الاتجاهات في البنية التحتية للشحن

في حين أن معظم الطلب على الشحن يتم تلبيته حاليًا عن طريق الشحن المنزلي، إلا أن هناك حاجة متزايدة إلى أجهزة شحن متاحة للعامة من أجل توفير نفس المستوى من الراحة وإمكانية الوصول كما هو الحال لتزويد المركبات التقليدية بالوقود. وفي المناطق الحضرية ذات الكثافة السكانية العالية، على وجه الخصوص، حيث يكون الوصول إلى الشحن المنزلي محدودًا للغاية، تعد البنية التحتية للشحن العام عامل تمكين رئيسيًا لاعتماد السيارات الكهربائية. في نهاية عام 2022، كان هناك 2.7 مليون نقطة شحن عامة في جميع أنحاء العالم، تم تركيب أكثر من 900000 منها في عام 2022، أي بزيادة قدرها 55% تقريبًا عن مخزون 2021، وقابلة للمقارنة بمعدل النمو قبل الوباء البالغ 50% بين عامي 2015 و2015. 2019.

أجهزة الشحن البطيئة

على الصعيد العالمي، هناك أكثر من 600000 نقطة شحن بطيئة عامة1تم تركيبها في عام 2022، منها 360 ألفًا في الصين، مما يرفع مخزون أجهزة الشحن البطيئة في البلاد إلى أكثر من مليون. وفي نهاية عام 2022، كانت الصين موطنًا لأكثر من نصف المخزون العالمي من أجهزة الشحن البطيئة العامة.

وتحتل أوروبا المرتبة الثانية، بإجمالي 460 ألف جهاز شحن بطيء في عام 2022، بزيادة قدرها 50٪ عن العام السابق. وتتصدر هولندا أوروبا بـ 117000، تليها حوالي 74000 في فرنسا و64000 في ألمانيا. وارتفع مخزون أجهزة الشحن البطيئة في الولايات المتحدة بنسبة 9% في عام 2022، وهو أقل معدل نمو بين الأسواق الرئيسية. وفي كوريا، تضاعف مخزون الشحن البطيء على أساس سنوي، ليصل إلى 184000 نقطة شحن.

شواحن سريعة

تتيح أجهزة الشحن السريعة التي يمكن الوصول إليها بشكل عام، وخاصة تلك الموجودة على طول الطرق السريعة، القيام برحلات أطول ويمكنها معالجة القلق بشأن النطاق، وهو عائق أمام اعتماد السيارات الكهربائية. كما هو الحال مع أجهزة الشحن البطيئة، توفر أجهزة الشحن السريعة العامة أيضًا حلول الشحن للمستهلكين الذين ليس لديهم وصول موثوق إلى الشحن الخاص، مما يشجع على اعتماد السيارات الكهربائية عبر قطاعات واسعة من السكان. ارتفع عدد أجهزة الشحن السريع بمقدار 330 ألف جهاز على مستوى العالم في عام 2022، على الرغم من أن غالبية النمو (ما يقرب من 90٪) جاء من الصين. يعوض نشر الشحن السريع عدم إمكانية الوصول إلى أجهزة الشحن المنزلية في المدن ذات الكثافة السكانية العالية ويدعم أهداف الصين للنشر السريع للسيارات الكهربائية. يوجد في الصين ما مجموعه 760000 جهاز شحن سريع، ولكن أكثر من إجمالي مخزون كومة الشحن السريع العامة يقع في عشر مقاطعات فقط.

في أوروبا، بلغ إجمالي مخزون أجهزة الشحن السريع أكثر من 70000 بحلول نهاية عام 2022، بزيادة قدرها حوالي 55٪ مقارنة بعام 2021. والبلدان التي لديها أكبر مخزون من أجهزة الشحن السريعة هي ألمانيا (أكثر من 12000) وفرنسا (9700) والنرويج. (9000). هناك طموح واضح في جميع أنحاء الاتحاد الأوروبي لمواصلة تطوير البنية التحتية للشحن العام، كما هو مبين في الاتفاقية المؤقتة 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 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 من شواحن تسلا الفائقة. وصل إجمالي مخزون أجهزة الشحن السريع 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 تمويل بقيمة 885 مليون دولار أمريكي لعام 2023 لدعم بناء أجهزة الشحن عبر 122000 كيلومتر من الطرق السريعة. أعلنت إدارة الطرق السريعة الفيدرالية الأمريكية عن معايير وطنية جديدة لشواحن السيارات الكهربائية الممولة اتحاديًا لضمان الاتساق والموثوقية وسهولة الوصول والتوافق. وفقًا للمعايير الجديدة، أعلنت Tesla أنها ستفتح جزءًا من شاحنها الفائق في الولايات المتحدة (حيث تمثل الشواحن الفائقة 60% من إجمالي مخزون أجهزة الشحن السريعة في الولايات المتحدة) وشبكة Destination Charger للمركبات الكهربائية غير التابعة لشركة Tesla.

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

يعد نشر البنية التحتية للشحن العام تحسبًا للنمو في مبيعات السيارات الكهربائية أمرًا بالغ الأهمية لاعتماد السيارات الكهربائية على نطاق واسع. في النرويج، على سبيل المثال، كان هناك حوالي 1.3 مركبة LDV كهربائية تعمل بالبطارية لكل نقطة شحن عامة في عام 2011، مما دعم المزيد من الاعتماد. في نهاية عام 2022، مع وجود أكثر من 17% من مركبات LDV عبارة عن مركبات بالبطارية، كان هناك 25 مركبة بالبطارية لكل نقطة شحن عامة في النرويج. بشكل عام، مع زيادة حصة مخزون مركبات LDV الكهربائية التي تعمل بالبطارية، تنخفض نقطة الشحن لكل نسبة BEV. لا يمكن الحفاظ على النمو في مبيعات السيارات الكهربائية إلا إذا تمت تلبية الطلب على الشحن من خلال بنية تحتية يسهل الوصول إليها وبأسعار معقولة، إما من خلال الشحن الخاص في المنازل أو في العمل، أو محطات الشحن التي يمكن الوصول إليها بشكل عام.

نسبة المركبات الخفيفة الكهربائية لكل شاحن عام

نقطة الشحن العامة لكل نسبة LDV للبطارية الكهربائية في بلدان مختارة مقابل حصة مخزون LDV للبطارية الكهربائية

في حين أن السيارات الكهربائية الهجينة القابلة للشحن (PHEV) أقل اعتمادًا على البنية التحتية العامة للشحن من السيارات الكهربائية الكهربائية الكهربائية (BEV)، فإن صنع السياسات المتعلقة بالتوافر الكافي لنقاط الشحن يجب أن يتضمن (ويشجع) شحن السيارات الكهربائية الهجينة الكهربائية العامة (PHEV). وإذا أخذنا في الاعتبار العدد الإجمالي للمركبات الخفيفة الكهربائية لكل نقطة شحن، فإن المتوسط ​​العالمي في عام 2022 كان حوالي عشرة مركبات كهربائية لكل شاحن. حافظت دول مثل الصين وكوريا وهولندا على أقل من عشرة سيارات كهربائية لكل شاحن طوال السنوات الماضية. في البلدان التي تعتمد بشكل كبير على الشحن العام، يتزايد عدد أجهزة الشحن المتاحة للعامة بسرعة تتطابق إلى حد كبير مع انتشار السيارات الكهربائية.

ومع ذلك، في بعض الأسواق التي تتميز بتوافر خدمات الشحن المنزلي على نطاق واسع (نظرًا لارتفاع نسبة المنازل التي تضم أسرة واحدة مع فرصة تركيب شاحن)، يمكن أن يكون عدد المركبات الكهربائية لكل نقطة شحن عامة أعلى من ذلك. على سبيل المثال، في الولايات المتحدة، تبلغ نسبة المركبات الكهربائية لكل شاحن 24، وفي النرويج أكثر من 30. ومع زيادة انتشار المركبات الكهربائية في السوق، يصبح الشحن العام ذا أهمية متزايدة، حتى في هذه البلدان، لدعم اعتماد المركبات الكهربائية بين السائقين. الذين ليس لديهم إمكانية الوصول إلى خيارات الشحن في المنزل أو مكان العمل. ومع ذلك، فإن النسبة المثالية للمركبات الكهربائية لكل شاحن ستختلف بناءً على الظروف المحلية واحتياجات السائق.

وربما يكون الأمر الأكثر أهمية من عدد أجهزة الشحن العامة المتاحة هو إجمالي سعة طاقة الشحن العامة لكل مركبة كهربائية، نظرًا لأن أجهزة الشحن السريعة يمكنها خدمة عدد أكبر من المركبات الكهربائية مقارنة بأجهزة الشحن البطيئة. خلال المراحل الأولى من اعتماد السيارات الكهربائية، من المنطقي أن تكون طاقة الشحن المتاحة لكل سيارة كهربائية عالية، على افتراض أن استخدام الشاحن سيكون منخفضًا نسبيًا حتى ينضج السوق ويصبح استخدام البنية التحتية أكثر كفاءة. وتماشيًا مع هذا، يتضمن الاتحاد الأوروبي بشأن AFIR متطلبات إجمالي سعة الطاقة التي سيتم توفيرها بناءً على حجم الأسطول المسجل.

على الصعيد العالمي، يبلغ متوسط ​​سعة طاقة الشحن العامة لكل مركبة خفيفة كهربائية حوالي 2.4 كيلووات لكل مركبة كهربائية. وفي الاتحاد الأوروبي، تكون النسبة أقل، حيث يبلغ متوسطها حوالي 1.2 كيلو واط لكل سيارة كهربائية. تتمتع كوريا بأعلى نسبة تبلغ 7 كيلووات لكل سيارة كهربائية، حتى مع كون معظم أجهزة الشحن العامة (90%) عبارة عن أجهزة شحن بطيئة.

عدد مركبات LDV الكهربائية لكل نقطة شحن عامة والكيلوواط لكل مركبة LDV كهربائية، 2022

يفتح

عدد مركبات LDV الكهربائية لكل نقطة شحن كيلوواط من الشحن العام لكل مركبات LDV كهربائية نيوزيلندا أيسلنداأسترالياالنرويجالبرازيلألمانياالسويدالولايات المتحدةالدنماركالبرتغالالمملكة المتحدةإسبانياكنداإندونيسيافنلنداسويسرااليابانتايلاندالاتحاد الأوروبيفرنسابولنداالمكسيكبلجيكاالعالمإيطالياالصينالهندجنوب أفريقياتشيلياليونانهولنداكوريا08162432404856647280889610400.61.21.82.433.64.24.85.466.67.27.8

• EV / EVSE (المحور السفلي)
• كيلوواط / إيف (المحور العلوي)

في المناطق التي أصبحت فيها الشاحنات الكهربائية متاحة تجاريًا، يمكن للشاحنات الكهربائية التي تعمل بالبطارية أن تتنافس على أساس التكلفة الإجمالية للملكية مع شاحنات الديزل التقليدية لمجموعة متزايدة من العمليات، ليس فقط في المناطق الحضرية والإقليمية، ولكن أيضًا في القطاعات الإقليمية وقطاعات المسافات الطويلة للمقطورات والجرارات. . ثلاث معلمات تحدد الوقت الذي يتم الوصول إليه هي رسوم المرور؛ تكاليف الوقود والعمليات (على سبيل المثال، الفرق بين أسعار الديزل والكهرباء التي يواجهها مشغلو الشاحنات، وانخفاض تكاليف الصيانة)؛ والدعم الرأسمالي لتقليص الفجوة في سعر شراء السيارة مقدمًا. نظرًا لأن الشاحنات الكهربائية يمكن أن توفر نفس العمليات بتكاليف أقل على مدى الحياة (بما في ذلك إذا تم تطبيق سعر مخفض)، فإن الطريقة التي يتوقع بها أصحاب المركبات استرداد التكاليف الأولية هي عامل رئيسي في تحديد ما إذا كانوا يريدون شراء شاحنة كهربائية أو تقليدية.

يمكن تحسين اقتصاديات الشاحنات الكهربائية في تطبيقات المسافات الطويلة بشكل كبير إذا أمكن تقليل تكاليف الشحن عن طريق تعظيم الشحن البطيء "خارج النوبات" (على سبيل المثال أثناء الليل أو فترات التوقف الطويلة الأخرى)، وتأمين عقود الشراء بالجملة مع مشغلي الشبكة من أجل "منتصف الوردية" (على سبيل المثال أثناء فترات الراحة)، أو الشحن السريع (حتى 350 كيلوواط)، أو الشحن فائق السرعة (> 350 كيلوواط)، واستكشاف الشحن الذكي وفرص التوصيل من السيارة إلى الشبكة للحصول على دخل إضافي.

ستعتمد الشاحنات والحافلات الكهربائية على الشحن خارج أوقات العمل للحصول على غالبية طاقتها. وسيتم تحقيق ذلك إلى حد كبير في مستودعات الشحن الخاصة أو شبه الخاصة أو في المحطات العامة على الطرق السريعة، وفي كثير من الأحيان بين عشية وضحاها. وستكون هناك حاجة إلى تطوير مستودعات لخدمة الطلب المتزايد على الكهرباء الثقيلة، وفي كثير من الحالات قد تتطلب تحديث شبكة التوزيع والنقل. اعتمادًا على متطلبات نطاق السيارة، سيكون الشحن في المستودع كافيًا لتغطية معظم العمليات في الحافلات الحضرية بالإضافة إلى عمليات الشاحنات الحضرية والإقليمية.

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

تتيح معظم محطات الشحن السريع ذات التيار المباشر (DC) المتوفرة تجاريًا حاليًا مستويات طاقة تتراوح من 250 إلى 350 كيلووات. يتضمن ما توصل إليه المجلس الأوروبي والبرلمان عملية تدريجية لنشر البنية التحتية للمركبات الكهربائية الثقيلة بدءًا من عام 2025. وقد وجدت الدراسات الحديثة لمتطلبات الطاقة لعمليات الشاحنات الإقليمية والطويلة المدى في الولايات المتحدة وأوروبا أن طاقة الشحن أعلى من 350 كيلووات ، وقد تكون هناك حاجة إلى 1 ميجاوات، لإعادة شحن الشاحنات الكهربائية بالكامل خلال فترة استراحة مدتها 30 إلى 45 دقيقة.

وإدراكًا للحاجة إلى توسيع نطاق الشحن السريع أو فائق السرعة كشرط أساسي لجعل العمليات الإقليمية، وخاصة طويلة المدى، قابلة للاستمرار من الناحية الفنية والاقتصادية، أنشأت تراتون وفولفو ودايملر في عام 2022 مشروعًا مشتركًا مستقلاً، برأس مال قدره 500 يورو. مليون دولار من الاستثمارات الجماعية من مجموعات التصنيع الثقيلة الثلاث، وتهدف المبادرة إلى نشر أكثر من 1700 جهاز شحن سريع (300 إلى 350 كيلوواط) وفائق السرعة (1 ميغاواط) نقاط في جميع أنحاء أوروبا.

يتم حاليًا استخدام معايير شحن متعددة، كما أن المواصفات الفنية للشحن فائق السرعة قيد التطوير. ستكون هناك حاجة إلى ضمان أقصى قدر ممكن من التقارب بين معايير الشحن وقابلية التشغيل البيني للمركبات الكهربائية الثقيلة لتجنب التكلفة وعدم الكفاءة والتحديات التي يواجهها مستوردو المركبات والمشغلون الدوليون والتي سيتم إنشاؤها من قبل الشركات المصنعة باتباع مسارات متباينة.

وفي الصين، يعمل كل من مجلس الكهرباء الصيني وشركة "Ultra ChaoJi" التابعة لـ CHAdeMO على تطوير معيار شحن للسيارات الكهربائية الثقيلة بقدرة تصل إلى عدة ميجاوات. في أوروبا والولايات المتحدة، مواصفات نظام شحن CharIN ميجاوات (MCS)، مع قدرة قصوى محتملة تبلغ. وهي قيد التطوير من قبل المنظمة الدولية للمعايير (ISO) ومنظمات أخرى. من المتوقع صدور مواصفات MCS النهائية، والتي ستكون ضرورية للطرح التجاري، في عام 2024. بعد أول موقع شحن ميجاوات قدمته شركة Daimler Trucks وPortland General Electric (PGE) في عام 2021، بالإضافة إلى الاستثمارات والمشاريع في النمسا والسويد. وإسبانيا والمملكة المتحدة.

سيتطلب تسويق أجهزة الشحن ذات الطاقة المقدرة البالغة 1 ميجاوات استثمارات كبيرة، حيث أن المحطات التي تحتاج إلى مثل هذه الاحتياجات العالية من الطاقة ستتكبد تكاليف كبيرة في كل من التركيب وتحديث الشبكة. إن مراجعة نماذج أعمال المرافق الكهربائية العامة ولوائح قطاع الطاقة، وتنسيق التخطيط بين أصحاب المصلحة والشحن الذكي، يمكن أن يساعد كل ذلك الدعم المباشر من خلال المشاريع التجريبية والحوافز المالية في تسريع عملية العرض والاعتماد في المراحل المبكرة. توضح دراسة حديثة بعض الاعتبارات الرئيسية في التصميم لتطوير محطات الشحن ذات التصنيف MCS:

• يمكن أن يكون تخطيط محطات الشحن في مواقع مستودعات الطرق السريعة بالقرب من خطوط النقل والمحطات الفرعية حلاً مثاليًا لتقليل التكاليف وزيادة استخدام الشاحن.
• اتصالات "بالحجم الصحيح" مع اتصالات مباشرة بخطوط النقل في مرحلة مبكرة، وبالتالي توقع احتياجات الطاقة لنظام تمت فيه كهربة حصص كبيرة من نشاط الشحن، بدلاً من تحديث شبكات التوزيع على المدى القصير والمخصص الأساس، سيكون حاسما لخفض التكاليف. وسيتطلب ذلك تخطيطًا منظمًا ومنسقًا بين مشغلي الشبكات ومطوري البنية التحتية للشحن عبر القطاعات.
• وبما أن التوصيلات البينية لنظام النقل وتحديث الشبكة يمكن أن تستغرق ما بين 4 إلى 8 سنوات، فيجب البدء في تحديد مواقع وبناء محطات الشحن ذات الأولوية العالية في أقرب وقت ممكن.

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

الخيارات الأخرى لتوفير الطاقة للمركبات الكهربائية الثقيلة (HDVs) هي تبديل البطاريات وأنظمة الطرق الكهربائية. يمكن لأنظمة الطرق الكهربائية نقل الطاقة إلى الشاحنة إما عبر ملفات حثية في الطريق، أو من خلال اتصالات موصلة بين السيارة والطريق، أو عبر خطوط سلسالية (علوية). قد تحمل خيارات الشحن الديناميكي وغيرها من خيارات الشحن الواعدة لتقليل التكاليف على مستوى النظام عند الانتقال إلى الشاحنات الإقليمية والطويلة المدى الخالية من الانبعاثات، مما يكمل بشكل إيجابي من حيث إجمالي تكاليف رأس المال والتشغيل. يمكنهم أيضًا المساعدة في تقليل احتياجات سعة البطارية. ويمكن تقليل الطلب على البطاريات بشكل أكبر، وتحسين استخدامها، إذا تم تصميم أنظمة الطرق الكهربائية بحيث تكون متوافقة ليس فقط مع الشاحنات ولكن أيضًا مع السيارات الكهربائية. ومع ذلك، فإن مثل هذه الأساليب تتطلب تصميمات استقرائية أو عملية تأتي مع عقبات أكبر من حيث تطوير التكنولوجيا والتصميم، وتتطلب المزيد من رأس المال. وفي الوقت نفسه، تطرح أنظمة الطرق الكهربائية تحديات كبيرة تشبه تلك التي يواجهها قطاع السكك الحديدية، بما في ذلك الحاجة الأكبر إلى توحيد المسارات والمركبات (كما هو موضح في الترام وحافلات الترولي)، والتوافق عبر الحدود في الرحلات الطويلة، والبنية التحتية المناسبة نماذج الملكية. فهي توفر مرونة أقل لأصحاب الشاحنات من حيث الطرق وأنواع المركبات، كما أن تكاليف تطويرها مرتفعة بشكل عام، وكل ذلك يؤثر على قدرتهم التنافسية مقارنة بمحطات الشحن العادية. ونظراً لهذه التحديات، سيتم نشر هذه الأنظمة بشكل أكثر فعالية أولاً على ممرات الشحن المستخدمة بكثافة، الأمر الذي يستلزم التنسيق الوثيق بين مختلف أصحاب المصلحة من القطاعين العام والخاص. اعتمدت المظاهرات على الطرق العامة حتى الآن في ألمانيا والسويد على أبطال من الكيانات الخاصة والعامة. كما يتم النظر في الدعوات لطياري نظام الطرق الكهربائية في الصين والهند والمملكة المتحدة والولايات المتحدة.

احتياجات الشحن للمركبات الثقيلة

يشير تحليل المجلس الدولي للنقل النظيف (ICCT) إلى أن تبديل البطاريات بالمركبات الكهربائية ذات العجلتين في خدمات سيارات الأجرة (مثل سيارات الأجرة بالدراجة) يوفر التكلفة الإجمالية للملكية الأكثر تنافسية مقارنةً بالمركبات ذات العجلتين التي تعمل بالبطارية أو تعمل بالدراجة البخارية. في حالة تسليم الميل الأخير عبر دراجة ذات عجلتين، يتمتع الشحن النقطي حاليًا بميزة التكلفة الإجمالية للملكية مقارنة بتبديل البطارية، ولكن مع حوافز السياسة المناسبة وحجمها، يمكن أن يصبح المبادلة خيارًا قابلاً للتطبيق في ظل ظروف معينة. بشكل عام، مع زيادة متوسط ​​المسافة اليومية المقطوعة، تصبح البطارية الكهربائية ذات العجلتين مع تبديل البطارية أكثر اقتصادا من مركبات الشحن النقطي أو المركبات التي تعمل بالبنزين. في عام 2021، تم تأسيس اتحاد البطاريات القابلة للتبديل للدراجات النارية بهدف تسهيل تبديل بطاريات المركبات خفيفة الوزن، بما في ذلك المركبات ذات العجلتين/الثلاث عجلات، من خلال العمل معًا على مواصفات البطارية المشتركة.

يكتسب تبديل البطاريات في المركبات الكهربائية ذات العجلتين/الثلاث عجلات زخمًا بشكل خاص في الهند. يوجد حاليًا أكثر من عشر شركات مختلفة في السوق الهندية، بما في ذلك Gogoro، وهي سكوتر كهربائي صيني مقره تايبيه ورائد في مجال تكنولوجيا تبديل البطاريات. تدعي شركة Gogoro أن بطارياتها تعمل على تشغيل 90٪ من الدراجات البخارية الكهربائية في تايبيه الصينية، وتمتلك شبكة Gogoro أكثر من 12000 محطة لتبديل البطاريات لدعم أكثر من 500000 دراجة كهربائية ذات عجلتين في تسعة بلدان، معظمها في منطقة آسيا والمحيط الهادئ. وقد تشكلت Gogoro الآن وشراكة مع شركة Zypp Electric ومقرها الهند، والتي تدير منصة للمركبات الكهربائية كخدمة للتوصيل إلى الميل الأخير؛ ويقومون معًا بنشر 6 محطات لتبديل البطاريات و100 مركبة كهربائية ذات عجلتين كجزء من مشروع تجريبي لعمليات التوصيل في الميل الأخير بين الشركات في مدينة دلهي. في بداية عام 2023، قاموا بجمع ما سيستخدمونه لتوسيع أسطولهم إلى 200000 مركبة كهربائية ذات عجلتين عبر 30 مدينة هندية بحلول عام 2025. تتمتع شركة Sun Mobility بتاريخ أطول في تبديل البطاريات في الهند، مع أكثر من محطات مبادلة في جميع أنحاء البلاد للمركبات الكهربائية ذات العجلتين والثلاث عجلات، بما في ذلك عربات الريكاشة الإلكترونية، مع شركاء مثل أمازون الهند. تشهد تايلاند أيضًا خدمات تبديل البطاريات لسائقي سيارات الأجرة والتوصيل.

وفي حين أن تبديل البطاريات بالمركبات الكهربائية ذات العجلتين هو الأكثر انتشارًا في آسيا، فإنه ينتشر أيضًا إلى أفريقيا. على سبيل المثال، تقوم شركة رواندية ناشئة للدراجات النارية الكهربائية بتشغيل محطات تبديل البطاريات، مع التركيز على خدمة عمليات سيارات الأجرة بالدراجات النارية التي تتطلب مسافات يومية طويلة. قامت شركة Ampersand ببناء عشر محطات لتبديل البطاريات في كيغالي وثلاث في نيروبي، كينيا. تقوم هذه المحطات بإجراء ما يقرب من 37000 عملية تبديل للبطارية شهريًا.

يوفر تبديل البطارية للمركبات ذات العجلتين/الثلاث عجلات مزايا من حيث التكلفة

بالنسبة للشاحنات على وجه الخصوص، يمكن أن يكون لتبديل البطارية مزايا كبيرة مقارنة بالشحن فائق السرعة. أولاً، يمكن أن يستغرق التبديل أقل القليل، وهو ما سيكون صعبًا ومكلفًا لتحقيقه من خلال الشحن المعتمد على الكابل، مما يتطلب شاحنًا فائق السرعة متصلاً بشبكات الجهد المتوسط ​​إلى العالي وأنظمة إدارة البطاريات باهظة الثمن وكيمياء البطارية. يمكن أن يؤدي تجنب الشحن فائق السرعة أيضًا إلى زيادة سعة البطارية وأدائها وعمر الدورة.

تعمل البطارية كخدمة (BaaS)، التي تفصل بين شراء الشاحنة والبطارية، وإنشاء عقد إيجار للبطارية، على تقليل تكلفة الشراء مقدمًا بشكل كبير. بالإضافة إلى ذلك، نظرًا لأن الشاحنات تميل إلى الاعتماد على كيمياء بطاريات ليثيوم فوسفات الحديد (LFP)، والتي تعد أكثر متانة من بطاريات أكسيد النيكل والمنغنيز والكوبالت (NMC)، فهي مناسبة تمامًا للتبديل من حيث السلامة والقدرة على تحمل التكاليف.

ومع ذلك، من المرجح أن تكون تكلفة بناء محطة أعلى بالنسبة لتبديل بطاريات الشاحنات نظرًا لحجم السيارة الأكبر والبطاريات الأثقل، مما يتطلب مساحة أكبر ومعدات متخصصة لإجراء عملية المبادلة. هناك عائق رئيسي آخر يتمثل في ضرورة توحيد البطاريات وفقًا لحجم وسعة معينة، وهو الأمر الذي من المرجح أن يعتبره مصنعو المعدات الأصلية للشاحنات تحديًا للقدرة التنافسية حيث أن تصميم البطارية وسعتها هو عامل تمييز رئيسي بين الشركات المصنعة للشاحنات الكهربائية.

تعد الصين في طليعة مبادلة البطاريات بالشاحنات بسبب الدعم الكبير للسياسات واستخدام التكنولوجيا المصممة لاستكمال شحن الكابلات. وفي عام 2021، أعلنت وزارة الصناعة والتكنولوجيا الصينية أن عددًا من المدن ستجرب تكنولوجيا تبديل البطاريات، بما في ذلك تبديل بطاريات HDV في ثلاث مدن. تقريبًا جميع الشركات المصنعة للشاحنات الثقيلة الصينية الكبرى، بما في ذلك FAW، وCAMC، وDongfeng، وJiangling Motors Corporation Limited (JMC)، وShanxi Automobile، وSAIC.

الصين في طليعة مبادلة البطاريات للشاحنات

والصين هي أيضًا الرائدة في مجال تبديل البطاريات لسيارات الركاب. وفي جميع الأوضاع، بلغ العدد الإجمالي لمحطات تبديل البطاريات في الصين عند نهاية عام 2022 تقريبًا، أي أعلى بنسبة 50٪ عما كان عليه في نهاية عام 2021. وتدير شركة NIO، التي تنتج سيارات تدعم تبديل البطاريات ومحطات التبديل الداعمة، أكثر من في الصين، تفيد بأن الشبكة تغطي أكثر من ثلثي البر الرئيسي للصين. تم تركيب نصف محطات المبادلة الخاصة بها في عام 2022، وحددت الشركة هدفًا يتمثل في إنشاء 4000 محطة لتبديل البطاريات على مستوى العالم بحلول عام 2025. ويمكن للشركة إجراء أكثر من 300 عملية تبديل يوميًا، وشحن ما يصل إلى 13 بطارية في نفس الوقت بقدرة 20-80 كيلو واط.

أعلنت NIO أيضًا عن خطط لبناء محطات لتبديل البطاريات في أوروبا حيث أصبحت نماذج السيارات التي تدعم تبديل البطاريات متاحة في الأسواق الأوروبية قرب نهاية عام 2022. وتم افتتاح أول محطة لتبديل بطاريات NIO في السويد في عام 2022، وبحلول نهاية عام 2022، تم افتتاح عشرة محطات NIO تم افتتاح محطات تبديل البطاريات في جميع أنحاء النرويج وألمانيا والسويد وهولندا. وعلى النقيض من شركة NIO، التي تخدم محطات التبديل الخاصة بها سيارات NIO، تدعم محطات مشغل محطة تبديل البطاريات الصينية Aulton 30 طرازًا من 16 شركة سيارات مختلفة.

يمكن أن يكون تبديل البطاريات أيضًا خيارًا جذابًا بشكل خاص لأساطيل سيارات الأجرة LDV، التي تكون عملياتها أكثر حساسية لأوقات إعادة الشحن من السيارات الشخصية. تدير شركة Ample الأمريكية الناشئة حاليًا 12 محطة لتبديل البطاريات في منطقة خليج سان فرانسيسكو، وتخدم بشكل أساسي مركبات مشاركة الرحلات التابعة لشركة Uber.

والصين هي أيضًا الرائدة في مجال تبديل البطاريات لسيارات الركاب

مراجع

تتمتع أجهزة الشحن البطيئة بمعدلات طاقة أقل من أو تساوي 22 كيلو واط. أجهزة الشحن السريعة هي تلك التي تتمتع بتصنيف طاقة يزيد عن 22 كيلووات ويصل إلى 350 كيلووات. يتم استخدام "نقاط الشحن" و"الشواحن" بالتبادل وتشير إلى مقابس الشحن الفردية، مما يعكس عدد المركبات الكهربائية التي يمكن شحنها في نفس الوقت. قد تحتوي ''محطات الشحن'' على نقاط شحن متعددة.

في السابق كان التوجيه، AFIR المقترح، بمجرد الموافقة عليه رسميًا، سيصبح قانونًا تشريعيًا ملزمًا، ينص، من بين أمور أخرى، على الحد الأقصى للمسافة بين أجهزة الشحن المثبتة على طول TEN-T، والطرق الرئيسية والثانوية داخل الاتحاد الأوروبي.

الحلول الاستقرائية أبعد ما تكون عن التسويق وتواجه تحديات لتوفير طاقة كافية بسرعات الطرق السريعة.