中型および大型車両 (MHDV) は、米国の道路を走行する車両のわずか 5% にすぎませんが、輸送関連の温室効果ガス排出量の 21% を占めています。MHDV 排出量の削減は、気候変動の影響を緩和し、大気の質を改善するために不可欠です。バッテリー電気自動車 (EV) や水素燃料電池電気自動車 (FCEV) などのゼロ・エミッション車両 (ZEV) がソリューションを提供します。

将来の技術採用の予測は複雑であり、多くの要因が消費者の意思決定に影響を与えますが、商用車用途の技術を選択する際には経済性が重要な役割を果たします。国立再生可能エネルギー研究所 (NREL) による最近の研究では、現在から 2050 年までのさまざまなシナリオの下で、ゼロエミッションおよびディーゼル MHDV の運転にかかる総コストが時間の経過とともにどのように変化するかを調査しました。

「車両と燃料の継続的な改良により、ZEV は急速に商業的に実現可能となり、2035 年までにディーゼル車と比較して総走行コストが同等かそれ以上に達する可能性があります。」市場セグメント」と、この研究を主導したNRELの意思決定支援アナリスト、キャサリン・レドナ氏は述べた。

2035 年までに ZEV 販売に完全に移行すると、2050 年までに排出量が 2019 年と比較して 65% 削減されます。ゼロエミッションMHDV購入税額控除2022 年のインフレ抑制法 (IRA) によって可能となり、競争力を推進するための総コストがさらに加速され、排出量削減が最大 70% まで促進されます。

NREL の研究結果については、最近の論文で詳しく説明されています。アイサイエンスジャーナル記事「ゼロエミッショントラックの運転競争力の総コストの評価」 – レドナ氏、NREL のマッテオ・ムラトリ氏、アーサー・イップ氏、ペイジ・ジャドゥン氏、クリストファー・ホーン氏、および米国エネルギー省のカラ・ポドカミナ氏による。

ゼロエミッションMHDVへの道を開く

ゼロエミッションMHDVへの道は、大気質や温室効果ガス排出基準の向上からZEV購入に対する税額控除、ZEV技術やインフラ導入のための研究開発への投資に至るまでの政策を含む、提案されているさまざまな取り組みや既存の取り組みによって支えられている。

たとえば、IRA には、EV や FCEV を含む対象となるクリーン ビークルの購入に対する最大 40,000 ドルの税額控除や、インフラの充電と燃料補給に対する奨励金が含まれています。最近では、米国環境保護庁が、2027 年から 2032 年モデルの MHDV に対して、より厳格な温室効果ガス排出規制を提案しました。

TEMPO: 作業に最適なモデリング ツール

研究の中心となったのは、NREL の輸送エネルギーおよびモビリティ経路オプション (TEMPOTM) モデルであり、同研究所の主要な部門全体の輸送エネルギー システム モデルです。研究チームはTEMPOを使用して、新車購入、在庫回転率、車両活動、エネルギー消費、そして温室効果ガスの排出量。

「最近の研究では、1 つまたは複数の特定の市場セグメントにおけるゼロエミッション MHDV の経済的競争力と技術的実現可能性が評価されてきましたが、私たちの研究は、すべての MHDV における競争力、導入、エネルギー消費、およびフリート回転率を推進するための総コストを考慮した点でユニークでした。アプリケーションです」とレドナ氏は付け加えた。

NREL の分析では、車両の使用状況とエネルギー消費多様な MHDV 市場セグメントにわたっていますが、これらの市場セグメントには特有の技術的および経済的要件があり、その結果 ZEV テクノロジーのコスト競争力が異なります。好例: この国の MHDV フリートには、10,000 ポンドから 33,000 ポンド以上の範囲の車両が含まれており、年間走行距離は 10,000 マイル未満から 200,000 マイルを超えます。

テクノロジーの進歩とインセンティブに焦点を当てる

現在、ZEV は既存の MHDV に占める割合が小さく、高額な購入コスト、限られた充電または給油インフラ、車両転換の物流上の課題など、短期的な障壁に直面しています。

「最近の技術の進歩とクリーンビークルへの投資のおかげで、EVはすでに一部のユースケースにとって実行可能なソリューションとなっています」とNRELのシニア輸送およびエネルギーシステムエンジニアの村取氏は述べた。「ZEVがすべてのセグメントと用途においてディーゼルとのコスト競争力に達するには数年かかるだろうが、私たちは正しい道を進んでおり、EV技術は過去10年間で予想よりも急速に進歩した。」

NREL の調査によると、ZEV が総運転コストベースでディーゼル車と競争できるようになるまでの期間は、車両クラスや市場セグメントによって異なります。一般に、資本コスト、運用コスト、および車両の走行距離の組み合わせによって、ZEV テクノロジーがいつ同等に達するかが決まります。すべての車両用途において、少なくとも 1 つの ZEV 技術が 2035 年までにディーゼルと同等の性能を達成します。

この研究は、2032 年までに (そして多くの場合それ以前に)、ZEV は軽中型 (クラス 3) および中型 (クラス 4 ～ 6) トラックのディーゼル車と同等の総走行コストを達成することを示しています。バッテリーのコスト。2035年までに、150～300マイルの電気航続距離を備えた短距離EVは、1日の車両走行距離が短くなり、より大型で高価なバッテリーの必要性が減少する短距離および地域市場セグメントで同等の水準に達します。大型トラック (クラス 7 ～ 8) と長距離を走行するトラック (輸送距離 500 マイル以上) は、2030 年以降は同等になります。

IRA のインセンティブによりテクノロジーの導入と排出削減が促進されます

IRA の車両購入税額控除により、ZEV、特に EV は、大幅に早い期間でディーゼル車と同等の総走行コストを達成します。

ほとんどの軽中型車は 2026 年までに総走行コストが同等に達し、その結果、2023 年から 2032 年の間にさらに 70 万台の軽中型車が販売され、ZEV による車両走行距離が 480 億マイルになり、二酸化炭素排出量が 3,300 万トン削減される可能性があります。一方、ほとんどの中型車は 2023 年または 2024 年までに総走行コストが同等に達し、その結果、さらに 110 万台の車両が販売され、ZEV による走行距離が 810 億マイルになり、二酸化炭素排出量が 7,300 万トン削減されます。

大型車両の場合、短距離市場セグメントは 2027 年から 2030 年の間で同等に達します (対インセンティブなしの 2034 年)。重量のある地域および長距離市場セグメントは、2034 年も引き続き同等の水準を達成し、FCEV は総走行コストベースで最もコスト競争力が高いままです。

「IRAのインセンティブはZEVが総走行コスト同等に達するまでの時間を大幅に短縮し、短期的には市場での普及を可能にする」と村取氏は述べた。「ZEVへの急速な移行により、2050年までに温室効果ガス排出量が大幅に削減されます。インセンティブなしの場合は2019年レベルと比較して65％、IRAの自動車購入税額控除を利用すると70％になります。」