Osservazione all'estero|Osservando il trend di sviluppo dei camion americani dal piano Super Truck
Il Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti ha finanziato costantemente tre fasi del programma "Super Truck" e la cooperazione tra Cina e Stati Uniti per migliorare l'efficienza energetica dei camion ha una lunga storia. Con l’approfondimento della cooperazione tra Cina e Stati Uniti sul cambiamento climatico, quali sono i punti chiave della cooperazione tra Cina e Stati Uniti nel miglioramento dell’efficienza energetica dei camion nel contesto della neutralità del carbonio?
Panoramica del programma "Super Truck" negli Stati Uniti
Al fine di ridurre il consumo di carburante e le emissioni di carbonio dei camion americani, abbassare-i costi di utilizzo per gli utenti finali e migliorare il vantaggio del Paese nell'innovazione tecnologica dei camion, il Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti ha lanciato congiuntamente un importante programma di innovazione tecnologica, SuperTruck, nel 2010. Il programma conta 15 partner industriali, tra cui sei produttori di camion che complessivamente rappresentano il 99% del mercato dei camion con trattore.
La prima fase del progetto "SuperTruck I", dal 2010 al 2016, è costata in cooperazione 284 milioni di dollari, con un rapporto di finanziamento 1:1 tra industria e governo federale.
La seconda fase del “SuperTruck II” durerà dal 2017 al 2021, con un budget di 160 milioni di dollari e fondi di sostegno condivisi equamente tra imprese e governo.
SuperTruck III sarà disponibile dal 2021 al 2025, con un finanziamento totale di oltre 100 milioni di dollari, concentrandosi su camion pesanti-a emissioni zero, elettrificazione e infrastrutture di ricarica/rifornimento.
Indicatori e obiettivi principali del progetto del super camion
SuperTruck I: sviluppato e dimostrato un miglioramento del 50% nell'efficienza del trasporto merci rispetto al trattore di livello 8 del 2009, raggiungendo quasi 10 miglia per gallone e aumentando l'efficienza termica di frenata del camion dimostrativo al 50%.
SuperTruck II: presentazione di un prototipo di camion caricato con un motore con un'efficienza termica del 55%, che aumenta l'efficienza del trasporto merci della flotta del 100%.
SuperTruck III: presentazione di camion elettrici puri da 400 miglia, strutture di ricarica a livello di megawatt e altro ancora.
I risultati del progetto del super camion
Il veicolo sviluppato dal programma SuperTruck I è un camion combinato a 8 livelli (comunemente noto come camion a 18 ruote), che migliora significativamente l'efficienza del carburante, del motore e del sistema di trasmissione del rimorchio del trattore adottando una tecnologia avanzata. Essendo la spina dorsale del trasporto merci nazionale, 18 camion a ruote rappresentano il 70% del tonnellaggio totale delle merci e consumano circa 28 miliardi di galloni di diesel all’anno, pari al 22% del consumo energetico totale dei trasporti.
I prototipi sviluppati da Volvo, Daimler, Cummins/Peterbilt e Navistar hanno superato l'obiettivo del SuperTruck I. Rispetto al trattore Volvo VNL del 2009, il trattore di nuova concezione ha ridotto il peso di 3.200 libbre, ridotto la resistenza del 40% e migliorato l'efficienza del trasporto dell'88%. Il progetto SuperTruck II utilizzerà vari metodi tecnologici per autocarri e rimorchi per raggiungere obiettivi prestazionali, come il miglioramento dell'efficienza del motore, dell'efficienza del sistema di trasmissione, della resistenza dell'aria, della resistenza al rotolamento degli pneumatici e del peso del veicolo
Adottando un approccio di sistema integrato per garantire che i vari componenti del veicolo lavorino insieme, si prevede che i cinque progetti SuperTruck II raddoppieranno le miglia per gallone per i camion di Classe 8. Il team Cummins SuperTruck II ha raggiunto un'efficienza termica di frenata del 55% attraverso motori dotati di dispositivi di recupero del calore residuo. Rispetto al camion di riferimento del 2009, il primo super camion di Freightliner ha ottenuto un miglioramento complessivo dell'efficienza del trasporto merci di oltre il 115% e un miglioramento dell'efficienza termica del freno motore di oltre il 50%.
Prototipo di nave da carico
Motori per autocarri pesanti- ad altissima efficienza termica ottimizzati con pistoni rivestiti ottimizzati per la forma d'onda, tecnologia turbo composita, corsa lunga, turbocompressore a due-stadi, sistema di iniezione del carburante common rail, recupero del calore di scarto con ciclo Rankine e altre tecnologie.
Prototipo di motore ad altissima-efficienza termica
Il motivo per cui è stato raggiunto e superato l'obiettivo di riduzione del peso in termini di alleggerimento (l'obiettivo iniziale era ridurre il peso del 40%, ma il peso del super camion è stato ridotto del 45%) è in parte dovuto all'utilizzo di un telaio in alluminio che è 900 libbre più leggero rispetto al prodotto della generazione precedente. Nonostante l'aggiunta di nuove tecnologie al camion, il peso è stato comunque ridotto.
Il futuro SuperTruck III
Super Truck 3 finanzierà progetti di elettrificazione per camion merci-medi e pesanti. Ulteriori investimenti miglioreranno l’efficienza dei veicoli e amplieranno le infrastrutture dei veicoli elettrici.
Nel 2021, il Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti (DOE) ha annunciato due opportunità di finanziamento per un totale di oltre 100 milioni di dollari (alcuni dicono oltre 162 milioni di dollari) per migliorare l'efficienza di automobili, camion e veicoli fuoristrada-e ridurre le emissioni di carbonio. Questi fondi verranno utilizzati per sostenere la fase successiva del programma “SuperTruck”, volto a elettrificare i camion merci e ad espandere le infrastrutture dei veicoli elettrici (EV) e gli sforzi per ridurre le emissioni sia dei veicoli stradali che fuoristrada.
Il segretario americano all’Energia Jennifer M. Granholm ha affermato che raggiungere l’obiettivo di zero emissioni nette di carbonio entro il 2050 significa ridurre attivamente la principale fonte di emissioni, ovvero il settore dei trasporti. I trasporti rappresentano circa il 30% della domanda totale di energia negli Stati Uniti e sono anche la principale fonte di emissioni di gas serra. I primi due programmi per super camion del Dipartimento dell'Energia hanno portato il più grande produttore di camion nel mercato statunitense dei semi-rimorchi a compiere un enorme balzo in avanti in termini di efficienza del carburante. Questo nuovo finanziamento continuerà a basarsi su queste basi, promuovendo l’elettrificazione dei camion di tutte le dimensioni, cercando al contempo di espandere i servizi di ricarica dei veicoli elettrici e sviluppare motori per veicoli a basse emissioni.
A tal fine, il Vehicle Technology Office (VTO) e l'Office of Hydrogen and Fuel Cell Technology (HFTO) dell'Office of Energy Efficiency and Renewable Energy (EERE) del Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti hanno collaborato per pubblicare l'annuncio di opportunità di finanziamento (FOA) SuperTruck 3, fornendo fino a 100 milioni di dollari in finanziamenti in quattro anni per esplorare concetti di camion e trasporto merci elettrificati medi e pesanti- per una maggiore efficienza e minori emissioni. Il finanziamento si concentra su una serie di metodi di elettrificazione, come i sistemi ibridi plug-completamente elettrici che utilizzano biocarburanti rinnovabili, tecnologie dell'idrogeno e delle celle a combustibile, comprese strategie ibride come gli estensori dell'autonomia delle celle a combustibile.
Osservazione delle tendenze di sviluppo e applicazione dei camion americani dal progetto Evolution of Super Truck Phase 3
I tradizionali motori a combustione interna si concentrano maggiormente sull’elettrificazione, sull’intelligenza e sulla tecnologia a zero emissioni. Gli indicatori principali delle prime due fasi del piano dei super camion si concentrano sull’effettiva efficienza termica dei motori a combustione interna del carburante (motori diesel), integrati da innovazioni tecnologiche in termini di leggerezza, aerodinamica, integrazione dei sistemi, ecc. La terza fase del piano dei super camion si concentra maggiormente sulla ricerca e sull’applicazione di sistemi energetici avanzati, emissioni prossime allo zero, utilizzo dell’energia dell’idrogeno, tecnologia di elettrificazione, infrastrutture di ricarica/rifornimento, assistenza alla guida intelligente e altre tecnologie.
La base della cooperazione tra Cina e Stati Uniti nel settore dei camion è solida. Dal 2009, su iniziativa dei leader di Cina e Stati Uniti, è stato istituito il "Centro congiunto di ricerca cinese per l'energia pulita negli Stati Uniti". Il suo sottoprogetto è il progetto "China US Joint Research on Key Technologies for Improving Energy Efficiency of Medium and Heavy Duty Trucks", che è un programma chiave nazionale di ricerca e sviluppo della China US Truck Energy Efficiency Alliance e un progetto chiave per la cooperazione intergovernativa internazionale sull'innovazione scientifica e tecnologica. Il finanziamento totale del progetto ammonta a quasi 100 milioni di yuan. Guidati da rinomate università nazionali e leader del settore come Weichai Power, Guangxi Yuchai e China National Heavy Duty Truck Group, che coprono l'intera catena di ricerca universitaria del settore e la forza industriale, conduciamo ricerche cooperative sino-americane con l'obiettivo di sviluppare prototipi ingegneristici e veicoli dimostrativi, che svolgono un ruolo di primo piano nella promozione dello sviluppo tecnologico dell'industria cinese dei camion e nella partecipazione a competizioni tecnologiche all'avanguardia a livello internazionale.
Negli ultimi anni, gli Stati Uniti hanno mantenuto una solida leadership internazionale nelle tecnologie-di risparmio energetico e di riduzione delle emissioni per i tradizionali motori a combustione interna dei camion. Allo stesso tempo, ha continuato a investire in fondi di ricerca e sviluppo nel campo dell'elettrificazione, dei carburanti a basso-carbonio/zero carbonio, dei camion a zero emissioni e delle infrastrutture di ricarica/idrogenazione. In futuro, anche la Cina e gli Stati Uniti continueranno a impegnarsi nella ricerca sui camion e nella cooperazione allo sviluppo nel campo dell’elettrificazione, dell’energia a idrogeno e delle infrastrutture.
