наблюдение за тенденциями разработки и применения американских грузовиков на основе эволюции проекта Super Truck Phase 3
Традиционные двигатели внутреннего сгорания больше ориентированы на электрификацию, интеллект и технологию с нулевым уровнем выбросов. Основные показатели первых двух этапов плана создания супергрузовиков сосредоточены на эффективной тепловой эффективности двигателей внутреннего сгорания (дизельных двигателей), дополненных технологическими инновациями в области легкого веса, аэродинамики, системной интеграции и т. д. Третий этап плана создания супергрузовиков больше ориентирован на исследования и применение передовых энергосистем, практически нулевых выбросов, использования водородной энергии, технологий электрификации, инфраструктуры зарядки/заправки, интеллектуальной помощи при вождении и других технологий.
Фундамент сотрудничества Китая и США в области грузовых автомобилей прочный. С 2009 года по инициативе лидеров Китая и США создается «Китайско-американский совместный исследовательский центр чистой энергии». Его подпроектом является проект «Совместные исследования Китая и США по ключевым технологиям для повышения энергоэффективности средних и тяжелых грузовиков», который является национальной ключевой программой исследований и разработок Китайско-американского альянса по энергоэффективности грузовиков и ключевым проектом межправительственного международного сотрудничества в области научных и технологических инноваций. Общий объем финансирования проекта составляет около 100 миллионов юаней. Под руководством хорошо-известных отечественных университетов и лидеров отрасли, таких как Weichai Power, Guangxi Yuchai и China National Heavy Duty Truck Group, охватывая всю цепочку отраслевых университетских исследований и промышленную мощь, мы проводим совместные исследования с Китаем и США с целью разработки инженерных прототипов и демонстрационных автомобилей, что играет ведущую роль в содействии технологическому развитию китайской грузовой промышленности и участии в международном-конкурсе передовых технологий.
В последние годы Соединенные Штаты сохраняют устойчивое международное лидерство в области технологий-сбережения энергии и сокращения выбросов для традиционных двигателей внутреннего сгорания в грузовых автомобилях. В то же время компания продолжает инвестировать в фонды исследований и разработок в области электрификации, низкоуглеродного/нулевого топлива, грузовиков с нулевым уровнем выбросов и инфраструктуры зарядки/гидрирования. В будущем Китай и США также продолжат прилагать усилия в области сотрудничества в области исследований и разработок грузовых автомобилей в области электрификации, водородной энергетики и инфраструктуры.
