اتجاهات البنية التحتية للشحن

بينما يُلبّى معظم الطلب على شحن السيارات الكهربائية حاليًا عبر الشحن المنزلي، تزداد الحاجة إلى أجهزة الشحن العامة لتوفير نفس مستوى الراحة وسهولة الوصول المتاحة لشحن السيارات التقليدية. وفي المناطق الحضرية المكتظة بالسكان، حيث يكون الوصول إلى الشحن المنزلي محدودًا، تُعدّ البنية التحتية العامة للشحن عاملًا أساسيًا في انتشار السيارات الكهربائية. في نهاية عام 2022، بلغ عدد نقاط الشحن العامة 2.7 مليون نقطة حول العالم، تم تركيب أكثر من 900 ألف منها خلال عام 2022، أي بزيادة قدرها 55% تقريبًا عن عام 2021، وهو معدل نمو مماثل لمعدل النمو قبل الجائحة الذي بلغ 50% بين عامي 2015 و2019.

شواحن بطيئة

يوجد على مستوى العالم أكثر من 600 ألف نقطة شحن بطيئة عامة1تم تركيب 360 ألف شاحن بطيء في عام 2022، ليصل إجمالي عدد الشواحن البطيئة في البلاد إلى أكثر من مليون شاحن. وبحلول نهاية عام 2022، كانت الصين تضم أكثر من نصف إجمالي الشواحن البطيئة العامة في العالم.

تحتل أوروبا المرتبة الثانية، حيث بلغ إجمالي عدد أجهزة الشحن البطيء فيها 460 ألف جهاز في عام 2022، بزيادة قدرها 50% عن العام السابق. وتتصدر هولندا أوروبا بـ 117 ألف جهاز، تليها فرنسا بحوالي 74 ألف جهاز، ثم ألمانيا بـ 64 ألف جهاز. وشهدت الولايات المتحدة نموًا في عدد أجهزة الشحن البطيء بنسبة 9% في عام 2022، وهو أدنى معدل نمو بين الأسواق الرئيسية. أما في كوريا، فقد تضاعف عدد أجهزة الشحن البطيء سنويًا، ليصل إلى 184 ألف نقطة شحن.

شواحن سريعة

تُتيح أجهزة الشحن السريع العامة، وخاصةً تلك الموجودة على طول الطرق السريعة، رحلات أطول وتُخفف من قلق نفاد شحن البطارية، وهو أحد عوائق تبني السيارات الكهربائية. وكما هو الحال مع أجهزة الشحن البطيئة، تُوفر أجهزة الشحن السريع العامة حلولاً لشحن السيارات الكهربائية للمستهلكين الذين لا يملكون إمكانية الوصول الموثوقة إلى محطات الشحن الخاصة، مما يُشجع على تبني السيارات الكهربائية على نطاق أوسع بين السكان. وقد ازداد عدد أجهزة الشحن السريع عالميًا بمقدار 330 ألف جهاز في عام 2022، مع العلم أن غالبية هذا النمو (حوالي 90%) جاء من الصين. ويُعوض انتشار الشحن السريع عن نقص أجهزة الشحن المنزلية في المدن ذات الكثافة السكانية العالية، ويدعم أهداف الصين في نشر السيارات الكهربائية بسرعة. ويبلغ إجمالي عدد أجهزة الشحن السريع في الصين 760 ألف جهاز، إلا أن أكثر من 760 ألف جهاز منها موجود في عشر مقاطعات فقط.

بلغ إجمالي عدد أجهزة الشحن السريع في أوروبا أكثر من 70 ألف جهاز بنهاية عام 2022، بزيادة قدرها 55% تقريبًا مقارنةً بعام 2021. وتتصدر ألمانيا (أكثر من 12 ألف جهاز)، وفرنسا (9700 جهاز)، والنرويج (9000 جهاز) قائمة الدول التي تمتلك أكبر عدد من أجهزة الشحن السريع. ويوجد طموح واضح في جميع أنحاء الاتحاد الأوروبي لتطوير البنية التحتية العامة لشحن السيارات الكهربائية، كما يتضح من الاتفاق المبدئي بشأن لائحة البنية التحتية للوقود البديل المقترحة (AFIR)، والتي ستحدد متطلبات تغطية شحن السيارات الكهربائية عبر شبكة النقل الأوروبية العابرة (TEN-T). وسيخصص بنك الاستثمار الأوروبي والمفوضية الأوروبية أكثر من 1.5 مليار يورو بحلول نهاية عام 2023 للبنية التحتية للوقود البديل، بما في ذلك الشحن السريع للسيارات الكهربائية.

قامت الولايات المتحدة بتركيب 6300 شاحن سريع في عام 2022، منها حوالي ثلاثة أرباع شواحن تسلا فائقة السرعة. وبلغ إجمالي عدد الشواحن السريعة 28000 شاحن بنهاية عام 2022. ومن المتوقع أن يتسارع نشر هذه الشواحن في السنوات القادمة بعد موافقة الحكومة على برنامج NEVI. تشارك جميع الولايات الأمريكية، بالإضافة إلى واشنطن العاصمة وبورتوريكو، في البرنامج، وقد خُصص لها بالفعل 885 مليون دولار أمريكي لتمويل عام 2023 لدعم إنشاء شواحن على امتداد 122000 كيلومتر من الطرق السريعة. أعلنت إدارة الطرق السريعة الفيدرالية الأمريكية عن معايير وطنية جديدة لشواحن السيارات الكهربائية الممولة فيدراليًا لضمان الاتساق والموثوقية وسهولة الوصول والتوافق. وبناءً على هذه المعايير الجديدة، أعلنت تسلا أنها ستفتح جزءًا من شبكة شواحنها فائقة السرعة في الولايات المتحدة (حيث تمثل هذه الشواحن 60% من إجمالي عدد الشواحن السريعة في الولايات المتحدة) وشبكة شواحن الوجهة للسيارات الكهربائية غير التابعة لشركة تسلا.

أصبحت نقاط الشحن العامة ضرورية بشكل متزايد لتمكين انتشار أوسع للسيارات الكهربائية

يُعدّ نشر البنية التحتية العامة لشحن المركبات الكهربائية، تحسبًا لنمو مبيعاتها، أمرًا بالغ الأهمية لانتشارها على نطاق واسع. ففي النرويج، على سبيل المثال، كان هناك حوالي 1.3 مركبة كهربائية خفيفة تعمل بالبطارية لكل نقطة شحن عامة في عام 2011، مما ساهم في زيادة الإقبال عليها. وبحلول نهاية عام 2022، ومع تجاوز نسبة المركبات الكهربائية الخفيفة التي تعمل بالبطارية 17% من إجمالي المركبات، بلغ عدد المركبات الكهربائية الخفيفة التي تعمل بالبطارية 25 مركبة لكل نقطة شحن عامة في النرويج. وبشكل عام، مع ازدياد نسبة المركبات الكهربائية الخفيفة التي تعمل بالبطارية، تنخفض نسبة نقاط الشحن لكل مركبة كهربائية خفيفة تعمل بالبطارية. ولا يمكن ضمان استدامة نمو مبيعات المركبات الكهربائية إلا بتلبية الطلب على الشحن من خلال بنية تحتية متاحة وبأسعار معقولة، سواء عبر الشحن الخاص في المنازل أو أماكن العمل، أو محطات الشحن العامة.

نسبة المركبات الكهربائية الخفيفة لكل شاحن عام

نسبة نقاط الشحن العامة لكل مركبة كهربائية خفيفة تعمل بالبطارية في بلدان مختارة مقابل حصة سوق المركبات الكهربائية الخفيفة التي تعمل بالبطارية

على الرغم من أن السيارات الهجينة القابلة للشحن الخارجي أقل اعتمادًا على البنية التحتية العامة للشحن مقارنةً بالسيارات الكهربائية بالكامل، إلا أنه ينبغي أن تتضمن السياسات المتعلقة بتوفير نقاط الشحن الكافية (وتشجع) شحن السيارات الهجينة القابلة للشحن الخارجي في الأماكن العامة. وبالنظر إلى العدد الإجمالي للسيارات الكهربائية الخفيفة لكل نقطة شحن، بلغ المتوسط ​​العالمي في عام 2022 حوالي عشر سيارات كهربائية لكل شاحن. وقد حافظت دول مثل الصين وكوريا وهولندا على أقل من عشر سيارات كهربائية لكل شاحن خلال السنوات الماضية. وفي الدول التي تعتمد بشكل كبير على الشحن العام، يتزايد عدد الشواحن المتاحة للجمهور بوتيرة تتناسب إلى حد كبير مع انتشار السيارات الكهربائية.

مع ذلك، في بعض الأسواق التي تتميز بتوفر واسع النطاق لشحن السيارات الكهربائية في المنازل (بسبب ارتفاع نسبة المنازل العائلية التي تتيح 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 تتجاوز 30 سيارة. ومع ازدياد انتشار السيارات الكهربائية في السوق، تزداد أهمية الشحن العام، حتى في هذه البلدان، لدعم تبني السيارات الكهربائية بين السائقين الذين لا تتوفر لديهم خيارات شحن خاصة في منازلهم أو أماكن عملهم. ومع ذلك، فإن النسبة المثلى للسيارات الكهربائية لكل شاحن تختلف باختلاف الظروف المحلية واحتياجات السائقين.

لعلّ الأهم من عدد أجهزة الشحن العامة المتاحة هو إجمالي سعة الطاقة المتاحة لشحن كل مركبة كهربائية، نظرًا لأن أجهزة الشحن السريع تستطيع خدمة عدد أكبر من المركبات الكهربائية مقارنةً بأجهزة الشحن البطيئة. خلال المراحل الأولى من انتشار المركبات الكهربائية، من المنطقي أن تكون سعة الطاقة المتاحة لشحن كل مركبة عالية، بافتراض أن استخدام أجهزة الشحن سيكون منخفضًا نسبيًا حتى ينضج السوق وتتحسن كفاءة استخدام البنية التحتية. وبناءً على ذلك، يتضمن توجيه الاتحاد الأوروبي بشأن إطار عمل AFIR متطلباتٍ لإجمالي سعة الطاقة التي يجب توفيرها بناءً على حجم الأسطول المسجل.

يبلغ متوسط ​​قدرة الشحن العامة لكل مركبة كهربائية خفيفة على مستوى العالم حوالي 2.4 كيلوواط. أما في الاتحاد الأوروبي، فالنسبة أقل، حيث يبلغ المتوسط ​​حوالي 1.2 كيلوواط لكل مركبة. وتسجل كوريا أعلى نسبة عند 7 كيلوواط لكل مركبة، على الرغم من أن معظم أجهزة الشحن العامة (90%) هي أجهزة شحن بطيئة.

عدد المركبات الكهربائية الخفيفة لكل نقطة شحن عامة، وقوة كل مركبة كهربائية خفيفة بالكيلوواط، 2022

يفتح

عدد المركبات الكهربائية الخفيفة لكل نقطة شحن (كيلوواط) من الشحن العام لكل مركبة كهربائية خفيفة نيوزيلندا أيسلندا أستراليا النرويج البرازيل ألمانيا السويد الولايات المتحدة 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)
• كيلوواط / سيارة كهربائية (المحور العلوي)

في المناطق التي بدأت فيها الشاحنات الكهربائية بالتوفر تجاريًا، تستطيع هذه الشاحنات منافسة شاحنات الديزل التقليدية من حيث التكلفة الإجمالية للملكية، وذلك في نطاق متزايد من العمليات، ليس فقط في المناطق الحضرية والإقليمية، بل أيضًا في قطاعات النقل الإقليمي والطويل المدى. ثلاثة عوامل تحدد الوقت اللازم لاسترداد التكاليف هي: رسوم الطرق؛ تكاليف الوقود والتشغيل (مثل الفرق بين أسعار الديزل والكهرباء التي يتحملها مشغلو الشاحنات، وانخفاض تكاليف الصيانة)؛ ودعم النفقات الرأسمالية لتقليص الفجوة في سعر شراء المركبة المبدئي. وبما أن الشاحنات الكهربائية قادرة على أداء نفس العمليات بتكاليف أقل على مدار عمرها الافتراضي (حتى في حال تطبيق خصم)، فإن الفترة التي يتوقع فيها مالكو المركبات استرداد التكاليف الأولية تُعد عاملًا رئيسيًا في تحديد ما إذا كان شراء شاحنة كهربائية أم تقليدية هو الخيار الأمثل.

يمكن تحسين الجدوى الاقتصادية للشاحنات الكهربائية في التطبيقات طويلة المدى بشكل كبير إذا أمكن تقليل تكاليف الشحن من خلال زيادة الشحن البطيء "خارج أوقات العمل" (مثل الليل أو فترات التوقف الطويلة الأخرى)، وتأمين عقود شراء بالجملة مع مشغلي الشبكة للشحن "أثناء العمل" (مثل أثناء فترات الراحة)، أو الشحن السريع (حتى 350 كيلوواط)، أو الشحن فائق السرعة (>350 كيلوواط)، واستكشاف فرص الشحن الذكي وربط المركبات بالشبكة لتحقيق دخل إضافي.

ستعتمد الشاحنات والحافلات الكهربائية على الشحن خارج أوقات العمل لتوفير معظم طاقتها. وسيتم ذلك في الغالب في محطات شحن خاصة أو شبه خاصة، أو في محطات عامة على الطرق السريعة، وغالبًا خلال الليل. وسيتطلب الأمر إنشاء محطات لتلبية الطلب المتزايد على الكهرباء الثقيلة، وقد يستلزم ذلك في كثير من الحالات تحديث شبكات التوزيع والنقل. وبحسب متطلبات مدى سير المركبات، سيكون الشحن في المحطات كافيًا لتغطية معظم عمليات الحافلات في المدن، بالإضافة إلى عمليات الشاحنات في المدن والمناطق.

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

تُتيح معظم محطات الشحن السريع بالتيار المستمر المتوفرة تجاريًا حاليًا مستويات طاقة تتراوح بين 250 و350 كيلوواط. ويتضمن الاتفاق الذي توصل إليه المجلس والبرلمان الأوروبي عملية تدريجية لنشر البنية التحتية للمركبات الكهربائية الثقيلة بدءًا من عام 2025. وتشير دراسات حديثة حول متطلبات الطاقة لعمليات الشاحنات الإقليمية والبعيدة المدى في الولايات المتحدة وأوروبا إلى أن طاقة شحن أعلى من 350 كيلوواط، وتصل إلى 1 ميغاواط، قد تكون مطلوبة لإعادة شحن الشاحنات الكهربائية بالكامل خلال فترة توقف تتراوح بين 30 و45 دقيقة.

إدراكًا للحاجة إلى توسيع نطاق الشحن السريع أو فائق السرعة كشرط أساسي لجعل العمليات الإقليمية، وخاصة عمليات النقل لمسافات طويلة، مجدية تقنيًا واقتصاديًا، أنشأت شركات تراتون وفولفو ودايملر في عام 2022 مشروعًا مشتركًا مستقلًا. وباستثمارات جماعية بقيمة 500 مليون يورو من مجموعات تصنيع المعدات الثقيلة الثلاث، تهدف المبادرة إلى نشر أكثر من 1700 نقطة شحن سريعة (من 300 إلى 350 كيلوواط) وفائقة السرعة (1 ميغاواط) في جميع أنحاء أوروبا.

تُستخدم حاليًا معايير شحن متعددة، ويجري تطوير المواصفات الفنية للشحن فائق السرعة. وسيكون من الضروري ضمان أقصى قدر ممكن من التوافق بين معايير الشحن وقابلية التشغيل البيني للمركبات الكهربائية الثقيلة لتجنب التكاليف، وعدم الكفاءة، والتحديات التي قد تواجه مستوردي المركبات والمشغلين الدوليين نتيجة اتباع الشركات المصنعة مسارات متباينة.

في الصين، يعمل مجلس الكهرباء الصيني ومشروع "تشاوجي الفائق" التابع لـ CHAdeMO على تطوير معيار شحن للمركبات الكهربائية الثقيلة بقدرة تصل إلى عدة ميغاواط. وفي أوروبا والولايات المتحدة، تعمل المنظمة الدولية للمعايير (ISO) ومنظمات أخرى على تطوير مواصفات نظام شحن الميغاواط CharIN (MCS)، الذي تبلغ قدرته القصوى المحتملة 1000 ميغاواط. ومن المتوقع صدور المواصفات النهائية لنظام MCS، اللازمة للطرح التجاري، في عام 2024. ويأتي ذلك بعد افتتاح أول محطة شحن بقدرة ميغاواط من قبل شركة دايملر للشاحنات وشركة بورتلاند جنرال إلكتريك (PGE) في عام 2021، بالإضافة إلى استثمارات ومشاريع في النمسا والسويد وإسبانيا والمملكة المتحدة.

يتطلب تسويق أجهزة الشحن بقدرة 1 ميغاواط استثمارات ضخمة، إذ ستتكبد المحطات ذات الاحتياجات العالية من الطاقة تكاليف باهظة في كل من التركيب وتحديث الشبكة. ويمكن أن يُسهم في ذلك مراجعة نماذج أعمال شركات الكهرباء العامة ولوائح قطاع الطاقة، وتنسيق التخطيط بين مختلف الجهات المعنية، وتطبيق تقنيات الشحن الذكي. كما يمكن للدعم المباشر من خلال المشاريع التجريبية والحوافز المالية تسريع عملية العرض والتبني في المراحل المبكرة. وتُحدد دراسة حديثة بعض الاعتبارات التصميمية الرئيسية لتطوير محطات شحن بقدرة 1 ميغاواط.

• يمكن أن يكون تخطيط محطات الشحن في مواقع مستودعات الطرق السريعة بالقرب من خطوط النقل والمحطات الفرعية حلاً مثالياً لتقليل التكاليف وزيادة استخدام أجهزة الشحن.
• يُعدّ "تحديد الحجم الأمثل" للوصلات مع الربط المباشر بخطوط النقل في مرحلة مبكرة، وبالتالي توقع احتياجات الطاقة لنظامٍ تمّ فيه كهربة نسبة كبيرة من أنشطة الشحن، بدلاً من تحديث شبكات التوزيع على أساسٍ مؤقتٍ وقصير الأجل، أمراً بالغ الأهمية لخفض التكاليف. ويتطلب ذلك تخطيطاً منظماً ومنسقاً بين مشغلي الشبكة ومطوري البنية التحتية للشحن في مختلف القطاعات.
• بما أن عمليات الربط البيني لأنظمة النقل وتحديثات الشبكة قد تستغرق من 4 إلى 8 سنوات، فسيتعين البدء في تحديد مواقع محطات الشحن ذات الأولوية العالية وبنائها في أسرع وقت ممكن.

وتشمل الحلول تركيب وحدات تخزين ثابتة ودمج القدرة المتجددة المحلية، إلى جانب الشحن الذكي، مما يمكن أن يساعد في تقليل تكاليف البنية التحتية المتعلقة بربط الشبكة وتكاليف شراء الكهرباء (على سبيل المثال، من خلال تمكين مشغلي الشاحنات من تقليل التكلفة عن طريق استغلال تقلبات الأسعار على مدار اليوم، والاستفادة من فرص ربط المركبات بالشبكة، وما إلى ذلك).

تشمل الخيارات الأخرى لتزويد المركبات الكهربائية الثقيلة بالطاقة تبديل 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 علوية. قد تُسهم الخطوط العلوية وخيارات الشحن الديناميكي الأخرى في خفض تكاليف النظام الإجمالية في عملية التحول إلى شاحنات إقليمية وطويلة المدى عديمة الانبعاثات، مما يُحقق نتائج إيجابية من حيث إجمالي التكاليف الرأسمالية والتشغيلية. كما يُمكنها المساعدة في تقليل الحاجة إلى سعة البطاريات. يُمكن خفض الطلب على البطاريات بشكل أكبر، وتحسين استخدامها، إذا صُممت أنظمة الطرق الكهربائية لتكون متوافقة ليس فقط مع الشاحنات، بل أيضًا مع السيارات الكهربائية. مع ذلك، تتطلب هذه الأساليب تصميمات حثية أو مدمجة في الطريق، وهو ما ينطوي على تحديات أكبر من حيث تطوير التكنولوجيا والتصميم، ويتطلب استثمارات رأسمالية أكبر. في الوقت نفسه، تُشكّل أنظمة الطرق الكهربائية تحديات كبيرة تُشابه تلك التي يواجهها قطاع السكك الحديدية، بما في ذلك الحاجة المُلحة لتوحيد المسارات والمركبات (كما هو الحال مع الترام وحافلات الترولي)، والتوافق عبر الحدود للرحلات الطويلة، ونماذج ملكية البنية التحتية المناسبة. فهي تُقلّل من مرونة مالكي الشاحنات فيما يتعلق بالمسارات وأنواع المركبات، وتتسم بتكاليف تطوير عالية إجمالاً، مما يؤثر على قدرتها التنافسية مقارنةً بمحطات الشحن التقليدية. ونظرًا لهذه التحديات، فإنّ نشر هذه الأنظمة في البداية على ممرات الشحن ذات الاستخدام الكثيف سيكون أكثر فعالية، الأمر الذي يتطلب تنسيقًا وثيقًا بين مختلف الجهات المعنية من القطاعين العام والخاص. وقد اعتمدت التجارب العملية على الطرق العامة حتى الآن في ألمانيا والسويد على جهود داعمة من القطاعين العام والخاص. كما يجري النظر في إطلاق مشاريع تجريبية لأنظمة الطرق الكهربائية في الصين والهند والمملكة المتحدة والولايات المتحدة.

احتياجات شحن المركبات الثقيلة

تشير تحليلات المجلس الدولي للنقل النظيف (ICCT) إلى أن استبدال البطاريات في الدراجات الكهربائية ذات العجلتين المستخدمة في خدمات سيارات الأجرة (مثل سيارات الأجرة النارية) يوفر أقل تكلفة إجمالية للملكية مقارنةً بالدراجات الكهربائية التي تعمل بالبطاريات أو الدراجات التي تعمل بمحركات الاحتراق الداخلي التي يتم شحنها عبر نقاط الشحن. في حالة توصيل الطلبات للميل الأخير عبر الدراجات النارية، يتمتع الشحن عبر نقاط الشحن حاليًا بميزة التكلفة الإجمالية للملكية مقارنةً باستبدال البطاريات، ولكن مع وجود حوافز سياسية مناسبة وعلى نطاق واسع، يمكن أن يصبح الاستبدال خيارًا عمليًا في ظل ظروف معينة. بشكل عام، مع ازدياد متوسط ​​المسافة المقطوعة يوميًا، تصبح الدراجة الكهربائية ذات العجلتين المزودة بخاصية استبدال البطاريات أكثر اقتصادية من الشحن عبر نقاط الشحن أو المركبات التي تعمل بالبنزين. في عام 2021، تأسس اتحاد الدراجات النارية ذات البطاريات القابلة للاستبدال بهدف تسهيل استبدال بطاريات المركبات خفيفة الوزن، بما في ذلك الدراجات ذات العجلتين والثلاث عجلات، من خلال العمل المشترك على مواصفات موحدة للبطاريات.

يشهد استبدال بطاريات الدراجات الكهربائية ذات العجلتين والثلاث عجلات رواجًا متزايدًا في الهند. يوجد حاليًا أكثر من عشر شركات في السوق الهندية، من بينها شركة "جوجورو"، الرائدة في مجال الدراجات الكهربائية وتقنية استبدال البطاريات، ومقرها تايبيه الصينية. وتزعم "جوجورو" أن بطارياتها تُشغّل 90% من الدراجات الكهربائية في تايبيه، كما تضم ​​شبكتها أكثر من 12 ألف محطة لاستبدال البطاريات، تدعم أكثر من 500 ألف دراجة كهربائية ذات عجلتين في تسع دول، معظمها في منطقة آسيا والمحيط الهادئ. وقد عقدت "جوجورو" شراكة مع شركة "زيب إلكتريك" الهندية، التي تُشغّل منصة "المركبات الكهربائية كخدمة" لتوصيل الطلبات إلى الوجهة النهائية. وتعمل الشركتان معًا على نشر 6 محطات لاستبدال البطاريات و100 دراجة كهربائية ذات عجلتين، ضمن مشروع تجريبي لعمليات توصيل الطلبات بين الشركات في مدينة دلهي. في مطلع عام 2023، جمعت الشركة تمويلًا ستستخدمه لتوسيع أسطولها إلى 200 ألف دراجة كهربائية ثنائية العجلات في 30 مدينة هندية بحلول عام 2025. ولدى شركة "صن موبيليتي" تاريخ طويل في مجال تبديل البطاريات في الهند، حيث تدير أكثر من 10 محطات تبديل في جميع أنحاء البلاد للدراجات الكهربائية ثنائية وثلاثية العجلات، بما في ذلك عربات الريكاشة الكهربائية، بالتعاون مع شركاء مثل "أمازون الهند". وتشهد تايلاند أيضًا نموًا في خدمات تبديل البطاريات لسائقي الدراجات النارية وسائقي التوصيل.

على الرغم من شيوعها في آسيا، إلا أن خدمة تبديل بطاريات الدراجات النارية الكهربائية بدأت تنتشر أيضاً في أفريقيا. فعلى سبيل المثال، تدير شركة رواندية ناشئة متخصصة في الدراجات النارية الكهربائية محطات لتبديل البطاريات، مع التركيز على خدمة سيارات الأجرة النارية التي تتطلب مدى سير طويل يومياً. وقد أنشأت شركة "أمبرساند" عشر محطات لتبديل البطاريات في كيغالي وثلاث في نيروبي، كينيا. وتُجري هذه المحطات ما يقارب 37 ألف عملية تبديل بطاريات شهرياً.

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

بالنسبة للشاحنات تحديدًا، يُمكن أن يُوفر استبدال البطاريات مزايا كبيرة مقارنةً بالشحن فائق السرعة. أولًا، يُمكن أن يستغرق الاستبدال وقتًا قصيرًا، وهو أمر يصعب تحقيقه ويُكلف الكثير عند استخدام الشحن السلكي، الذي يتطلب شاحنًا فائق السرعة متصلًا بشبكات كهربائية ذات جهد متوسط ​​إلى عالٍ، بالإضافة إلى أنظمة إدارة بطاريات وتركيبات كيميائية باهظة الثمن. كما يُمكن أن يُساهم تجنب الشحن فائق السرعة في إطالة سعة البطارية وأدائها وعمرها الافتراضي.

يُساهم نظام "البطارية كخدمة" (BaaS)، الذي يفصل بين شراء الشاحنة والبطارية، ويُتيح عقد إيجار للبطارية، في خفض تكلفة الشراء الأولية بشكل كبير. إضافةً إلى ذلك، ونظرًا لاعتماد الشاحنات عادةً على بطاريات فوسفات الحديد الليثيوم (LFP)، التي تتميز بمتانة أعلى من بطاريات أكسيد الليثيوم والنيكل والمنغنيز والكوبالت (NMC)، فإنها تُعدّ خيارًا مثاليًا للاستبدال من حيث السلامة والتكلفة المعقولة.

مع ذلك، من المرجح أن تكون تكلفة إنشاء محطة لتبديل بطاريات الشاحنات أعلى نظرًا لكبر حجم المركبات وثقل البطاريات، مما يتطلب مساحة أكبر ومعدات متخصصة لإجراء عملية التبديل. ومن العوائق الرئيسية الأخرى اشتراط توحيد حجم وسعة البطاريات، وهو ما قد يعتبره مصنّعو الشاحنات تحديًا للمنافسة، إذ يُعد تصميم البطارية وسعتها عاملًا أساسيًا للتمييز بين مصنّعي الشاحنات الكهربائية.

تتبوأ الصين مكانة رائدة في مجال استبدال بطاريات الشاحنات بفضل الدعم الحكومي الكبير واستخدام التكنولوجيا المصممة لتكملة الشحن عبر الكابلات. في عام 2021، أعلنت وزارة الصناعة وتكنولوجيا المعلومات الصينية عن تجربة تقنية استبدال البطاريات في عدد من المدن، بما في ذلك استبدال بطاريات الشاحنات الثقيلة في ثلاث مدن. وتشمل قائمة الشركات الصينية الرائدة في تصنيع الشاحنات الثقيلة: فاو، وكامك، ودونغفنغ، وجيانغ لينغ موتورز (JMC)، وشانشي للسيارات، وسايك.

تتصدر الصين مجال استبدال بطاريات الشاحنات

تُعدّ الصين رائدةً في مجال تبديل بطاريات سيارات الركاب. ففي جميع أنواع المركبات، بلغ إجمالي عدد محطات تبديل البطاريات في الصين ما يقارب 50% بنهاية عام 2022، أي بزيادة قدرها 50% عن نهاية عام 2021. وتُشغّل شركة NIO، المُصنّعة للسيارات المزودة بتقنية تبديل البطاريات ومحطات التبديل الداعمة لها، شبكةً واسعةً في الصين، حيث تُغطي أكثر من ثلثي بر الصين الرئيسي. وقد تم تركيب نصف محطات التبديل التابعة لها في عام 2022، وحددت الشركة هدفًا يتمثل في إنشاء 4000 محطة تبديل بطاريات على مستوى العالم بحلول عام 2025. وتستطيع محطات التبديل التابعة للشركة إجراء أكثر من 300 عملية تبديل يوميًا، وشحن ما يصل إلى 13 بطارية في وقت واحد بقدرة تتراوح بين 20 و80 كيلوواط.

أعلنت شركة NIO أيضًا عن خطط لإنشاء محطات تبديل بطاريات في أوروبا، بالتزامن مع طرح طرازات سياراتها المزودة بتقنية تبديل البطاريات في الأسواق الأوروبية مع نهاية عام 2022. وقد افتُتحت أول محطة تبديل بطاريات تابعة لشركة NIO في السويد، وبحلول نهاية عام 2022، تم افتتاح عشر محطات تبديل بطاريات تابعة لشركة NIO في النرويج وألمانيا والسويد وهولندا. وعلى النقيض من NIO، التي تخدم محطاتها سياراتها الخاصة، تدعم محطات شركة Aulton الصينية لتبديل البطاريات 30 طرازًا من 16 شركة سيارات مختلفة.

قد يكون استبدال البطاريات خيارًا جذابًا بشكل خاص لأسطول سيارات الأجرة الخفيفة، التي تتأثر عملياتها بشكل أكبر بأوقات إعادة الشحن مقارنةً بالسيارات الخاصة. وتدير شركة Ample الأمريكية الناشئة حاليًا 12 محطة لاستبدال البطاريات في منطقة خليج سان فرانسيسكو، وتخدم بشكل رئيسي سيارات أوبر لخدمات النقل التشاركي.

وتُعد الصين أيضاً رائدة في مجال استبدال بطاريات سيارات الركاب

مراجع

تتميز الشواحن البطيئة بقدرة كهربائية لا تتجاوز 22 كيلوواط. أما الشواحن السريعة، فتتميز بقدرة كهربائية تتراوح بين 22 كيلوواط و350 كيلوواط. يُستخدم مصطلحا "نقاط الشحن" و"الشواحن" بشكل مترادف للإشارة إلى منافذ الشحن الفردية، مما يعكس عدد السيارات الكهربائية التي يمكن شحنها في الوقت نفسه. قد تحتوي "محطات الشحن" على نقاط شحن متعددة.

كانت في السابق مجرد توجيه، أما الآن، فإن لائحة AFIR المقترحة ستصبح قانونًا تشريعيًا ملزمًا بمجرد الموافقة عليها رسميًا، وتنص، من بين أمور أخرى، على الحد الأقصى للمسافة بين أجهزة الشحن المثبتة على طول شبكة النقل الأوروبية TEN-T، والطرق الرئيسية والثانوية داخل الاتحاد الأوروبي.

لا تزال الحلول الاستقرائية بعيدة عن التسويق التجاري وتواجه تحديات في توفير طاقة كافية بسرعات الطرق السريعة.