(EKO)Tiry w lesie

Rosnąca presja na ograniczanie emisji gazów cieplarnianych sprawia, że sektor transportu ciężkiego staje się jednym z kluczowych obszarów transformacji energetycznej.

W leśnictwie zdecydowana większość transportu drewna realizowana jest z wykorzystaniem pojazdów ciężarowych. Według wyników międzynarodowego badania z 2024 roku, transport drogowy odpowiadał średnio za 89 proc. wolumenu przewożonego na długich dystansach w 31 analizowanych krajach.

Jedynie w Danii udział ten był niższy niż 50 proc., natomiast m.in. w Argentynie, Australii, Bośni i Hercegowinie, Japonii, Kanadzie, Urugwaju i Stanach Zjednoczonych osiągnął, bądź przekroczył 95 proc.

W Europie ciężarówki odpowiadają za ponad 15 proc. emisji tlenków azotu oraz około 25 proc. emisji pyłów pochodzących z transportu drogowego i generują około 6 proc. całkowitej emisji gazów cieplarnianych. Aby zmniejszyć negatywny wpływ na środowisko, branża przechodzi głęboką transformację.

Prognozuje się, że już w ciągu najbliższych czterech lat około połowa nowych pojazdów ciężarowych sprzedawanych w Europie będzie w pełni elektryczna, a do 2040 roku udział modeli bezemisyjnych ma wzrosnąć do 90 proc.

Mimo rosnącego zainteresowania elektromobilnością w sektorze leśnym, liczba badań naukowych dotyczących rzeczywistej eksploatacji takich pojazdów pozostaje ograniczona. Dotychczas opublikowano jedynie kilka analiz poświęconych wykorzystaniu elektrycznych pojazdów ciężarowych w transporcie drewna.

Większość danych pochodzi ze Szwecji, gdzie testuje się zarówno pojazdy do transportu drewna okrągłego, jak i do przewozu zrębków drzewnych.

Jednym z największych ograniczeń e-ciężarówek jest obecnie pojemność baterii oraz związany z nią ograniczony zasięg pojazdów. Transport drewna odbywa się często po drogach leśnych o słabej jakości nawierzchni oraz zmiennym profilu terenu, co dodatkowo zwiększa zapotrzebowanie na energię o 20 do 40 proc.

Dwuletnie badania przeprowadzone w Szwecji wykazały, że średnie zużycie energii przez ciężarówki do przewozu drewna wyniosło od około 1,75 do nawet 2,94 kWh/km w zależności od temperatury, ukształtowania terenu i warunków eksploatacji. Praktyka eksploatacyjna pokazała również, że w bardzo niskich temperaturach zużycie energii drastycznie rośnie. W skrajnych przypadkach, przy temperaturach około –32°C, dochodziło nawet do utraty połączenia systemu pojazdu z bateriami, mimo ich wcześniejszego pełnego naładowania. Konieczne było wtedy holowanie pojazdu do ogrzewanego garażu w celu przywrócenia działania systemu. Chociaż tradycyjne ciężarówki spalinowe również mogą mieć problemy podczas silnych mrozów, dla pojazdów elektrycznych stanowi to szczególnie istotne wyzwanie technologiczne.

Do ładowania elektrycznych ciężarówek leśnych stosowane są stacje o zróżnicowanej mocy.

W szwedzkich testach wykorzystano dedykowaną stację ładującą o nominalnej mocy 184 kW zlokalizowaną obok papiernii. W praktyce moc ładowania była ograniczona do około 133 kW, co wynikało z limitów technologicznych systemu zarządzania energią. Z kolei podczas korzystania z infrastruktury publicznej, moc ładowania dochodziła do 140 kW.

Przy takich parametrach pełne ładowanie pojazdu trwało około 2 godzin, a doładowanie po dwóch zrealizowanych kursach zajmowało około godziny i pozwalało uzyskać zasięg około 80-140 km. Obecnie wykorzystywane są stacje ładowania ultra wysokiej mocy w zakresie 350–375 kW, które mogą skrócić czas ładowania nawet trzykrotnie, jednak wymagają one bardzo wydajnej infrastruktury energetycznej i wysokich nakładów inwestycyjnych. Moc tych urządzeń będzie stale rosnąć, czego dowodem jest wchodzący na rynek standard megawatowy.

W przypadku dłuższych postojów, takich jak ładowanie nocne lub weekendowe, pojawiają się straty energii związane z utrzymaniem temperatury i doładowywaniem akumulatorów. W testach wyniosły one średnio około 30 kWh w nocy oraz nawet 200 kWh podczas postoju weekendowego. Kolejnym wyzwaniem jest utrata pojemności pierwotnej akumulatorów w intensywnie eksploatowanych pojazdach.

Według producentów, po około 3–4 latach pracy w ciężkim transporcie leśnym pojemność baterii trakcyjnej może spaść do około 80 proc. wartości początkowej. Oznacza to zmniejszenie zasięgu pojazdu oraz potrzebę wcześniejszej wymiany kosztownych akumulatorów. Problemem jest również określenie wartości rezydualnej (wartości końcowej) pojazdów elektrycznych, ponieważ rynek używanych ciężarówek elektrycznych dopiero się rozwija.

Kluczowym wyzwaniem w warunkach leśnych pozostaje dostęp do punktów ładowania. Logistyka surowca drzewnego koncentruje się wokół obszarów leśnych, charakteryzujących się brakiem rozwiniętej infrastruktury energetycznej. Możliwość ładowania pojazdów ciężarowych w takich lokalizacjach jest mocno ograniczona, dlatego niezbędne staje się skoordynowane planowanie rozmieszczenia stacji  ładujących – zarówno przy bazach transportowych i składnicach manipulacyjnych, jak i w pobliżu zakładów przemysłu drzewnego. W przyszłości istotną rolę mogą odegrać także wymienne baterie, systemy bezprzewodowe czy zelektryfikowane drogi.

Ważnym czynnikiem ograniczającym tempo wdrażania elektryfikacji są koszty zakupu pojazdów. Ceny e-ciężarówek są obecnie znacznie wyższe niż pojazdów z silnikami Diesla i wynoszą od około 200 do nawet 800 tys. $USD, przy średnim stosunku ceny diesla do elektryka 1 do 2. Sam akumulator może stanowić 60 proc. wartości całego pojazdu, a cały elektryczny układ napędowy wraz z elektroniką odpowiada nawet za 85 proc. kosztów ciężarówki.

Do tego dochodzą wyższe koszty operacyjne związane z niższą ładownością w stosunku do pojazdów spalinowych i przestojami związanymi z ładowaniem. Pomimo tego przewiduje się, że do 2030 roku koszty baterii i napędów elektrycznych mogą spaść nawet o 55 proc., co znacząco poprawi opłacalność inwestycji.

Wdrożenie elektrycznych ciężarówek wymaga również istotnych zmian organizacyjnych w przedsiębiorstwach transportowych. Konieczne staje się odpowiednie planowanie tras, harmonogramów ładowania oraz struktury floty pojazdów. Wybór trasy musi uwzględniać nie tylko długość przejazdu, lecz także nachylenie terenu, jakość dróg, natężenie ruchu oraz dostępność infrastruktury ładowania. Dużą rolę w elektrycznej transformacji transportu ciężkiego ma również państwo.