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掘削機やトラクターなどのオフハイウェイ機械は、世界最大かつ最も強力な機械の一つであり、それぞれが大量の電力を必要とし、深刻な汚染物質を排出しています。オフハイウェイ機械メーカーは、温室効果ガスやその他の汚染物質の排出量を削減するために電動モデルを開発してきました。しかし、これらの機械はサイズと稼働時間を考慮すると、非常に大きなバッテリーと電力網への常時接続を必要とするため、電動化が困難です。

建物からの排出ガス削減が比較的進んでいる市場においても、導入はこれまで遅れています。大きな課題の一つは、電気モーターの稼働時間がディーゼルエンジンと同程度であることです。乗用車とは異なり、オフハイウェイ車両は1日8時間以上、場合によってはそれ以上の稼働時間があります。

電気モーターで同等の性能を実現するには、非常に大型で高価なバッテリーが必要です。ディーゼルよりも電気代が安いことを考慮しても、機械のコストが高くなるだけでなく、非常に大きなバッテリーを搭載した機械の設計も困難です。機械を停止させて必要な作業を完了させ、バッテリーを充電するには長い時間がかかり、オペレーターはこれらの問題に対処するために多額の費用を費やすことになります。しかし、機械のコストを削減しながら充電時間を短縮できる解決策は存在するのでしょうか？

バッテリー交換は新しい概念ではありません。乗用車市場では、これまで曖昧な過去がありました（電気自動車に携わる人なら誰でもベタープレイスの失敗を覚えているでしょう）。しかし、中国の自動車メーカーはエコシステムの構築に取り組んでいます。大型トラック市場では、中国は成長市場であり、既に数千台のトラックがバッテリー交換に対応しています。

オフハイウェイ車両では、バッテリー交換ソリューションがすでに登場しており、電動モーターの採用拡大につながる可能性があります。具体的には、Tvek 社が製造するバッテリー電気式地下ローダーで、バッテリー交換に対応しています。車両のバッテリーパックは、オペレーターが車両を離れることなく 5 分で交換できるため、車両の使用中にバッテリーを充電でき、岩を運搬していない時間を最小限に抑えることができます。コマツとホンダは、PC01E-1 の小型版であるミニ油圧ショベル PC05E-1 を共同開発しました。この機械は、手動で交換可能な交換可能な Honda Mobile Power Pack e (小型 1 kWh バッテリーパック) を搭載しています。このタイプの機械は小規模な地上作業に適しており、サイズが小さいため機動性も優れています。

ZQuip（ムーグの新子会社）は、既存のディーゼル機械に組み込んで電力に変換できるバッテリー交換ソリューションを提供しています。ZQuipエネルギーモジュールは、機械や業種に依存しないバッテリー駆動ソリューションです。この交換可能なモジュール式システムは、機械のゼロエミッション電源システムとしてだけでなく、現場の他の機械や設備に電力を供給できるバッテリーエネルギー貯蔵システム（BESS）としても機能し、現場に持続可能なエネルギーソリューションを提供します。

オランダのAGROMECは、農業用トラクター向けのバッテリー交換ソリューションを開発しました。このトラクターは比較的小型のオンボードバッテリー（70kWh）を搭載していますが、短時間の軽作業やバッテリーパックの使用には十分な電力を供給します。交換可能な140kWhのバッテリーパックをトラクターの前面に取り付けることで、より長時間の稼働が可能になります。このバッテリーパックはECE/Webasto社製で、オランダの農場や建設現場で既に複数のトラクターが稼働しています。農業機械の電動化は容易ではなく、業界が電動ソリューションを選択するかどうかは必ずしも明確ではありません。しかし、標準化されたバッテリー交換ソリューションは、実際の導入を促進し、農家に電動化を納得させるのに役立つ可能性があります。

交換式バッテリーを搭載した建設機械には、数多くの利点があります。バッテリーパックを小型化したり、機械から完全に取り外したりできるため、初期コストを大幅に削減し、普及を促進します。バッテリーは電動オフハイウェイ機械のコストの38%を占めています。オペレーターは、作業に必要な数のバッテリーパックを選択することでコストを管理できるため、蓄電されたエネルギーがほとんど必要ない場合に巨大なバッテリーを購入する必要がなくなります。

さらに、バッテリーパックはわずか5分で効率的に交換できるため、充電に伴う問題（車両の運転不能など）が解消されます。夜間や閑散期など、稼働していない時間帯には、バッテリーパックを系統連系線に蓄電することで、事業者にとって新たな収益源となります。最終的には、レンタル会社にとっても、追加容量を必要とするユーザーにバッテリーパックをサービスとして提供できるため、大きな収益源となる可能性があります。

注目すべきは、電動建設機械がバッテリー交換を通じて建設機械業界に革命的な変化をもたらす可能性があることです。バイオ燃料やe-fuelのコストと入手性に対する懸念が高まる中、低排出ガスおよびゼロ排出ガスのオフハイウェイ機械は、厳しい排出ガス規制を満たすために電動化が必要になる可能性があります。オフハイウェイのバッテリー交換市場はまだ発展途上にあるものの、大きな可能性を秘めており、今後数年間で一般の人々に受け入れられるようになるにつれて、オフハイウェイバッテリーの市場シェアに変化が見られると予想されます。

出典: Machinery Intelligence