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En el contexto del logro del objetivo nacional de "carbono dual" y la construcción de un nuevo modelo de desarrollo de doble circulación, la electrificación se ha convertido en una de las direcciones clave para el desarrollo ecológico de la maquinaria de construcción. Las principales empresas de maquinaria de construcción, tanto nacionales como internacionales, han incrementado su inversión en la electrificación de equipos y lanzado activamente productos electrificados. Gracias a la doble orientación política y la demanda del mercado, los gigantes de la maquinaria de construcción han comenzado a recuperarse.

Plauto, un antiguo comediante romano, dijo: «Las cosas valiosas solo tienen sentido para quienes las comprenden». Esto significa que el valor de un producto está relacionado con las necesidades de las personas. Una cargadora eléctrica que vale millones puede parecer cara para la mayoría, pero algunos la comprarán porque quienes la comprenden crearán mayor valor.

Aceleración del diseño y aceleración de la electrificación de la maquinaria de construcción

En 2020, las ventas de carretillas elevadoras eléctricas en mi país alcanzaron las 410.300 unidades, un aumento de 111.700 unidades con respecto a 2019, lo que representa el 51,27 % de las ventas totales de carretillas elevadoras en mi país, más de la mitad. Las carretillas elevadoras, que son más sensibles a las condiciones de trabajo, han estado a la vanguardia de la electrificación.

Desde 2009, Caterpillar ha seguido la tendencia de la electrificación y lanzó el primer equipo de accionamiento eléctrico para el sector de la construcción: la excavadora eléctrica sobre orugas D7E. Posteriormente, aplicó la propulsión eléctrica a otros sectores, como la minería, y desarrolló diversos productos eléctricos para satisfacer las diferentes necesidades de los clientes. En 2021, Komatsu de Japón cooperará con Proterra para producir excavadoras eléctricas. Se entiende que Proterra proporcionará a Komatsu diversos componentes, como baterías y equipos periféricos. Si todo marcha bien, la excavadora eléctrica se presentará oficialmente en 2023-2024. Liugong es una de las primeras empresas en desarrollar productos electrificados. Actualmente, las cargadoras eléctricas que produce se han aplicado con éxito en numerosos proyectos importantes. Además, empresas como Sany, XCMG, Zoomlion y Shandong Lingong también han logrado resultados positivos en la electrificación de productos.

En los últimos años, las principales empresas de maquinaria de ingeniería han lanzado sus propios productos totalmente eléctricos. Sany considera la electrificación como una de las tres principales estrategias para el desarrollo futuro de la compañía. Actualmente, ha lanzado más de 30 nuevos productos energéticos, que abarcan las tres principales vías de reabastecimiento energético: electricidad pura, reemplazo de baterías e hidrógeno, y ha logrado el desarrollo independiente de tres componentes principales: motores, accionamientos eléctricos y baterías. Es una de las empresas con mayor número de categorías y líneas técnicas más completas en el sector de las nuevas energías. Combinando sus propias características, XCMG se compromete a ofrecer a los usuarios una gama completa de soluciones de electrificación. Sus productos incluyen excavadoras eléctricas, cargadoras, camiones volquete para minería, camiones mezcladores eléctricos, plataformas elevadoras, etc., y sus servicios abarcan el arrendamiento de baterías, el mantenimiento, el reciclaje y otros servicios. Zoomlion ha lanzado 16 nuevos productos energéticos en 8 series, incluyendo el primer camión bomba totalmente eléctrico del mundo, el primer camión bomba híbrido de 60 metros del mundo y el camión volquete todoterreno totalmente eléctrico de carrocería ancha de 118 toneladas más grande del mundo. Desde 2020, las cargadoras eléctricas de Shandong Lingong se han entregado en lotes a importantes clientes, como siderúrgicas, mineras y portuarias. En enero de 2022, la primera microexcavadora totalmente eléctrica, desarrollada independientemente por Shanhe Intelligent, salió con éxito de la línea de producción. Se trata de una nueva generación de productos eléctricos de alta fiabilidad, ahorro energético y protección ambiental, desarrollados por Shanhe Intelligent con base en su plataforma de innovación líder.

Los cargadores eléctricos son populares en el mercado.

A juzgar por los productos puramente eléctricos lanzados por la mayoría de las empresas de maquinaria de construcción en los últimos años, la mayoría se concentra en cargadoras, hormigoneras, camiones mineros, etc., lo cual es inseparable de sus aplicaciones específicas. En cuanto a la estructura de productos, las excavadoras, las cargadoras y las grúas son los tres productos más vendidos, y la penetración de productos electrificados ha generado una gran demanda de baterías de litio.

Lv Ying, subsecretario general de la Asociación de la Industria de Maquinaria de Construcción de China, considera que la electrificación de la maquinaria de construcción es fundamental para lograr el objetivo de reducir las emisiones de carbono. En lugares especiales, como túneles largos, espacios interiores estrechos, entornos geográficos y climáticos especiales, y lugares con alta dependencia e impacto ambiental, se preferirá la maquinaria de construcción eléctrica.

Algunos expertos señalaron que los camiones hormigonera, cargadores, camiones de escoria, excavadoras, etc. son los productos que serán más fáciles de electrificar en el futuro, entre los cuales la pequeña maquinaria de construcción tendrá una velocidad de propulsión más rápida.

El camino hacia la electrificación no es fácil

Si bien es una tendencia general promover la electrificación de la maquinaria de construcción y acelerar su transformación hacia la inteligencia artificial, la tasa de penetración actual de la maquinaria de construcción eléctrica en mi país aún es muy baja, y el volumen de ventas de esta maquinaria representó solo alrededor del 1% en 2021. Por lo tanto, en la nueva senda de "neutralidad de carbono y pico de carbono", las empresas nacionales de maquinaria de construcción se encuentran en la misma línea de partida que sus homólogas internacionales.

Si las empresas desean acelerar su progreso en la lucha contra las emisiones de carbono y la electrificación, el coste sigue siendo la base de sus esfuerzos. Por ejemplo, las cargadoras eléctricas cuestan entre 700.000 y 1 millón de yuanes, lo que equivale a dos o tres veces el precio de una cargadora de combustible. Aunque el precio de una cargadora eléctrica es más de 400.000 yuanes más caro que el de una cargadora de combustible, permite ahorrar al menos 80 yuanes en combustible por hora en condiciones de trabajo de alta intensidad, lo que significa que el coste adicional de la compra de una cargadora eléctrica se puede recuperar tras 5.500 horas de uso.

En la encuesta, casi todos los usuarios apoyan los productos electrificados y coinciden en que la electrificación y la inteligencia son la tendencia general, pero más del 90 % afirmó claramente que no los comprará por el momento. El factor que frena las compras sigue siendo el precio. Para algunos usuarios, la electrificación de la maquinaria de construcción aún se encuentra en una fase conceptual. Solo cuando el precio del producto sea equivalente a su valor, considerarán comprarlo.

En los cargadores eléctricos, el valor de la batería representa la mayor parte de su valor. Cómo superar el bajo rendimiento de seguridad de la batería, la corta autonomía, el largo tiempo de carga y las deficientes instalaciones de carga auxiliares serán los principales problemas que deberán abordarse en el futuro.

El autor considera que si la maquinaria de construcción quiere implementar plenamente la electrificación o popularizarla a gran escala, aún necesita superar al menos algunos "obstáculos":

En primer lugar, la vida útil de la batería suele ser corta. Actualmente, se utilizan dos tipos principales de baterías en la maquinaria de construcción: las de fosfato de hierro y litio, y las de litio. Ambas tienen sus propias ventajas. Las baterías de fosfato de hierro y litio son seguras y tienen una larga vida útil, pero su densidad energética es baja; las baterías de litio son pequeñas, tienen una alta densidad energética y una vida útil más corta. Las baterías de fosfato de hierro y litio pueden cargarse unas 2000 veces en condiciones razonables de carga y descarga. Las baterías de litio comunes pueden cargarse y descargarse entre 400 y 600 veces, e incluso las baterías de litio con mejor rendimiento no se cargan ni descargan más de mil veces. En términos de vida útil, ya sean baterías de fosfato de hierro y litio o baterías de litio, existe una gran diferencia en comparación con los motores diésel tradicionales.

En segundo lugar, el ámbito de aplicación es limitado. Si la jornada laboral estándar es de 8 horas diarias, incluso cargándose la batería solo una vez al día, la vida útil de las baterías de litio no superará los 3 años, y la de las baterías de fosfato de hierro y litio no superará los 5 años. Para muchos usuarios, la jornada laboral normal suele ser de 12 horas o más. Cargar la batería con demasiada frecuencia no solo acortará la vida útil de la batería, sino que el tiempo necesario para cada carga también desalentará a muchos usuarios.

Además del tiempo de carga y la duración de la batería, las pilas de carga también representan un gran problema. En algunas zonas remotas, resulta incómodo usar electricidad, y al trasladar la máquina a otro lugar, es necesario construir otra pila de carga. En comparación con los motores diésel tradicionales, el uso de maquinaria eléctrica presenta numerosas restricciones. Por lo tanto, solo las canteras, plantas mezcladoras, plantas siderúrgicas y otras condiciones de trabajo con suministro eléctrico estable son más adecuadas para el uso de maquinaria eléctrica.

En tercer lugar, la capacitancia se degrada rápidamente. Tras un período de uso, la batería experimentará una disminución de potencia mayor o menor. Independientemente de si se trata de una batería de fosfato de hierro y litio o de una batería de litio, aparecerán etiquetas falsas tras un uso prolongado. En términos sencillos, a medida que aumenta el número de cargas y descargas, la salud de la batería se deteriora y su durabilidad disminuye. Además, independientemente de si se trata de una batería de fosfato de hierro y litio o de una batería de litio, el consumo de energía se acelera en entornos de baja temperatura, lo que puede llevar a algunos clientes del norte con climas invernales fríos a optar por maquinaria de construcción eléctrica.

En el contexto de las directrices políticas y las condiciones laborales, el camino hacia la electrificación de la maquinaria de construcción en mi país se ha vuelto cada vez más claro. Si bien la electrificación es la tendencia general, al igual que los vehículos de combustible y los eléctricos, ¿será su desarrollo iterativo o coexistirá a largo plazo? Al respecto, Lv Ying, subsecretario general de la Asociación de la Industria de Maquinaria de Construcción de China, considera que las nuevas energías incluyen el hidrógeno, el gas natural, etc., y la electricidad es solo una de ellas. Incluso si surgen nuevas energías, no reemplazarán a los combustibles tradicionales, al menos a corto plazo. Afirmó que la electrificación está progresando, al igual que los motores de combustión interna. Siempre que cumpla con los requisitos de protección ambiental, los usuarios la elegirán y la utilizarán. Por lo tanto, en esta etapa, la coexistencia de diversas fuentes de energía se mantendrá durante mucho tiempo. Para que la maquinaria de construcción alcance el objetivo de doble carbono, la electrificación es solo una de las vías. Para satisfacer las necesidades de los usuarios, es necesario ofrecer diversas soluciones energéticas de apoyo. En su opinión, siempre que satisfaga las necesidades nacionales de protección ambiental, tiene valor y potencial de desarrollo. Sin embargo, también admitió que la electricidad, como energía limpia que el país se centra en desarrollar, presenta ventajas en cuanto a costo y economía. Sin duda, podrá desarrollarse rápidamente en el futuro y su proporción también aumentará.

Fuente: Red de Maquinaria Vial de China