كيفية شحن الشاحنات الكهربائية الثقيلة: الشحن وتبديل البطارية؟

كيفية شحن الشاحنات الكهربائية الثقيلة: الشحن وتبديل البطارية؟

الشحن مقابل تبديل البطارية:

لسنوات، كان الجدل حول ما إذا كان ينبغي للشاحنات الكهربائية الثقيلة اعتماد تقنية الشحن أو تبديل البطاريات جدلاً، حيث كان لكل جانب حججه الخاصة. ومع ذلك، توصل الخبراء في هذه الندوة إلى إجماع: لكل من الشحن وتبديل البطاريات مزايا وعيوب مختلفة. يعتمد الاختيار بينهما كليًا على السيناريوهات العملية والمتطلبات المحددة وحسابات التكلفة. لا يتعارض النهجان، بل يكمل أحدهما الآخر، حيث يناسب كل منهما سياقات تشغيلية مختلفة. تكمن الميزة الأساسية لتبديل البطاريات في سرعة تجديد الطاقة، والتي تتم في دقائق معدودة، مما يعزز الكفاءة التشغيلية بشكل كبير. ومع ذلك، فإنه يقدم أيضًا عيوبًا ملحوظة: استثمار أولي كبير، وإجراءات إدارية معقدة، وتناقضات في معايير ضمان البطاريات. لا يمكن تبديل حزم البطاريات من شركات مصنعة مختلفة في نفس محطة التبديل، ولا يمكن استخدام حزمة واحدة في محطات متعددة.

لذلك، إذا كان أسطولك يعمل على مسارات ثابتة نسبيًا، ويعطي الأولوية للكفاءة التشغيلية، ويتمتع بحجم معين، فإن نموذج تبديل البطاريات يُعد خيارًا جيدًا. في المقابل، يوفر نموذج الشحن معايير واجهة موحدة. شريطة أن تستوفي المركبات المعايير الوطنية، يمكن شحن أي علامة تجارية، مما يضمن توافقًا أكبر وتكاليف بناء محطات أقل. ومع ذلك، فإن سرعات الشحن أبطأ بكثير. لا تزال تكوينات الشحن المتزامن ثنائية أو رباعية المنافذ الحالية تتطلب حوالي ساعة واحدة للشحن الكامل. علاوة على ذلك، يجب أن تبقى المركبات ثابتة أثناء الشحن، مما يؤثر على الكفاءة التشغيلية للأسطول. تشير بيانات السوق إلى أن سبعًا من كل عشر شاحنات ثقيلة كهربائية بالكامل تُباع اليوم تستخدم أنظمة الشحن، بينما تستخدم ثلاث شاحنات أخرى تبديل البطاريات.

يشير هذا إلى أن تبديل البطارية يواجه قيودًا أكبر، بينما يوفر الشحن إمكانية تطبيق أوسع. يجب تحديد الاختيار المحدد من خلال المتطلبات التشغيلية الفعلية للسيارة. الشحن السريع مقابل الشحن فائق السرعة: المعايير وتوافق السيارة هما المفتاح في هذه المرحلة، قد يتساءل المرء: ماذا عن الشحن فائق السرعة بالميجاواط؟ في الواقع، تتوفر بالفعل العديد من أجهزة الشحن فائق السرعة بالميجاواط في السوق. ومع ذلك، لا يزال المعيار الوطني للشحن فائق السرعة بالميجاواط قيد التطوير. حاليًا، ما يتم الترويج له هو معايير مؤسسية تستند إلى المعيار الوطني. علاوة على ذلك، فإن قدرة السيارة على التعامل مع الشحن فائق السرعة لا تعتمد فقط على ما إذا كانت محطة الشحن يمكنها توفير طاقة كافية، ولكن الأهم من ذلك على ما إذا كانت بطارية السيارة يمكنها تحملها.

حاليًا، تتميز نماذج الشاحنات الثقيلة السائدة عادةً بحزم بطاريات تتراوح من 300 إلى أكثر من 400 كيلو وات في الساعة. إذا كان الهدف هو توسيع نطاق السيارة للاستفادة من أسواق أكبر، يصبح من الضروري تركيب المزيد من البطاريات مع تمكين الشحن السريع أيضًا. ونتيجة لذلك، أشار مصنعو الشاحنات الثقيلة الحاضرون في المؤتمر إلى أنهم ينشرون بسرعة بطاريات الشحن السريع والشحن فائق السرعة المناسبة للمركبات التجارية. مسار تطوير الشاحنات الثقيلة الكهربائية واختراق السوق في مراحله الأولى، اتبعت كهربة الشاحنات الثقيلة في المقام الأول نموذج تبديل البطاريات. بعد ذلك، انتقلت الشاحنات الثقيلة الكهربائية من السيناريوهات المغلقة التي تنطوي على عمليات نقل داخلية قصيرة المسافة إلى سيناريوهات ثابتة قصيرة المدى. وفي المستقبل، فهي على استعداد لدخول سيناريوهات مفتوحة تنطوي على عمليات متوسطة إلى طويلة المسافة.

تكشف الإحصاءات أنه في حين حققت الشاحنات الكهربائية الثقيلة معدل انتشار بلغ 14% فقط في عام 2024، فقد ارتفع هذا الرقم إلى أكثر من 22% بحلول النصف الأول من هذا العام، مسجلاً زيادة سنوية تجاوزت 180%. ومع ذلك، لا تزال تطبيقاتها الرئيسية متركزة في قطاعات المسافات المتوسطة إلى القصيرة، مثل نقل الموارد لمصانع الصلب والمناجم، وخدمات لوجستية لنفايات البناء، وخدمات الصرف الصحي. في قطاع لوجستيات النقل البري للمسافات المتوسطة إلى الطويلة، لا تمثل شاحنات الطاقة الجديدة الثقيلة سوى أقل من 1% من السوق، على الرغم من أن هذا القطاع يُشكل 50% من إجمالي صناعة الشاحنات الثقيلة.

وبالتالي، تُمثل تطبيقات المسافات المتوسطة إلى الطويلة آفاقًا جديدة للشاحنات الكهربائية الثقيلة. القيود الأساسية على تطوير الشاحنات الكهربائية الثقيلة: تشترك كلٌّ من الشاحنات الكهربائية الثقيلة ومحطات الشحن/استبدال البطاريات الخاصة بها في سمة أساسية: فهي أدوات إنتاج تُعطي الأولوية للكفاءة والفعالية من حيث التكلفة. ولزيادة مدى الشحن، تحتاج الشاحنات الكهربائية إلى المزيد من البطاريات. ومع ذلك، فإن زيادة سعة البطاريات لا ترفع تكاليف المركبات فحسب، بل تُقلل أيضًا من سعة الحمولة نظرًا لوزنها الكبير، مما يؤثر على ربحية الأسطول. وهذا يتطلب تهيئة دقيقة للبطاريات. يُسلط هذا التحدي الضوء على أوجه القصور الحالية في البنية التحتية لشحن الشاحنات الكهربائية، بما في ذلك عدم كفاية عدد المحطات، وعدم كفاية التغطية الجغرافية، وعدم اتساق المعايير.

مبادرة الصناعة:

التقدم التعاوني للتنمية الصناعية

جمعت هذه الندوة ممثلين عن شركات تصنيع المركبات، ومنتجي البطاريات، وشركات الشحن والاستبدال، ومشغلي الخدمات اللوجستية، وذلك بهدف مواجهة تحديات القطاع بشكل جماعي. وأطلقت الندوة مبادرة التعاون للشحن فائق السرعة والاستبدال السريع للشاحنات الثقيلة، مُنشئةً بذلك منصة مفتوحة وغير حصرية تتيح للجهات المعنية تبادل الأفكار وتنسيق الجهود. وفي الوقت نفسه، صدر بيان لتسريع التطوير الصناعي للبنية التحتية للشحن فائق السرعة والاستبدال السريع للشاحنات الثقيلة الكهربائية بالكامل. لا يخشى التقدم الصناعي من المشاكل، بل من غياب الحلول.

لننظر إلى تطور سيارات الركاب خلال العقد الماضي: سابقًا، كانت العقلية السائدة تُعطي الأولوية لتعظيم سعة البطارية لقطع مسافات أطول. لكن مع تطور البنية التحتية للشحن، تصبح سعة البطارية الزائدة غير ضرورية. أعتقد أن الشاحنات الكهربائية الثقيلة ستسلك مسارًا مشابهًا. ومع ازدياد عدد مرافق الشحن، سيظهر حتمًا تكوين مثالي للبطارية.