Punjenje električnog automobila dok se vozi autoputem - to može zvučati utopijski. No, upravo se to već testira na jednoj kilometar dugoj testnoj stazi u Oberpfalzu. „Induktivni prijenos energije čak i tijekom vožnje može ukinuti ograničenje dometa za električne automobile, smanjiti potrebu za prostorom i investicijama za ultra brze sustave punjenja te dugoročno ublažiti ovisnost njemačkih OEM-a o kineskim isporukama baterija“, naglašava Jörg Franke, voditelj FAPS-a (Katedra za automatizaciju proizvodnje i proizvodne sustave) na Sveučilištu Erlangen-Nürnberg. WGP-profesor (Znanstveno društvo za proizvodnu tehniku) je duhovni otac južnonjemačkog projekta za elektrifikaciju autocesta. „IPT-tehnologija smanjuje potrošnju resursa u odnosu na velike baterije i može njemačkoj industriji pružiti značajnu globalnu konkurentsku prednost - ako se dosljedno koristi.“
Na A6 između Nürnberga i Amberga ugrađene su indukcijske zavojnice u asfalt, a već nekoliko mjeseci provode se testovi s posebno opremljenim probnim vozilima.
„U jesen ćemo organizirati službenu probnu vožnju s različitim tipovima vozila“, izvještava prof. Florian Risch, voditelj projekta na FAPS-u. Risch je također voditelj odjela novootvorenog E|Road centra u Hallstadtu u travnju ove godine. U ovom tehnološkom centru Fraunhofer IISB (Integrirani sustavi i tehnologija komponenti) i FAPS-a istražuju se bežični sustavi prijenosa energije (IPT, Induktivni prijenos energije) za statične primjene, poput parkirališta, poludinamičke, poput taksi stajališta ili autobusnih stajališta, kao i dinamički induktivni prijenos energije na cestama.
„Centar je jedinstven u svijetu“, kaže Risch, „jer ovdje se po prvi put spajaju fleksibilna proizvodna okruženja, razvojni laboratoriji i testni sustavi pod jednim krovom.“
Jednostavno načelo relativno brzo provedivo
Jörg Franke oduševljen je temom otkako je 2010. godine u Koreji vozio induktivno punjeni e-bus. „Mogućnost bežičnog prijenosa energije već je krajem 19. stoljeća impresivno demonstrirao Nikola Tesla“, izvještava profesor iz Erlangena. „U otprilike 15 godina, induktivni prijenos energije optimiziran je modernom snagom elektronike i savršeno usklađenim rezonantnim krugovima.“ U asfalt autoceste ugrađene su indukcijske zavojnice. One stvaraju izmjenično magnetsko polje koje, kada testni automobili prolaze iznad njih, inducira napetost u zavojnicama na donjoj strani automobila. Na taj način energija se prenosi s zavojnica ceste na automobil. Zavojnice za testnu dionicu razvila je i isporučila start-up tvrtka Seamless Energy Technology iz Nürnberga, koja je izdanak FAPS-a. U projektu sudjeluju i izraelska tvrtka Electreon Wireless te građevinska tvrtka Eurovia. Projekt je započeo 2022. godine - financiran od strane Saveznog ministarstva gospodarstva.
Tijekom vožnje autocestom, stanje napunjenosti baterije stabilizira se barem putem održavanja punjenja; ovisno o dostupnoj snazi punjenja, stanje napunjenosti (SoC) može se čak i povećati. Time je na raspolaganju dovoljno energije za završni dio puta do odredišta za potpuno električni način vožnje. „Dakle, nije potrebno elektrificirati cijeli cestovni sustav Njemačke, glavne prometnice su dovoljne“, kaže Franke.
Čak i u relativno kratkom vremenskom razdoblju moglo bi se sve realizirati, jer „asfaltnim slojevima je ionako potrebno obnavljanje svake deset godina.“ Pri toj bi se prilici mogle ugraditi indukcijske zavojnice.
Sinergije za autonomnu vožnju
Učinkovito snabdijevanje energijom moglo bi ne samo dati poticaj slaboj e-mobilnosti, već i autonomnoj vožnji. „U Kini i SAD-u već prometuju veće flote autonomnih robotaksija i shuttle sustava u redovnom radu i postižu značajne dobitke u produktivnosti optimizacijom vremena i korištenja resursa“, izvještava Risch. „U Europi postoji značajan zaostatak, posebno s obzirom na rastući nedostatak kvalificirane radne snage. A gledajući u budućnost, logično je da autonomna električna vozila sama organiziraju svoje snabdijevanje energijom, bez potrebe da ih čovjek ručno priključuje na punjač.“ Također, bespilotna transportna vozila u industriji već dugo mogu voziti i puniti se putem induktivnog prijenosa energije.
Troškovi znatno niži nego s trenutnim trendovima
Troškovi za IPT tehnologiju su u usporedbi s rješenjima poput Megawatt Charging System (MCS) i vlastitom proizvodnjom baterija relativno niski. "Po kilometru i prometnoj traci računamo s investicijom od oko milijun eura", objašnjava Franke. "Uz oko 13.000 km autocesta i elektrificiranih traka u oba smjera, došli bismo do ukupnog iznosa od oko 30 milijardi €. To bi bilo samo tri posto infrastrukturnog paketa od 1000 milijardi eura", kaže istraživač WGP-a. "Raspoređeno na ciklus obnove prometnih površina od deset godina, svake godine bi trebalo osigurati oko 3 milijarde € za elektrifikaciju autocesta."
Ova svota mogla bi se financirati putem infrastrukturne naknade od 20 centi po svakom od godišnjih otprilike 15 milijardi prijeđenih kilometara teretnim vozilima na njemačkim autocestama, što bi otprilike odgovaralo naknadama za cestarinu za teretna vozila. Budući da bi operateri flota prilikom prelaska na električni pogon mogli uštedjeti oko 20 centi po kilometru na troškovima energije, ova mjera ne bi bila samo snažan poticaj za električni teretni promet, već i moćna mogućnost za poboljšanje konkurentnosti njemačkih špeditera i proizvođača teretnih vozila na međunarodnom tržištu.
Geopolitčka autonomija umjesto ovisnosti
Teže od troškova su geopolitičke nesigurnosti. „Ključno pitanje je želimo li strateški iskoristiti nužnu obnovu naše infrastrukture kako bismo istovremeno smanjili ovisnost o azijskim proizvođačima baterija“, kaže Risch. „Ovi su proizvođači već postigli značajne učinke razmjera i tehnološke prednosti u proizvodnji ćelija, što se odražava u trajno nižim troškovima proizvodnje. Stoga se čini malo realističnim pokušati sustići u cjenovnoj konkurenciji; umjesto toga, razlika bi mogla još rasti. Istovremeno, potrebne su sve više različite vrste materijala za baterije, dok same korištene baterije postaju sve veće. Time ne samo da raste potreba za sirovinama – posebno litijem, kobaltom i niklom – već i ovisnost o globalnim lancima opskrbe, a time i ranjivost cijelog europskog sustava stvaranja vrijednosti.“ Za indukcijske zavojnice potrebni su lakše dostupni i jeftiniji materijali poput bakra i aluminija.
Naposljetku, ova tehnologija predstavlja priliku za Njemačku da preuzme međunarodnu vodeću ulogu. "U cijeloj Europi trenutno se iniciraju relevantni projekti i kontinuirano se razvijaju. Posebno u Švedskoj i Francuskoj već se pokazuje visok stupanj interesa", kaže Risch. "Široko zanimanje u nekoliko europskih država je idealno, jer ova inicijativa od samog početka mora imati europski pristup koji se dugoročno usmjerava na prijenos znanja i difuziju tehnologije."
Kontakt:
