أدت أزمة كورونا العالمية إلى تباطؤ نمو السيارات الكهربائية إلى حد ما، لكن الشركات المصنعة الكبرى تواصل إتقان الابتكار التكنولوجي للبطاريات الكهربائية التي تقودها من أجل تأمين أكبر حصة ممكنة لأنفسهم من سوق السيارات الكهربائية في المستقبل القريب. مستقبل
ران بن مايكل، زاوية – وكالة أنباء العلوم والبيئة
حتى الأزمة الاقتصادية بسبب فيروس كوفيد-19، كان يُنظر إلى عام 2020 على أنه عام الاختراق للسيارات الكهربائية، مع توقعات بقفزة كبيرة في المبيعات. إن تباطؤ المبيعات ملحوظ بشكل خاص في الصين، التي قادت في السنوات الأخيرة كلاً من إنتاج جميع السيارات الكهربائية ونمو السوق، ومن المرجح أن يتم اختراق الأسواق التي تتخلف عن الركب، مثل السوق وفي إسرائيل، سوف يتباطأ أيضًا.
يعد التحول إلى استخدام السيارات الكهربائية عنصرا مهما في التعامل مع أزمة المناخ، لأن وسائل النقل مسؤولة عن نحو 17 بالمئة من انبعاثات الغازات الدفيئة ونحو ربع استهلاك الوقود في العالم، وبالتالي فهي عامل سلبي كبير في تلوث الهواء وأزمة المناخ.
ولتحقيق الأهداف المناخية، يجب أن تكون 15% على الأقل من المركبات في عام 2030 كهربائية. ولذلك، فإن تدابير السياسة البيئية تشجع اعتماد السيارات الكهربائية والهجينة من خلال فرض حظر على بيع المركبات ذات محرك الاحتراق الداخلي فقط (ألمانيا ابتداء من عام 2030، وبريطانيا العظمى في عام 2032، وفرنسا في عام 2040، والنرويج بالفعل في عام 2025). وتعتزم إسرائيل أيضًا الحد من استيراد مثل هذه السيارات في عام 2030، لكن البنية التحتية هنا بدائية وكمية السيارات الكهربائية هامشية: في النصف الأول من عام 2019، تم بيع حوالي ربع مليون سيارة كهربائية في أوروبا (ضعف الرقم الفترة المقابلة من عام 2018). وبحسب تقديرات هيئة الكهرباء، سيكون هناك في العام 2030 نحو نصف مليون سيارة كهربائية.
إن نطاق انبعاثات الملوثات والغازات الدفيئة من السيارات الكهربائية صغير ويتم تقليله باستمرار بفضل التحسينات التكنولوجية والتوسع في استخدام الطاقة المتجددة في إنتاج الكهرباء. تظهر النتائج التي تم التوصل إليها في السنوات الأخيرة أن الانبعاثات طوال دورة حياة المركبات الكهربائية في معظم الحالات تكون أقل بكثير من تلك الصادرة عن مركبات محرك الاحتراق الداخلي. تؤثر العديد من العوامل على الانبعاثات طوال دورة الحياة ــ أسلوب القيادة، ودرجة الحرارة الخارجية، والسفر بين المدن مقابل السفر بين المدن، وغير ذلك ــ ولكن السيارة الكهربائية اليوم تنبعث منها طوال دورة حياتها، في ظل ظروف مماثلة، نحو 50% من الغازات المسببة للانحباس الحراري العالمي التي تنبعث من سيارة أوروبية تقليدية متوسطة. مركبة (رحلة 150,000 كيلومتر على مدار 12 عامًا).
محرك النمو الكهربائي
حتى اندلاع أزمة كورونا، التزمت شركات صناعة السيارات باستثمار رؤوس أموال ضخمة في السيارات الكهربائية في العقد المقبل، لكن التطورات والابتكارات تعطلت وأرسلت الشركات المصنعة للتعامل مع أمرين لا يعجبهما: سوق متقلصة والتنظيم البيئي. على سبيل المثال، تعهدت شركة فولكس فاجن باستثمار 60 مليار يورو في 75 طرازًا كهربائيًا و60 طرازًا هجينًا بحلول عام 2029، كما قدمت شركة فورد نموذجًا أوليًا كهربائيًا للمركبة التجارية F-150 التي تستهلك الكثير من الوقود. هذان مجرد مثالين لخطوة تكون البطاريات هي العنصر الرئيسي فيها: يجب أن تكون رخيصة الثمن، وتسمح بنطاق قيادة طويل، ويتم شحنها بسرعة.
ستصل قيمة سوق بطاريات السيارات الكهربائية إلى 116 مليار دولار بحلول عام 2030، وستتمتع الشركات التي ستتمكن من قيادتها بحصة أكبر من الكعكة.
وبالفعل، أعلنت شركة جنرال موتورز، مع بداية شهر مارس/آذار 2020، عن توسيع أنشطتها في سوق السيارات الكهربائية، بالاعتماد بشكل أساسي على تقنية جديدة لبطاريات الليثيوم (Ultium) التي تعمل على تطويرها. تتمتع الخلايا الموجودة في هذه البطاريات ببنية جديدة تسمح لها بالاتصال بطرق مختلفة بحيث تناسب مجموعة متنوعة من النماذج والموردين. تنتج أكبرها (للسيارات الخاصة) 200 كيلووات في الساعة ومدى قيادة يصل إلى 650 كيلومترًا (ستحتاج الشاحنات وسيارات الجيب المتوسطة والكبيرة، مثل سيارة هامر الكهربائية، إلى 350 كيلووات في الساعة لهذا الغرض). وتدعم البطاريات الشحن السريع وستكون أرخص بفضل كمية أقل من الكوبالت، وهو معدن نادر ومكلف ينتج إنتاجه تكلفة بيئية سلبية وهو مكون مطلوب لبطاريات الليثيوم أيون.
وفي السوق الفاخرة، تعمل شركة تسلا (بالاشتراك مع باناسونيك) على تطوير بطاريات ليثيوم جديدة تدعي أنها ستمنح طراز رودستر الجديد نطاق قيادة يصل إلى حوالي 1,000 كيلومتر.
نطاق القيادة ليس الميزة المهمة الوحيدة ويتوقع العملاء أيضًا شحنًا سريعًا: إذا اشتريت سيارة كهربائية، فلن ترغب في الوقوف لساعات في محطة الوقود لشحنها. ومع ذلك، تشير الأبحاث الحديثة التي أجرتها جامعة كاليفورنيا-ريفيرسايد إلى أن الشحن السريع الحالي وفقًا لمعايير الصناعة يؤدي إلى تآكل بطاريات الليثيوم بسرعة إلى درجة الضرر المادي للبطارية.
ولتجنب هذه المشكلة، أعلنت سامسونج مؤخرًا عن إنجاز كبير في تطوير بطارية الحالة الصلبة: فبينما تعتمد بطارية الليثيوم على الشوارد السائلة في أجزائها النشطة (الأنود والكاثود - أقطاب كهربائية ذات قطبية موجبة وسالبة، على التوالي)، فإن البطارية الجديدة يحل محلها في المواد الصلبة (في هذه الحالة، مزيج من الفضة والكربون). وبحسب الشركة، تضمن هذه التقنية قوة أكبر، وطول عمر، وأمان، وصغر حجمها، ومدى قيادة يصل إلى 800 كيلومتر.
اقترح فريق آخر من الباحثين في نهاية عام 2019 تغييرًا آخر في تكنولوجيا مادة البطارية: اليوم، يتم طلاء أنود بطارية الليثيوم بالجرافيت. يعد محتوى الطاقة المتواضع نسبيًا للجرافيت أحد العوامل التي تحد من نطاق السفر. ومن ناحية أخرى، يحتوي السيليكون على عشرة أضعاف محتوى الطاقة، ولكنه غير مستقر عند إعادة شحنه. قام فريق البحث بخلط السيليكون مع نشا الذرة لتكوين مركب السيليكون والكربون. يحتوي هذا المركب على محتوى طاقة أكبر بخمس مرات مقارنة بالجرافيت، ويحسن متانة السيليكون ويتيح الشحن الكامل خلال 12 دقيقة، فضلاً عن الحفاظ على 80 بالمائة من سعة تخزين طاقة البطارية حتى بعد 500 دورة شحن.
يقول الدكتور أوري شارون، نائب رئيس الجمعية الإسرائيلية لعلم البيئة والعلوم البيئية: "من أجل زيادة تغلغل السيارات الكهربائية في السوق الإسرائيلية، يجب على الحكومة أن تلجأ إلى ثلاثة أنواع من أدوات السياسة: الحوافز، مثل الضرائب فواصل للمستهلك إلى جانب حزم الحوافز للمستوردين؛ مطالبة مستوردي السيارات بإدراج نسبة ثابتة من السيارات الكهربائية في إجمالي مبيعاتهم (كما هو الحال في بعض الولايات الأمريكية)؛ وإزالة الحواجز البيروقراطية والفنية، وخاصة فيما يتعلق بالبنية التحتية للشحن (كان أحد أسباب انهيار شركة Better Place هو الإعداد المعقد لدعم استبدال البطاريات في سياراتها، RBM). يعد إنشاء بنية تحتية موزعة تسمح بالشحن في أي مكان - في المنزل أو العمل أو في المركز التجاري - شرطًا ضروريًا بدونه تتضاءل جاذبية السيارات الكهربائية وبالتالي في العديد من البلدان حول العالم يمكن بالفعل رؤية نقاط الشحن في الأماكن العامة والخاصة المساحات. إن الحديث في الوزارات الحكومية في إسرائيل حول إنشاء مثل هذه البنية التحتية للشحن لا يزال للأسف غير ناضج. وهذا استثمار مكلف، لكن من المرغوب فيه أن تقوم المكاتب المعنية بترويج نماذج لتشجيع دخول المستثمرين ورواد الأعمال من سوق القطاع الخاص إلى هذا المجال".
المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:
תגובה אחת
تقديرات متحفظة جداً فيما يتعلق باختراق المركبات، على أي أساس؟