자동차를 넘어서:다른 분야의 EV 기술

전기 자동차가 헤드라인을 장식하고 모빌리티의 미래에 대한 가장 큰 화두이지만 더 넓은 운송 퍼즐의 일부일 뿐입니다.

내연기관의 출현 이후 석탄과 증기로 구동되던 대형 기계는 액체 화석 연료로 구동되는 방식으로 바뀌었습니다. 이제 EV 혁명은 운송 부문 전반에 걸쳐 확산되고 있으며 그 중요성이 기하급수적으로 증가하고 있습니다.

배출량을 줄이는 것이 이것의 핵심 동인입니다. 중공업 도로 차량은 EU 전체에서만 총 배출량의 거의 6%와 차량 배출량의 1/3을 생산합니다. 철도와 같은 요인과 세계에서 가장 큰 배기 가스 배출 주범 중 하나인 운송, 그리고 전기 기술을 통한 공기 정화의 범위는 엄청납니다. 정부가 현재 요구하고 있기 때문에 산업계에 좋은 일만 있는 것은 아닙니다.

배기 가스를 줄이고 지역, 국가 및 국제 표준에 부합하는 전기 드라이브는 에너지 효율적이며 무거운 하중을 이동하는 핵심 요소인 산악 토크 수치를 생성할 수 있습니다. 예를 들어 동력 전달 측면에서 가장 유사한 디젤 엔진은 연료 에너지의 약 30-35%만 유용한 동력으로 변환하는 반면 전기 모터는 90%에 가까운 효율성을 달성합니다. 이러한 관점에서 전기가 매력적인 이유는 분명합니다.

그러나 전기 자동차의 실제 생산과 배터리 생산에 있어 환경적 영향의 문제는 항상 특별한 조사를 받고 있습니다. 니켈, 흑연, 구리 및 알루미늄과 같은 재료를 채굴하고 정제하는 것은 에너지 집약적이며 결과적으로 EV는 바퀴를 돌리기도 전에 탄소 '부채'로 인생을 시작하게 됩니다.

그러나 광업은 점점 친환경적이며 이를 달성하는 데 도움이 되는 차량 중 하나는 아마도 세계에서 가장 큰 육상 기반 EV인 110톤 Elektro Dumper일 것입니다. 그리고 충전할 필요가 없습니다.

일렉트로 덤퍼 상세

Komatsu HB 605-7(아니요, 우리도 들어 본 적이 없습니다)을 기반으로 하는 Elektro Dumper(줄여서 eDumper)는 너비가 14피트, 높이가 14피트입니다. 적재되지 않은 상태에서 무게는 45톤이며 그 중 5개는 현재 고급형 전기 자동차에서 볼 수 있는 가장 큰 것의 약 7배에 달하는 거대한 700kWh 배터리 팩으로 구성되어 있습니다. 이것은 788bhp, 7007lb-ft 전기 모터에 동력을 공급합니다.

eDumper는 현재 스위스의 채석장에서 운영되고 있으며 65톤의 석회와 이회토를 채광면에서 가공 공장으로 운반하고 있습니다. 그리고 eDumper가 회생 제동을 통해 사용하는 것보다 더 많은 에너지를 생성할 수 있도록 하는 것은 짐을 싣지 않은 채 채석장까지 올라가고 최대 중량으로 채석장에서 내려오는 이러한 설정입니다.

최근 CNN은 포뮬러 E 드라이버인 Lucad DiGrassi를 보내 eDumper를 테스트했으며, 처리 공장에서 80% 충전을 시작한 후 전체 페이로드로 돌아오는 왕복 여행에서 88%로 돌아올 만큼 충분히 생성되었습니다. eDumper는 하루에 최대 200kWh의 잉여 충전을 생성할 수 있으며 일반 디젤 전기 덤퍼와 비교할 때 1년 이상 11,000~22,000갤런의 디젤을 절약할 수 있습니다. 이것은 차례로 130톤의 CO2가 대기로 방출되는 것을 막을 것입니다.

eDumper는 육상에서 가장 큰 EV일 수 있지만 더 큰 EV의 잠재력은 바다에서 나옵니다.

E-Ferry Ellen – 세계 최대의 순수 전기 선박

길이 60미터, 너비 13미터의 전기 페리 Ellen은 세계에서 가장 큰 전기 자동차로 선정되었습니다. 198명의 승객을 태울 수 있으며 개방형 데크에는 31대의 자동차 또는 5대의 트럭을 수용할 수 있습니다. 정규 노선은 덴마크 Ærø 섬과 Fynshav 섬 사이에 22해리이며 최대 15.5노트 또는 거의 18mph의 속도로 운행합니다.

Ellen은 온보드 백업 디젤 엔진이 없기 때문에 여객 서비스를 제공하는 최초의 '적절한' 완전 전기 페리라는 점에서 독특합니다. 그녀는 덴마크 회사인 Danfoss Editron이 고안한 구동계 및 에너지 관리 시스템으로 구동됩니다. 이것은 2개의 1006bhp 드라이브 유닛과 2개의 335bhp 추진기로 구성됩니다.

쇼의 스타는 육상 충전소를 통해 충전되는 단순히 거대한 4.3MW 배터리 팩입니다. 해양에서 가장 큰 배터리라고 하며 움직이는 차량에 동력을 공급하는 가장 큰 배터리는 엔지니어링의 경이로움입니다. 슬프게도 우리는 충전 입력이 무엇인지 모르지만 표준 3핀이 겨자를 자르지 않는다고 가정하는 것이 공정합니다.

배송은 오염이 심합니다. Carnival Cruise의 함대가 유럽의 모든 자동차를 합친 것보다 오염이 더 많다는 사실이 최근에 밝혀졌습니다. Ellen은 이 문제를 해결하는 작지만 중요한 단계입니다. 그녀는 연간 2,000톤의 CO2, 42톤의 질소 산화물, 2.5톤의 미립자 및 1.4톤의 이산화황을 절약합니다.

항구 주변의 공기 질이 일반적으로 상당히 끔찍하다는 점을 감안할 때 Ellen은 주변에 사는 사람들의 삶을 더 깨끗하고 조용하게 만들고 있습니다. 런던과 같은 도시의 대기 질도 상당히 심각하기 때문에 정부와 시 당국은 이를 정화하기 위해 전기 자동차를 찾고 있습니다.

도시의 공기 정화

런던에는 국제 기준에 어긋나는 대기 오염으로 고통받는 지역에 200만 명이 살고 있습니다. 약 400,000명의 어린이가 이 지역에 살고 있습니다. 369개의 초등학교와 86개의 중학교가 이곳에 있습니다. 영국 전역에서 매년 40,000명이 오염된 공기로 인해 사망합니다.

런던은 특히 디젤 차량에서 주로 배출되는 유해 가스인 이산화질소 정화 측면에서 개선되고 있습니다. 유럽에서 최초로 하루 24시간 운영되는 초저배출구역(ULEZ)과 같은 이니셔티브는 기업과 개인이 전기차나 트럭으로 이동하고 대중교통을 이용하도록 장려했습니다. 녹색.

버스(및 기타 상업용 차량)는 제공되는 토크 덕분에 전기 동기 부여에 매우 적합하지만 에너지 사용량이 소형 차량보다 훨씬 높기 때문에 추락합니다. 그러나 순수 전력이 자동차를 압도하면서 수소 연료 전지는 버스와 같은 상업용 차량에 전력을 공급하는 틈새 시장을 찾았습니다.

연료 전지 전기 버스는 Boris Johnson이 시장이었을 때 도입된 런던에서 새로운 것이 아닙니다. 이들은 단일 데커에 불과했기 때문에 운용할 수 있는 경로가 제한적이었습니다. 이를 위해 Transport for London(TfL)은 현재 수도의 대기 질을 더욱 개선하기 위해 20대의 연료 전지 2층 버스에 1,200만 파운드를 투자하고 있습니다. 사실, 런던은 그러한 주식을 운영하는 세계 최초의 도시가 될 것입니다.

Wrightbus Streetdeck은 64명의 승객을 태울 수 있고 200마일(또는 264마일 범위 확장 형식)의 표준 범위를 가지고 있습니다. 이는 대부분의 런던 버스가 일반적인 날에 이를 커버하지 않는다는 점을 감안할 때 충분한 양입니다. 주유는 7분 정도 소요되며 차고에서 할 수 있습니다.

Sadiq Khan 시장의 교통 전략의 일환으로 TfL은 수도에서 가장 붐비는 일부 도로에 ULEZ 버스 구역을 도입하여 자체 차량을 단속하고 있습니다. 그 결과 이 ​​지역에서 유해한 NOx 배출량이 90% 감소했습니다.

도시를 드나드는 것은 많은 사람들이 기차로 하는 일이며 영국 철도 차량의 4분의 1은 디젤로 구동됩니다. 수소도 철도의 대안이 될 수 있을까요?

수소 연료 전지 열차

영국 정부는 디젤 동력 열차가 2040년까지 사라지기를 원하지만 철도가 직면한 문제는 전기화가 일부 지역에서 실용적이지 않다는 것입니다. 여기에 수소 연료 전지 기술이 개입할 수 있습니다.

현재 독일은 수소 연료 전지 열차를 정기적으로 운행하는 세계 유일의 국가이지만 영국은 2022년까지 이를 따르기를 희망하고 있습니다. 불행히도 빅토리아 시대 이후로 주변에 있던 표준 차량 크기로 인해 우리는 그곳에서 사용 중인 Alstom의 기차를 그냥 구매할 수 없습니다. 우리 네트워크에 비해 너무 높습니다.

그러나 Alstom의 도움으로 기존 British Rail Type 321 철도 차량을 수소 연료 전지 동력 장치로 전환하는 작업이 진행 중입니다. 전기 다중 장치로 알려진 다른 캐리지는 수소 저장, 연료 전지 위치 및 운전실 장치와 같은 전기를 생성하는 특정 기능을 수행합니다. 이 열차는 'Breeze'로 알려져 있으며 2022년 출시될 예정입니다.

수소 동력 열차는 광범위한 전기화가 실용적이지 않은 영국 북부에서 가장 널리 보급될 것입니다. 올해 초 매우 제한된 수용력에도 불구하고 공개적으로 시연된 'Hydroflex' 열차(버밍엄 대학의 도움으로 Peterbrook 제조업체에서 제작)에 대한 시험이 이미 진행 중입니다.

도시에서 점점 더 깨끗해지는 것은 대중 교통만이 아닙니다. 자동차에 벌금이 부과됨에 따라 사람들은 이동할 수 있는 새로운 개인 교통 수단을 찾고 있습니다.

전기화된 개인 이동성

규제의 악몽이지만 전기화된 개인 이동 솔루션은 전 세계적으로 인기를 얻고 있습니다. 이 나라에서는 세그웨이와 특정 전기 자전거와 같은 전기 개인 이동 솔루션이 도로나 포장 도로에서 사용이 허용되지 않지만 이대로 유지된다는 것은 아닙니다.

지침은 광범위하고 다소 정신이 아찔하지만 개인의 도시 이동성에 대한 욕구가 증가함에 따라 업데이트될 것으로 생각합니다. 대중의 욕망을 떠나 도시의 배기 가스를 줄이고 자동차 교통을 줄이고 다른 국가와 일치해야 할 필요성이 있습니다. 수많은 제조업체가 이러한 솔루션을 추구하고 있으므로 VAT, 라이선스 및 기타 관세를 통한 공공 자금의 잠재적인 수익은 말할 것도 없고 로비가 있을 것입니다.

일본과 중국과 같이 인구가 많고 기술 주도적인 국가들이 이 분야의 의제를 추진하고 있습니다. 가장 최근에 중국의 Segway-Ninebot은 도시 고용을 위해 설계된 전기 스쿠터를 내놓았습니다. 이 스쿠터는 집에서 수동으로 연결할 필요 없이 사용 후 자동으로 충전소로 이동합니다. KickScooter T60이라고 하는 이 스쿠터에는 두 가지가 있습니다. 안정성을 위해 앞쪽과 뒤쪽에 바퀴가 하나씩 있으며 AI를 사용하여 사람의 간섭 없이 충전 도크로 돌아가는 길을 찾을 것이라고 합니다. Segway-Ninebot을 작성하는 시점에서 아직 이 능력을 입증하지 못했습니다...

자동차 제조업체들도 개인용 전기 모빌리티 트렌드에 발빠르게 뛰어들고 있습니다. Audi는 기차와 버스에 탈 수 있는 접이식 12kg 부품 스케이트보드인 e-tron Scooter를 만들었으며 사용자가 시속 12.5마일로 12.5마일을 여행할 수 있습니다. 아우디는 2000 유로 e-트론 스쿠터가 내년에 판매될 정도로 진지합니다.

e-트론 스쿠터와 유사한 맥락에서, 폭스바겐은 올해 초 제네바 모터쇼에서 시티 스케이터를 시연했습니다. 또한 '최종 마일' 통근 보조 장치로 설계된 이 차량은 9마일의 범위를 가지고 있으며 12mph로 달릴 수 있으며 보관을 위해 접혀 있습니다. Cityskater에서 한 단계 업그레이드된 Streetmate는 중거리 전기 스쿠터이자 50cc 오토바이의 대안입니다. 28mph의 최고 속도와 21마일의 범위로 더 긴 도시 횡단 여행을 위해 설계되었습니다.

혁명은 전율될 것이다

우리는 부문과 기능 전반에 걸쳐 일어나고 있는 모빌리티 혁명의 표면만 긁어모았지만 한 가지 분명한 것은 그것이 전기로 구동될 것이라는 점입니다. 9월 14일 볼로콥터(Volocopter)라고 불리는 전기 택시가 슈투트가르트의 메르세데스 HQ에서 첫 비행을 했기 때문에 전기적으로 비행할 수도 있습니다. 드론 기술을 기반으로 도시 환경에서 사람들을 빠르고 깨끗하게 운송하도록 설계되었지만 다른 전기 항공기와 마찬가지로 범위가 주요 제한 요소입니다. 볼로콥터는 한 번 충전으로 16마일을 관리할 수 있습니다. 하지만 이제 시작입니다.

물론 전력망에 대한 압력, 규제 및 생산의 환경적 영향 감소와 관련하여 수많은 과제가 있습니다. 그러나 내연 기관이 더 친환경적인 대안을 위해 단계적으로 폐지됨에 따라 극복해야 할 과제입니다.