الاتجاهات في البنية التحتية للشحن

بينما يُلبّى الشحن المنزلي حاليًا معظم الطلب على الشحن، تتزايد الحاجة إلى شواحن عامة لتوفير نفس مستوى الراحة وسهولة الوصول المُتاح لتزويد المركبات التقليدية بالوقود. في المناطق الحضرية الكثيفة، على وجه الخصوص، حيث يكون الوصول إلى الشحن المنزلي محدودًا، تُعدّ البنية التحتية العامة للشحن عاملًا أساسيًا في اعتماد المركبات الكهربائية. في نهاية عام ٢٠٢٢، بلغ عدد نقاط الشحن العامة حول العالم ٢.٧ مليون نقطة، تم تركيب أكثر من ٩٠٠ ألف منها في عام ٢٠٢٢، بزيادة قدرها حوالي ٥٥٪ عن عدد نقاط عام ٢٠٢١، وهي نسبة تُقارب معدل النمو قبل الجائحة والبالغ ٥٠٪ بين عامي ٢٠١٥ و٢٠١٩.

شواحن بطيئة

على مستوى العالم، يوجد أكثر من 600000 نقطة شحن بطيئة عامة1تم تركيب 360 ألف جهاز شحن بطيء في عام 2022، منها 360 ألف جهاز في الصين، ليصل إجمالي عدد أجهزة الشحن البطيئة في البلاد إلى أكثر من مليون جهاز. وفي نهاية عام 2022، كانت الصين موطنًا لأكثر من نصف إجمالي عدد أجهزة الشحن البطيئة العامة في العالم.

تحتل أوروبا المرتبة الثانية، بإجمالي 460,000 شاحن بطيء في عام 2022، بزيادة قدرها 50% عن العام السابق. وتتصدر هولندا أوروبا بـ 117,000، تليها فرنسا بحوالي 74,000، ثم ألمانيا بحوالي 64,000. وارتفع عدد الشواحن البطيئة في الولايات المتحدة بنسبة 9% في عام 2022، وهو أدنى معدل نمو بين الأسواق الرئيسية. وفي كوريا، تضاعف عدد الشواحن البطيئة على أساس سنوي، ليصل إلى 184,000 نقطة شحن.

شواحن سريعة

تتيح الشواحن السريعة المتاحة للعامة، وخاصة تلك الموجودة على طول الطرق السريعة، رحلات أطول ويمكنها معالجة قلق المدى، وهو عائق أمام تبني السيارات الكهربائية. ومثل الشواحن البطيئة، توفر الشواحن السريعة العامة أيضًا حلول شحن للمستهلكين الذين ليس لديهم وصول موثوق إلى الشحن الخاص، مما يشجع على تبني السيارات الكهربائية عبر شرائح أوسع من السكان. زاد عدد الشواحن السريعة بمقدار 330,000 عالميًا في عام 2022، على الرغم من أن غالبية النمو (حوالي 90٪) جاءت من الصين. يعوض نشر الشحن السريع عن نقص الوصول إلى الشواحن المنزلية في المدن المكتظة بالسكان ويدعم أهداف الصين للنشر السريع للسيارات الكهربائية. تمثل الصين ما مجموعه 760,000 شاحن سريع، ولكن أكثر من إجمالي مخزون أكوام الشحن السريع العامة يقع في عشر مقاطعات فقط.

في أوروبا، تجاوز إجمالي مخزون الشواحن السريعة 70,000 وحدة بنهاية عام 2022، بزيادة قدرها حوالي 55% مقارنةً بعام 2021. والدول التي تمتلك أكبر مخزون من الشواحن السريعة هي ألمانيا (أكثر من 12,000)، وفرنسا (9,700)، والنرويج (9,000). هناك طموح واضح في جميع أنحاء الاتحاد الأوروبي لمواصلة تطوير البنية التحتية للشحن العام، كما يتضح من الاتفاق المؤقت بشأن لائحة البنية التحتية للوقود البديل المقترحة (AFIR)، والتي ستحدد متطلبات تغطية الشحن الكهربائي عبر شبكة النقل عبر أوروبا (TEN-T) بين بنك الاستثمار الأوروبي والمفوضية الأوروبية، مما سيوفر أكثر من 1.5 مليار يورو بحلول نهاية عام 2023 للبنية التحتية للوقود البديل، بما في ذلك الشحن الكهربائي السريع.

قامت الولايات المتحدة بتركيب 6300 شاحن سريع في عام 2022، حوالي ثلاثة أرباعها كانت من نوع Tesla Superchargers. وصل إجمالي مخزون الشواحن السريعة إلى 28000 في نهاية عام 2022. ومن المتوقع أن يتسارع النشر في السنوات القادمة بعد موافقة الحكومة على (NEVI). وتشارك جميع الولايات الأمريكية وواشنطن العاصمة وبورتوريكو في البرنامج، وقد تم تخصيص 885 مليون دولار أمريكي لها بالفعل في التمويل لعام 2023 لدعم بناء الشواحن عبر 122000 كيلومتر من الطرق السريعة. أعلنت الإدارة الفيدرالية للطرق السريعة في الولايات المتحدة عن معايير وطنية جديدة لشواحن السيارات الكهربائية الممولة فيدراليًا لضمان الاتساق والموثوقية وإمكانية الوصول والتوافق. ووفقًا للمعايير الجديدة، أعلنت Tesla أنها ستفتح جزءًا من شبكة Supercharger في الولايات المتحدة (حيث تمثل الشواحن الفائقة 60٪ من إجمالي مخزون الشواحن السريعة في الولايات المتحدة) وشبكة Destination Charger للسيارات الكهربائية غير التابعة لشركة Tesla.

أصبحت نقاط الشحن العامة ضرورية بشكل متزايد لتمكين انتشار المركبات الكهربائية على نطاق أوسع

يُعدّ نشر البنية التحتية العامة للشحن تحسبًا لنمو مبيعات السيارات الكهربائية أمرًا بالغ الأهمية لاعتمادها على نطاق واسع. ففي النرويج، على سبيل المثال، كان هناك حوالي 1.3 مركبة شحن كهربائية تعمل بالبطاريات لكل نقطة شحن عامة في عام 2011، مما عزز انتشارها. وفي نهاية عام 2022، ومع تجاوز نسبة المركبات الكهربائية التي تعمل بالبطاريات 17% من إجمالي المركبات الكهربائية، بلغ عدد المركبات الكهربائية التي تعمل بالبطاريات 25 مركبة لكل نقطة شحن عامة في النرويج. وبشكل عام، مع زيادة حصة المركبات الكهربائية التي تعمل بالبطاريات في المخزون، تنخفض نسبة نقاط الشحن لكل مركبة. ولا يمكن استدامة نمو مبيعات السيارات الكهربائية إلا بتلبية الطلب على الشحن من خلال بنية تحتية سهلة الوصول وبأسعار معقولة، سواءً من خلال الشحن الخاص في المنازل أو أماكن العمل، أو محطات الشحن العامة.

نسبة المركبات الكهربائية الخفيفة لكل شاحن عام

نسبة نقاط الشحن العامة لكل مركبة شحن كهربائية تعمل بالبطارية في بلدان مختارة مقابل حصة مخزون المركبات الكهربائية التي تعمل بالبطارية

في حين أن السيارات الهجينة القابلة للشحن (PHEVs) أقل اعتمادًا على البنية التحتية للشحن العام من السيارات الكهربائية، فإن وضع السياسات المتعلقة بتوفر نقاط الشحن الكافية ينبغي أن يتضمن (ويشجع) شحن السيارات الهجينة القابلة للشحن العام. إذا أُخذ في الاعتبار العدد الإجمالي للمركبات الكهربائية الخفيفة (LDVs) لكل نقطة شحن، فإن المتوسط ​​العالمي في عام ٢٠٢٢ بلغ حوالي عشر مركبات كهربائية لكل شاحن. وقد حافظت دول مثل الصين وكوريا وهولندا على أقل من عشر مركبات كهربائية لكل شاحن خلال السنوات الماضية. في الدول التي تعتمد بشكل كبير على الشحن العام، يتزايد عدد الشواحن المتاحة للجمهور بسرعة تضاهي إلى حد كبير انتشار السيارات الكهربائية.

ومع ذلك، في بعض الأسواق التي تتميز بتوفر واسع النطاق لشحن السيارات الكهربائية في المنازل (نظرًا لارتفاع نسبة المنازل العائلية التي توفر إمكانية تركيب شاحن)، قد يكون عدد السيارات الكهربائية لكل نقطة شحن عامة أعلى من ذلك. على سبيل المثال، في الولايات المتحدة، تبلغ نسبة السيارات الكهربائية لكل شاحن 24 سيارة، وفي النرويج أكثر من 30 سيارة. مع ازدياد انتشار السيارات الكهربائية في السوق، تزداد أهمية الشحن العام، حتى في هذه الدول، لدعم تبني السيارات الكهربائية بين السائقين الذين لا تتوفر لديهم خيارات شحن خاصة في منازلهم أو أماكن عملهم. ومع ذلك، تختلف النسبة المثلى للسيارات الكهربائية لكل شاحن باختلاف الظروف المحلية واحتياجات السائقين.

ربما يكون إجمالي سعة الشحن العام لكل مركبة كهربائية أهم من عدد محطات الشحن العامة المتاحة، نظرًا لأن الشواحن السريعة قادرة على خدمة عدد أكبر من المركبات الكهربائية مقارنةً بالشواحن البطيئة. خلال المراحل الأولى من اعتماد المركبات الكهربائية، من المنطقي أن تكون سعة الشحن المتاحة لكل مركبة كهربائية عالية، بافتراض أن معدل استخدام الشاحن سيكون منخفضًا نسبيًا حتى ينضج السوق ويصبح استخدام البنية التحتية أكثر كفاءة. وتماشيًا مع ذلك، يتضمن دليل الاتحاد الأوروبي لأنظمة الشحن السريع (AFIR) متطلبات لإجمالي سعة الطاقة التي سيتم توفيرها بناءً على حجم الأسطول المسجل.

عالميًا، يبلغ متوسط ​​سعة الشحن العام لكل مركبة كهربائية منخفضة الطاقة حوالي 2.4 كيلوواط لكل مركبة كهربائية. أما في الاتحاد الأوروبي، فالنسبة أقل، بمتوسط ​​حوالي 1.2 كيلوواط لكل مركبة كهربائية. وتسجل كوريا أعلى نسبة، وهي 7 كيلوواط لكل مركبة كهربائية، حتى مع كون معظم محطات الشحن العامة (90%) بطيئة.

عدد المركبات الكهربائية منخفضة التكلفة لكل نقطة شحن عامة وقوة كيلوواط لكل مركبة كهربائية منخفضة التكلفة، 2022

يفتح

عدد المركبات الكهربائية منخفضة التكلفة لكل نقطة شحن (كيلوواط من الشحن العام لكل مركبة) نيوزيلندا، أيسلندا، أستراليا، النرويج، البرازيل، ألمانيا، السويد، الولايات المتحدة الأمريكية، الدنمارك، البرتغال، المملكة المتحدة، إسبانيا، كندا، إندونيسيا، فنلندا، سويسرا، اليابان، تايلاند، الاتحاد الأوروبي، فرنسا، بولندا، المكسيك، بلجيكا، العالم، إيطاليا، الصين، الهند، جنوب أفريقيا، تشيلي، اليونان، هولندا، كوريا، 08162432404856647280889610400.61.21.82.433.64.24.85.466.67.27.8

• EV / EVSE (المحور السفلي)
• كيلو وات / فولت (المحور العلوي)

في المناطق التي أصبحت فيها الشاحنات الكهربائية متاحة تجاريًا، يمكن للشاحنات الكهربائية التي تعمل بالبطاريات أن تنافس شاحنات الديزل التقليدية على أساس إجمالي تكلفة الملكية (TCO) في نطاق متنامٍ من العمليات، ليس فقط في المناطق الحضرية والإقليمية، بل أيضًا في قطاعي الجرارات والمقطورات الإقليمية والطويلة. ثلاثة معايير تحدد وقت الوصول هي: رسوم المرور؛ وتكاليف الوقود والتشغيل (مثل الفرق بين أسعار الديزل والكهرباء التي يواجهها مشغلو الشاحنات، وانخفاض تكاليف الصيانة)؛ ودعم النفقات الرأسمالية (CAPEX) لسد الفجوة في سعر الشراء الأولي للمركبة. بما أن الشاحنات الكهربائية قادرة على توفير نفس العمليات بتكاليف عمرية أقل (حتى في حالة تطبيق سعر مخفض)، فإن توقع مالكي المركبات استرداد التكاليف الأولية يُعد عاملاً رئيسيًا في تحديد ما إذا كانوا سيشترون شاحنة كهربائية أم تقليدية.

يمكن تحسين اقتصاديات الشاحنات الكهربائية في التطبيقات طويلة المدى بشكل كبير إذا تم خفض تكاليف الشحن من خلال تعظيم الشحن البطيء "خارج الوردية" (على سبيل المثال في الليل أو فترات التوقف الأطول الأخرى)، وتأمين عقود الشراء بالجملة مع مشغلي الشبكة للشحن "في منتصف الوردية" (على سبيل المثال أثناء فترات الراحة)، أو الشحن السريع (حتى 350 كيلو وات)، أو الشحن فائق السرعة (>350 كيلو وات)، واستكشاف فرص الشحن الذكي والمركبات إلى الشبكة للحصول على دخل إضافي.

ستعتمد الشاحنات والحافلات الكهربائية على الشحن خارج أوقات العمل لتوفير معظم طاقتها. وسيتحقق ذلك بشكل كبير في مستودعات الشحن الخاصة أو شبه الخاصة أو في المحطات العامة على الطرق السريعة، وغالبًا ما تكون ليلية. وسيلزم تطوير مستودعات لتلبية الطلب المتزايد على كهربة المركبات الثقيلة، وقد يتطلب ذلك في كثير من الحالات تحديث شبكات التوزيع والنقل. وحسب متطلبات مدى المركبة، ستكون مستودعات الشحن كافية لتغطية معظم عمليات الحافلات الحضرية، بالإضافة إلى عمليات الشاحنات الحضرية والإقليمية.

يمكن للوائح التي تفرض فترات الراحة أيضًا أن توفر نافذة زمنية للشحن في منتصف المناوبة إذا كانت خيارات الشحن السريع أو فائق السرعة متاحة على الطريق: يتطلب الاتحاد الأوروبي 45 دقيقة من الاستراحة بعد كل 4.5 ساعة من القيادة؛ وتفرض الولايات المتحدة 30 دقيقة بعد 8 ساعات.

تتيح معظم محطات الشحن السريع ذات التيار المستمر (DC) المتوفرة تجاريًا حاليًا مستويات طاقة تتراوح من 250 إلى 350 كيلو واط. تشمل الأهداف التي توصل إليها المجلس والبرلمان الأوروبي عملية تدريجية لنشر البنية التحتية للمركبات الكهربائية الثقيلة بدءًا من عام 2025. وجدت الدراسات الحديثة لمتطلبات الطاقة لعمليات الشاحنات الإقليمية والطويلة المدى في الولايات المتحدة وأوروبا أن طاقة الشحن التي تزيد عن 350 كيلو واط، وتصل إلى 1 ميجا واط، قد تكون مطلوبة لإعادة شحن الشاحنات الكهربائية بالكامل خلال فترة استراحة تتراوح من 30 إلى 45 دقيقة.

في عام 2022، إدراكًا للحاجة إلى توسيع نطاق الشحن السريع أو فائق السرعة كشرط أساسي لجعل العمليات الإقليمية، وخاصة العمليات الطويلة المدى، قابلة للتطبيق من الناحية الفنية والاقتصادية، أنشأت شركات Traton وVolvo وDaimler مشروعًا مشتركًا مستقلًا، باستثمارات جماعية تبلغ 500 مليون يورو من مجموعات التصنيع الثلاث الثقيلة، تهدف المبادرة إلى نشر أكثر من 1700 نقطة شحن سريعة (300 إلى 350 كيلو واط) وسريعة للغاية (1 ميجا واط) في جميع أنحاء أوروبا.

تُستخدم حاليًا معايير شحن متعددة، ويجري تطوير مواصفات فنية للشحن فائق السرعة. ويلزم ضمان أقصى قدر ممكن من التقارب بين معايير الشحن والتوافق التشغيلي للمركبات الكهربائية الثقيلة لتجنب التكلفة وانعدام الكفاءة والتحديات التي قد تواجه مستوردي المركبات والمشغلين الدوليين نتيجةً لاتباع المصنعين مسارات متباينة.

في الصين، يعمل المطورون المشاركون، مجلس كهرباء الصين و"ألترا تشاوجي" التابع لشركة CHAdeMO، على تطوير معيار شحن للمركبات الكهربائية الثقيلة بقدرة تصل إلى عدة ميغاواط. في أوروبا والولايات المتحدة، تعمل المنظمة الدولية للمعايير (ISO) ومنظمات أخرى على تطوير مواصفات نظام شحن CharIN ميغاواط (MCS)، بقدرة قصوى محتملة تبلغ. ومن المتوقع صدور المواصفات النهائية لنظام MCS، اللازمة للطرح التجاري، في عام 2024. بعد أول موقع شحن بقدرة ميغاواط قدمته شركتا Daimler Trucks وPortland General Electric (PGE) في عام 2021، بالإضافة إلى استثمارات ومشاريع في النمسا والسويد وإسبانيا والمملكة المتحدة.

سيتطلب تسويق أجهزة الشحن ذات القدرة المقدرة بـ 1 ميجاواط استثمارات ضخمة، حيث ستتكبد المحطات ذات هذه الاحتياجات العالية من الطاقة تكاليف باهظة في كل من التركيب وتحديث الشبكة. ويمكن لمراجعة نماذج أعمال المرافق الكهربائية العامة ولوائح قطاع الطاقة، وتنسيق التخطيط بين الجهات المعنية، والشحن الذكي، أن تُسهم جميعها في تحقيق ذلك. كما يُمكن للدعم المباشر من خلال المشاريع التجريبية والحوافز المالية أن يُسرّع من عملية التجربة والاعتماد في المراحل المبكرة. وتُحدد دراسة حديثة بعض الاعتبارات التصميمية الرئيسية لتطوير محطات شحن مُصنّفة وفقًا لمعايير MCS:

• يمكن أن يكون التخطيط لإنشاء محطات شحن في مواقع مستودعات الطرق السريعة بالقرب من خطوط النقل ومحطات الطاقة الفرعية حلاً مثاليًا لتقليل التكاليف وزيادة استخدام الشاحن.
• إن تحديد أحجام التوصيلات بشكل صحيح، من خلال التوصيلات المباشرة بخطوط النقل في مرحلة مبكرة، بما يُتوقع احتياجات الطاقة في نظامٍ تُكهرب فيه أجزاء كبيرة من أنشطة الشحن، بدلاً من تحديث شبكات التوزيع بشكل مؤقت وقصير الأجل، سيكون أمرًا بالغ الأهمية لخفض التكاليف. وسيتطلب ذلك تخطيطًا منظمًا ومنسقًا بين مشغلي الشبكة ومطوري البنية التحتية للشحن في مختلف القطاعات.
• وبما أن ربط أنظمة النقل وتحديث الشبكة قد يستغرق ما بين 4 إلى 8 سنوات، فسوف يتعين البدء في تحديد مواقع محطات الشحن ذات الأولوية العالية وبنائها في أقرب وقت ممكن.

وتشمل الحلول تركيب وحدات تخزين ثابتة ودمج القدرة المتجددة المحلية، جنبًا إلى جنب مع الشحن الذكي، وهو ما يمكن أن يساعد في تقليل تكاليف البنية التحتية المرتبطة بتوصيل الشبكة وتكاليف شراء الكهرباء (على سبيل المثال من خلال تمكين مشغلي الشاحنات من تقليل التكلفة من خلال التحكيم في تقلب الأسعار طوال اليوم، والاستفادة من فرص ربط المركبات بالشبكة، وما إلى ذلك).

من الخيارات الأخرى لتوفير الطاقة للمركبات الكهربائية الثقيلة (HDVs) استبدال البطاريات وأنظمة الطرق الكهربائية. يمكن لأنظمة الطرق الكهربائية نقل الطاقة إلى الشاحنة إما عبر ملفات حثية في الطريق، أو من خلال وصلات موصلة بين المركبة والطريق، أو عبر خطوط هوائية. قد تُبشّر خيارات الشحن الديناميكية، مثل خطوط الشحن السلسلية، بخفض التكاليف على مستوى النظام في مرحلة الانتقال إلى شاحنات إقليمية وطويلة المدى خالية من الانبعاثات، مما يُحقق نتائج إيجابية من حيث إجمالي رأس المال وتكاليف التشغيل. كما يُمكنها المساعدة في تقليل احتياجات سعة البطاريات. يمكن تقليل الطلب على البطاريات بشكل أكبر، وتحسين استخدامها بشكل أكبر، إذا صُممت أنظمة الطرق الكهربائية لتكون متوافقة ليس فقط مع الشاحنات، بل أيضًا مع السيارات الكهربائية. ومع ذلك، تتطلب هذه الأساليب تصميمات حثية أو تصميمات داخلية، مما يُواجه عقبات أكبر من حيث تطوير التكنولوجيا والتصميم، ويتطلب رأس مال أكبر. في الوقت نفسه، تُشكل أنظمة الطرق الكهربائية تحديات كبيرة تُشبه تلك التي تُواجه قطاع السكك الحديدية، بما في ذلك الحاجة المتزايدة لتوحيد المسارات والمركبات (كما هو موضح في حالة الترام وحافلات الترولي)، والتوافق عبر الحدود للرحلات الطويلة، ونماذج مُناسبة لملكية البنية التحتية. فهي تُوفر مرونة أقل لأصحاب الشاحنات من حيث المسارات وأنواع المركبات، كما أن تكاليف تطويرها مرتفعة بشكل عام، مما يؤثر على قدرتها التنافسية مُقارنةً بمحطات الشحن العادية. ونظرًا لهذه التحديات، فإن نشر هذه الأنظمة سيكون أكثر فعاليةً في البداية على ممرات الشحن المُستخدمة بكثافة، الأمر الذي يستلزم تنسيقًا وثيقًا بين مُختلف الجهات المعنية من القطاعين العام والخاص. وقد اعتمدت العروض التوضيحية على الطرق العامة حتى الآن في ألمانيا والسويد على أبطال من كيانات خاصة وعامة. كما تُدرس دعواتٌ لإجراء تجارب على أنظمة الطرق الكهربائية في الصين والهند والمملكة المتحدة والولايات المتحدة.

احتياجات الشحن للمركبات الثقيلة

يشير تحليل المجلس الدولي للنقل النظيف (ICCT) إلى أن استبدال البطاريات بالمركبات الكهربائية ثنائية العجلتين في خدمات سيارات الأجرة (مثل سيارات الأجرة بالدراجات) يوفر أكثر تكلفة إجمالية للملكية تنافسية مقارنةً بشحن المركبات الكهربائية أو محركات الاحتراق الداخلي ثنائية العجلتين. في حالة التوصيل في الميل الأخير عبر مركبة ذات عجلتين، يتمتع الشحن النقطي حاليًا بميزة إجمالية للملكية على تبديل البطاريات، ولكن مع وجود حوافز سياسية مناسبة ونطاق واسع، يمكن أن يصبح التبديل خيارًا قابلاً للتطبيق في ظل ظروف معينة. بشكل عام، مع زيادة متوسط ​​المسافة اليومية المقطوعة، تصبح المركبات الكهربائية ثنائية العجلتين التي تعمل بالبطارية مع تبديل البطاريات أكثر اقتصادًا من الشحن النقطي أو المركبات التي تعمل بالبنزين. في عام 2021، تم تأسيس اتحاد الدراجات النارية ذات البطاريات القابلة للتبديل بهدف تسهيل تبديل بطاريات المركبات خفيفة الوزن، بما في ذلك المركبات ذات العجلتين/الثلاث عجلات، من خلال العمل معًا على مواصفات البطاريات المشتركة.

يكتسب تبديل بطاريات الدراجات الكهربائية ثنائية/ثلاثية العجلات زخمًا خاصًا في الهند. يوجد حاليًا أكثر من عشر شركات مختلفة في السوق الهندية، بما في ذلك Gogoro، وهي شركة سكوتر كهربائية مقرها تايبيه الصينية والرائدة في تكنولوجيا تبديل البطاريات. تزعم Gogoro أن بطارياتها تغذي 90% من الدراجات الكهربائية في تايبيه الصينية، وتضم شبكة Gogoro أكثر من 12000 محطة تبديل بطاريات لدعم أكثر من 500000 دراجة كهربائية ثنائية العجلات في تسع دول، معظمها في منطقة آسيا والمحيط الهادئ. وقد أقامت Gogoro الآن شراكة مع Zypp Electric ومقرها الهند، والتي تدير منصة EV-as-a-service للتوصيل في الميل الأخير؛ ويعملان معًا على نشر 6 محطات تبديل بطاريات و100 دراجة كهربائية ثنائية العجلات كجزء من مشروع تجريبي لعمليات التوصيل في الميل الأخير بين الشركات في مدينة دلهي. في بداية عام ٢٠٢٣، جمعت الشركة تمويلًا سيستخدمونه لتوسيع أسطولها ليشمل ٢٠٠ ألف دراجة كهربائية ثنائية العجلات في ٣٠ مدينة هندية بحلول عام ٢٠٢٥. وتتمتع شركة صن موبيليتي بتاريخ عريق في مجال تبديل البطاريات في الهند، حيث تمتلك أكثر من ١٠٠٠ محطة تبديل في جميع أنحاء البلاد للدراجات الكهربائية ثنائية وثلاثية العجلات، بما في ذلك عربات الركشة الكهربائية، بالتعاون مع شركاء مثل أمازون الهند. كما تشهد تايلاند خدمات تبديل البطاريات لسائقي سيارات الأجرة وسائقي التوصيل.

بينما ينتشر استبدال بطاريات الدراجات الكهربائية ذات العجلتين بشكل رئيسي في آسيا، إلا أنه ينتشر أيضًا في أفريقيا. على سبيل المثال، تُشغّل شركة ناشئة في رواندا متخصصة في الدراجات النارية الكهربائية محطات لتبديل البطاريات، مع التركيز على خدمة عمليات سيارات الأجرة التي تتطلب مسافات يومية طويلة. وقد أنشأت شركة "أمبيرساند" عشر محطات لتبديل البطاريات في كيغالي وثلاث محطات في نيروبي، كينيا. وتُجري هذه المحطات ما يقرب من 37,000 عملية تبديل بطاريات شهريًا.

يوفر استبدال البطارية للدراجات ذات العجلتين أو الثلاث عجلات مزايا من حيث التكلفة

بالنسبة للشاحنات تحديدًا، يُمكن أن يكون لتبديل البطاريات مزايا كبيرة مقارنةً بالشحن فائق السرعة. أولًا، يستغرق التبديل وقتًا قصيرًا، وهو أمرٌ صعبٌ ومكلفٌ عند استخدام الشحن عبر الكابلات، إذ يتطلب شاحنًا فائق السرعة متصلًا بشبكات كهربائية متوسطة إلى عالية الجهد، وأنظمة إدارة بطاريات باهظة الثمن، وتركيبات كيميائية للبطاريات. كما يُمكن لتجنب الشحن فائق السرعة أن يُطيل سعة البطارية وأدائها وعمرها الافتراضي.

خدمة البطارية كخدمة (BaaS)، التي تفصل بين شراء الشاحنة والبطارية، وتبرم عقد إيجار للبطارية، تُخفّض تكلفة الشراء الأولية بشكل كبير. بالإضافة إلى ذلك، ولأن الشاحنات تعتمد عادةً على بطاريات فوسفات الحديد الليثيوم (LFP)، وهي أكثر متانة من بطاريات أكسيد الكوبالت والنيكل والمنغنيز والليثيوم (NMC)، فهي مناسبة تمامًا للاستبدال من حيث السلامة والأسعار المعقولة.

مع ذلك، من المرجح أن تكون تكلفة بناء محطة تبديل بطاريات الشاحنات أعلى نظرًا لكبر حجم المركبة ووزن بطارياتها، مما يتطلب مساحة أكبر ومعدات متخصصة لإجراء عملية التبديل. ومن العوائق الرئيسية الأخرى اشتراط توحيد حجم وسعة البطاريات، وهو ما قد يعتبره مصنعو الشاحنات تحديًا للتنافسية، إذ يُعد تصميم البطاريات وسعتها عاملًا رئيسيًا يميزها بين مصنعي الشاحنات الكهربائية.

تُعد الصين رائدة في مجال استبدال بطاريات الشاحنات بفضل دعمها السياسي الكبير واستخدامها تقنيات مُصممة لشحن الكابلات. في عام ٢٠٢١، أعلنت وزارة الصناعة وتكنولوجيا المعلومات الصينية أن عددًا من المدن ستُجري تجربةً لتقنية استبدال البطاريات، بما في ذلك استبدال بطاريات المركبات الثقيلة عالية السرعة في ثلاث مدن. وقد شاركت في التجربة جميع شركات تصنيع الشاحنات الثقيلة الصينية الكبرى تقريبًا، بما في ذلك FAW، وCAMC، وDongfeng، وJiangling Motors Corporation Limited (JMC)، وShanxi Automobile، وSAIC.

الصين في طليعة استبدال البطاريات للشاحنات

تُعد الصين أيضًا رائدة في مجال تبديل بطاريات سيارات الركاب. بلغ إجمالي عدد محطات تبديل البطاريات في الصين، بجميع أنواعها، قرابة نهاية عام 2022، بزيادة قدرها 50% عن نهاية عام 2021. وتدير شركة نيو، التي تُنتج سيارات مزودة بتقنية تبديل البطاريات ومحطات التبديل الداعمة لها، عددًا أكبر من محطاتها في الصين، حيث أفادت بأن شبكتها تغطي أكثر من ثلثي مساحة الصين القارية. وقد تم تركيب نصف محطات تبديل البطاريات الخاصة بها في عام 2022، وتستهدف الشركة إنشاء 4000 محطة تبديل بطاريات عالميًا بحلول عام 2025. ويمكن لمحطات تبديل البطاريات التابعة للشركة إجراء أكثر من 300 عملية تبديل يوميًا، مع شحن ما يصل إلى 13 بطارية في وقت واحد بطاقة تتراوح بين 20 و80 كيلوواط.

أعلنت شركة نيو أيضًا عن خططها لبناء محطات لتبديل البطاريات في أوروبا مع توفر طرازات سياراتها المزودة بهذه التقنية في الأسواق الأوروبية مع نهاية عام ٢٠٢٢. افتُتحت أول محطة لتبديل البطاريات تابعة لشركة نيو في السويد، وبحلول نهاية عام ٢٠٢٢، افتُتحت عشر محطات أخرى في النرويج وألمانيا والسويد وهولندا. وعلى عكس شركة نيو، التي تخدم محطات تبديل البطاريات سيارات نيو، تدعم محطات شركة أولتون الصينية، مشغلة محطات تبديل البطاريات، ٣٠ طرازًا من ١٦ شركة سيارات مختلفة.

قد يكون استبدال البطاريات خيارًا جذابًا بشكل خاص لأساطيل سيارات الأجرة منخفضة التكلفة، التي تتطلب عملياتها أوقات شحن أكثر من السيارات الشخصية. تُشغّل شركة Ample الأمريكية الناشئة حاليًا 12 محطة لاستبدال البطاريات في منطقة خليج سان فرانسيسكو، وتخدم بشكل رئيسي سيارات أوبر التشاركية.

كما تعد الصين رائدة في مجال تبديل البطاريات لسيارات الركاب

مراجع

الشواحن البطيئة لها تصنيفات طاقة أقل من أو تساوي 22 كيلوواط. الشواحن السريعة هي تلك التي يزيد تصنيف طاقتها عن 22 كيلوواط وتصل إلى 350 كيلوواط. يُستخدم مصطلحا "نقاط الشحن" و"الشواحن" بالتبادل، ويشيران إلى منافذ الشحن الفردية، مما يعكس عدد السيارات الكهربائية التي يمكنها الشحن في الوقت نفسه. قد تحتوي "محطات الشحن" على نقاط شحن متعددة.

في السابق، كانت توجيهات AFIR المقترحة مجرد توجيهات، وبمجرد الموافقة عليها رسميًا، ستصبح قانونًا تشريعيًا ملزمًا، وتنص، من بين أمور أخرى، على مسافة قصوى بين أجهزة الشحن المثبتة على طول TEN-T والطرق الرئيسية والثانوية داخل الاتحاد الأوروبي.

وتظل الحلول الاستقرائية أبعد ما تكون عن التسويق التجاري وتواجه تحديات في توفير الطاقة الكافية بسرعات الطرق السريعة.