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国が「デュアルカーボン」目標の実現と新たな双循環型発展パターンの構築を進める中で、電動化は建設機械のグリーン発展における重要な方向の一つとなっている。国内外の主流建設機械メーカーは、設備の電動化への投資を増やし、電動製品を積極的に投入している。政策誘導と市場需要という二つの要因の下、建設機械大手は「方向転換」の兆しを見せている。

古代ローマの喜劇作家プラウトゥスは、「価値あるものは、それを理解する者にとってのみ意味を持つ」と述べました。これは、商品の価値は人々のニーズと関連していることを意味します。数百万ドルの価値がある電動ローダーは、ほとんどの人にとって高価に思えるかもしれませんが、それを理解するユーザーがより大きな価値を生み出すため、それでも購入する人はいるでしょう。

建設機械のレイアウトを加速し電動化を加速

2020年、わが国の電動フォークリフトの販売台数は41万300台に達し、2019年より11万1700台増加しました。これはわが国のフォークリフト総販売台数の51.27%を占め、半分以上を占めています。作業環境への配慮がより求められるフォークリフトは、電動化の最前線に立っています。

キャタピラーは2009年以来、電動化の流れに乗って、建設分野初の電動駆動装置であるD7Eクローラー式電動ブルドーザーを発売しました。その後、鉱業などより多くの分野に電動駆動を適用し、顧客のさまざまなニーズを満たすためにさまざまな電動製品を開発しました。 2021年には、日本のコマツがプロテラと提携して電動掘削機を生産する予定です。プロテラはコマツにバッテリーや周辺機器などのさまざまなコンポーネントを提供すると理解されています。すべてが順調に進めば、電動掘削機は2023～2024年に正式に発表される予定です。 柳工は電動製品の開発をいち早く進めた企業です。現在、同社が生産する電動ローダーは多くの主要プロジェクトにうまく適用されています。また、三一汽集団、小成集団、中獅雄、山東凌工などの企業も製品の電動化で好成績を収めています。

近年、主流のエンジニアリング機械メーカーは、自社の純電動製品を次々と投入しています。三一汽は電動化を今後の発展に向けた3大戦略の一つと位置付けています。現在、30以上の新エネルギー製品を投入し、純電動、バッテリー交換、水素燃料という3つの主要なエネルギー補給ルートを網羅し、モーター、電動駆動装置、バッテリーといった3つの主要部品の自主開発を実現しています。業界の新エネルギー分野において、「最も多くの種類と最も充実した技術ライン」を持つ企業の一つです。XCMGは、独自の特徴を活かし、ユーザーに包括的な電動化ソリューションを提供することに尽力しています。製品には、電動ショベル、ローダー、鉱山ダンプトラック、電動ミキサー車、高所作業車などがあり、サービスにはバッテリーリース、メンテナンス、リサイクルなどの事業が含まれています。ズームライオンは、世界初の純電動ポンプ車、世界初の60メートルハイブリッドポンプ車、世界最大の118トンオフロード純電動ワイドボディダンプトラックなど、8シリーズ16の新エネルギー製品をリリースしました。2020年以来、山東霊工の電動ローダーは、鉄鋼、鉱山、港湾などの主要顧客にバッチで納入されています。2022年1月には、山河智能が独自に開発した初の純電動マイクロ掘削機がラインオフに成功しました。これは、山河智能が自社の先進的なイノベーションプラットフォームに基づいて開発した、高い信頼性、省エネ、環境保護を備えた新世代の電動製品です。

電動ローダーは市場で人気がある

近年、多くの建設機械メーカーが発表した純電動製品を見ると、その多くはローダー、ミキサー車、鉱山トラックなどの分野に集中しており、それぞれの特殊な用途シナリオと切り離すことはできません。製品構成では、掘削機、ローダー、クレーンが売上高トップ3を占めており、電動製品の普及に伴い、リチウム電池への需要も高まっています。

中国建設機械工業協会の呂英副事務局長は、建設機械の電動化は低炭素排出削減目標の達成において重要な役割を果たすと考えている。長いトンネル、狭い屋内空間、特殊な地理的・気候環境、環境への依存度と影響度が高い場所など、特殊な場所では、建設において電動建設機械が優先されるだろう。

専門家の中には、コンクリートミキサー車、ローダー、スラグトラック、掘削機などが今後最も電動化しやすい製品であり、その中でも小型建設機械は推進速度が速くなるだろうと指摘する人もいる。

電動化への道は平坦ではない

建設機械の電動化を推進し、建設機械のインテリジェント化を加速することが一般的な傾向ですが、わが国では現在、電動建設機械製品の普及率はまだ非常に低く、2021年の電動建設機械製品の販売量はわずか1％程度でした。そのため、「カーボンニュートラルとカーボンピーク」という新たな軌道において、国内の建設機械企業は海外の同業他社と同じスタートラインに立っています。

企業が炭素排出と電動化の潮流の中で前進を加速させたいのであれば、コストは依然として取り組みの中核です。電動ローダーを例に挙げると、価格は約70万元から100万元で、燃料式ローダーの2～3倍です。電動ローダーは燃料式ローダーよりも40万元以上高価ですが、高強度作業条件下では1時間あたり少なくとも80元の燃料費を節約でき、5,500時間の使用で電動ローダーの追加購入コストを回収できることを意味します。

調査では、ほぼすべてのユーザーが電動化製品を支持し、電動化とインテリジェント化が一般的なトレンドであることに同意しているものの、90%以上のユーザーが当面は購入しないと明言しています。購入を阻む要因は依然として価格です。一部のユーザーにとって、建設機械の電動化はまだ構想段階にあり、製品価格がその価値に見合ったものになった場合にのみ購入を検討すると考えています。

電動ローダーにおいて、バッテリーの価値はその価値の大部分を占めています。バッテリーの安全性の低さ、航続距離の短さ、充電時間の長さ、そして不十分な充電設備といった問題をいかに克服するかが、今後注力すべき中核的な課題となるでしょう。

建設機械の電動化を本格的に実現したり、大規模に普及させたりするためには、少なくともいくつかの「ハードル」を乗り越える必要があると筆者は考えています。

まず、バッテリーの寿命は一般的に短いです。現在、建設機械に使用されているバッテリーは主に2種類あり、1つはリン酸鉄リチウムバッテリーともう1つはリチウムバッテリーです。これら2つのバッテリーにはそれぞれ利点があります。リン酸鉄リチウムバッテリーは安全で寿命が長いですが、エネルギー密度が低いです。一方、リチウムバッテリーはサイズが小さく、エネルギー密度が高いですが、寿命が短くなります。リン酸鉄リチウムバッテリーは、適切な充放電条件下で約2,000回の充電が可能です。一般的なリチウムバッテリーは400～600回の充放電が可能で、性能の良いリチウムバッテリーでも1,000回以上の充放電はできません。バッテリー寿命だけで言えば、リン酸鉄リチウムバッテリーであれリチウムバッテリーであれ、従来のディーゼルエンジンと比べて大きな差があります。

第二に、適用範囲が狭いです。1日8時間の標準稼働時間の場合、たとえ1日に1回しか充電しなかったとしても、リチウム電池の寿命は3年を超えず、リン酸鉄リチウム電池の寿命は5年を超えません。多くのユーザーにとって、通常の稼働時間は一般的に12時間以上です。充電頻度が高すぎると、バッテリーの寿命が短くなるだけでなく、毎回の充電にかかる時間も多くの経営者のやる気を削ぐことになります。

充電時間とバッテリー寿命に加え、充電スタンドも大きな問題です。一部の遠隔地では電気の使用が不便で、機械を別の場所に移動させる際には、新たに充電スタンドを設置する必要があります。従来のディーゼルエンジンと比較して、電動機械の使用には多くの制約があります。そのため、採石場、ミキサー工場、鉄鋼工場など、電力供給が安定している作業環境のみが電動機械の使用に適しています。

第三に、容量の減少が早いです。一定期間使用すると、バッテリーの電力は多かれ少なかれ低下します。リン酸鉄リチウム電池であれ、リチウム電池であれ、長期使用後には誤ったラベル表示が現れます。簡単に言えば、充放電回数が増えるにつれて、バッテリーの健全性は低下し続け、バッテリーの耐久性は低下していきます。また、リン酸鉄リチウム電池であれ、リチウム電池であれ、低温環境では電力消費が加速するため、冬の寒さが厳しい北部のお客様が電動建設機械を選択する際に影響を与える可能性があります。

政策指導と作業環境の条件の下、わが国における建設機械の電動化の発展の道筋はますます明確になってきています。電動化製品は一般的なトレンドですが、燃料車と電気自動車のように、相互の発展は反復的なものになるのでしょうか、それとも長期的な共存関係になるのでしょうか。この点について、中国建設機械工業協会の呂英副事務局長は、新エネルギーには水素燃料や天然ガスなどが含まれており、電気はその一つに過ぎないと考えています。たとえ新エネルギーが登場したとしても、少なくとも短期的には従来の燃料に取って代わることはないだろうと指摘しました。彼は、電動化は進んでおり、内燃機関も進歩していると述べました。環境保護の要件を満たしていれば、ユーザーはそれを選択して使用するでしょう。したがって、現段階では、さまざまなエネルギー源が共存する状況が長く続くでしょう。建設機械がデュアルカーボン目標を達成するためには、電動化は一つの方向に過ぎません。ユーザーのニーズを満たすためには、多様なエネルギー支援ソリューションを提供する必要があります。彼は、国家の環境保護ニーズを満たす限り、電力は価値があり、発展の余地があると考えている。しかし同時に、国が開発に注力しているクリーンエネルギーである電力は、コスト面と経済面で優位性があることも認めた。電力は今後確実に急速に発展し、その割合も増加するだろう。

出典：中国道路機械ネットワーク