◄ خودروهای برقی (باتری دار)

بخش نهم از سلسله مقاله های مربوط به موضوع «انرژی های تجدید پذیر در حمل‌ و‌ نقل» هفته گذشته منتشر شد، بخش دهم آن در ادامه می آید.

در کشورهای مختلف جهان  مقدار استفاده از وسایل نقلیه برقی به عواملی چون سیاست‌ های دولت در اعطای مشوق‌ های خرید، کیفیت محصولات، قیمت بازار، در دسترس بودن زیرساخت‌ های شارژ باتری و تقاضای مصرف‌ کنندگان وابسته است. جهت‌گیری‌ های بلندمدت نظارتی دولت در زمینه‌ های کنترل انتشار آلایندگی و استانداردها و مقررات صرفه‌ جویی در مصرف سوخت نیز در این رابطه بسیار مهم است.

کمیسیون اروپا قرار است که در استانداردهای یورو 7 ، میزان انتشار گازهای ایجاد شده توسط خودروهای سواری، کامیون ها و اتوبوس های دارای موتور احتراق داخلی را پس از سال 2025 بسیار محدود کند. با عنایت به مدت کم باقیمانده و سختی امکان دستیابی به این هدف، شرکت های سازنده‌ خودرو سه راهکار پیش رو دارند: اعتراض شدید به سخت‌گیری های بیش از حد این کمیسیون- روی‌آوری به سوخت های مصنوعی (Efuels) – فشار برای دریافت مشوق های کافی از طرف دولت در راستای سرمایه‌گذاری برای توسعه‌ زیرساخت های لازم تولید سوخت مصنوعی (بیوگاز). شاید برای مهار گازهای آلوده کننده انجام هر سه راهکار لازم باشد.   

لازم به توضیح است که خودروهای هیبریدی بر 2 نوع شارژ داخل و پریزی قابل تقسیم هستند. شارژ داخلی بدین صورت است، زمانی که خودرو از طرق پیش‌ران دیگر (اعم از احتراق داخلی یا هیدروژنی) حرکت می‌کند، باتری ها شارژ می‌شوند تا در هنگام نبود سوخت در باک یا مخزن، از آنها استفاده شود. اما در صورتی که پیش‌ران دیگر از نوع احتراق داخلی باشد، باتری در کاهش میزان آلودگی هیچ نقشی ندارد، زیرا نیروی لازم برای شارژ از سوخت فسیلی حاصل می شود. در شکل زیر یک خودرو با پیش‌ران دوگانه (احتراق داخلی و باتری) نشان داده شده است. همانطور که ملاحظه خواهد شد، این نوع خودروها از آلودگی بسیار، پیچیدگی زیاد، هزینه های نگهداری بالا برخوردارند.

ولی در خودرو هیبریدی پریزی، شارژ از طریق منبع تغذیه‌ بیرونی تحقق می پذیرد و باتری در کاهش آلودگی (هوا و صوتی) شهرها بسیار مؤثر است. به همین دلیل راهبرد اکثر کشورهای جهان کاستن از تعداد خودروهای هیبریدی شارژ داخلی است. به گونه‌ای که نسبت جهانی تعداد خودروهای تمام برقی به هیبریدی از ۶۰ به ۴۰ درصد در سال ‌۲۰۱۵ به  ۶۹ به  ۳۱ درصد در سال۲۰۲۰ رسیده است.   

خورروهایی با پیش‌ران فقط باتری‌ (BEV)، دارای مجموعه‌ای از باتری ها برای به حرکت درآورن یک موتور برقی هستند. این باتری ها می‌بایست برای شارژ شدن به پریز خارج از خودرو متصل شوند. تصویر زیر چگونگی جای‌گیری تجهیزات خودرو برقی را نشان می‌دهد. همان طور که ملاحظه می‌شود، این نوع خودرو ضمن داشتن ویژگی های سادگی زیاد، قدرتمند بودن، تعادل عالی در پیچ ها (به سبب قرار گرفتن باتری ها در کف خودرو و پایین بودن مرکز ثقل آن)، به دلیل قلت تعداد قطعات متحرک، هزینه های نگهداری کمتری هم دارد. 

هنگامی که ایلان ماسک ایده‌ شروع تولید خودرو برقی تسلا را اعلام کرد، کارشناسان خودروسازی های بزرگ با پوزخند به تبلیغات او پاسخ دادند. زیرا طبق برآوردهای آن زمان، تا سال 2030 سهم خودروهای برقی فقط به 5 درصد می‌رسید. اما چندی نگذشت که مطالعات آینده پژوهی جدید، حاکی از مقادیر دیگری بود. در نمودار زیر سهم بازار فروش فقط خودروهای برقی غیر هیبریدی در اروپا نشان داده شده است. همان طور که ملاحظه می‌شود رشد فروش به صورت تصاعدیست.

میزان فروش انواع وسایل نقلیه‌ برقی تا پایان سال های ۲۰۱۵ ، ۲۰۱۸ و ۲۰۲۰ به ترتیب 1 ، 5 و ۱۰ میلیون دستگاه بوده است. بدین معنی که سهم این خودروها در فروش جهانی خودروهای جدید در سالهای  ۲۰۱۷ ، ۲۰۱۹ و ۲۰۲۰ به ترتیب برابر  ۱.۳ ، ۲.۵ و با ۴.۶ درصد بوده است. در سال 2019 سهم فقط خودروهای تمام برقی 4.2 درصد بوده است. همان گونه که ملاحظه می‌ شود، ظرف چند سال گذشته سهم فروش خودروهای برقی تقریباً به برآوردهای اولیه برای سال 2030 رسیده است. حالا تقریباً تمامی شرکت های معتبر خوروسازی دنیا یک نمونه خودرو با پلتفورم برقی یا هیبریدی  ساخته اند تا از قافله‌ فناوری های روز جهان عقب نمانند. به جز شرکت تسلا، فعلاً هر کدام از سازندگان خودرو گرفتن سهم یک یا چند بخش از مخاطبان بازار (لوکس، خانوادگی، اسپورت، ارزان قیمت و ...)، را برگزیده‌اند. با تنوع دادن به انواع خودروهای برقی و نشانه گرفتن مخاطبان مختلف، صحنه‌ رقابت به طور روز افزونی فشرده‌تر می‌شود.

در نمودار زیر نتایج مطالعات بلومبرگ در باره‌ انقلاب جهانی فروش انواع خودروهای برقی طی سال های آتی توسط کشورهای عمده‌ تولید کننده‌ آنها، نشان داده شده است.

در  سال۲۰۲۰، چین با دارا بودن حدود ۴.۶ میلیون دستگاه  انواع خودروهای برقی، دارای سهم ۴۲ درصدی از ناوگان جهانی درحال استفاده بوده است. در اروپا نیز تعداد خودروهای سواری برقی در حدود ۳‌میلیون دستگاه بوده که در حدود ۳۰‌ درصد از سهم جهانی را به خود اختصاص داده است. علاوه بر این در سال ۲۰۱۹ چین حدود ۹۸درصد سهم اتوبوس های برقی و ۶۵ درصد خودروهای تجاری سبک برقی جهان را هم به خود اختصاص داده است. فروش خودروهای برقی در ایالات ‌متحده در حدود ۱.۷۴ میلیون دستگاه بوده است. البته حدود نیمی از این فروش متعلق به ایالت کالیفرنیا می‌باشد.

در سال گذشته بازار اروپا در امر فروش خودروهای سواری برقی رکورددار بوده و از بازار چین پیشی گرفته است. کشور آلمان با افزایش تعداد خودروهای برقی به حدود ۷۰۰هزار دستگاه، پیشروترین کشور اروپایی بوده است. 18 درصد از کل خودروهای تازه به فروش رفته فنلاند، از نوع تمام برقی و هیبریدی پریزی است. یک چهارم خودروهای موجود و یک سوم فروش های جدید هلند از نوع برقی پریزی است. ضمن اینکه هلند دارای بالاترین تراکم جایگاه های شارژ خودروهای برقی جهان تا سال ۲۰۱۹ بوده است. در حال حاضر حدود 45 درصد از کل خودروهای موجود کشور ایسلند از نوع برقی است. جالب اینکه هم اینک 99 درصد از انرژی مصرفی این کشور از نوع تجدیدپذیر (عمدتاً زمین- گرمایی) است. در سال گذشته سهم خودروهای برقی از  میزان فروش کل خودروهای جدید کشور نروژ، به رقم حیرت آور ۷۴.۷  درصد رسیده است. ضمن اینکه 54 درصد از کل فروش، متعلق به خودروهای تمام برقی بوده که سهم آن را از مجموع فروش خودروهای بنزینی، دیزلی و هیبریدی بیشتر کرده است. هم اینک بیش از ۱5 درصد از کل خودروهای سواری نروژی ها برقی است. مسئولان شهرهایی چون پاریس و آمستردام درنظر دارند که حرکت خودروهای غیر برقی را در سال 2030 ممنوع کنند. در حالی که از هم اکنون کشورهای نروژ و ایرلند در صدد منع حرکت خودروهای بنزینی و دیزلی هستند. 

بر اساس برآوردهای شرکت خدمات انتقال انرژی وودمکنزی، خودروهای برقی باتری‌دار (BEV)، تا قبل از 2050 نقش برتر را در حمل جاده‌ ای به دست می‌آورند و 56 درصد همه‌ خودروهای به فروش رفته در آن سال را به خود اختصاص می‌دهند. در کمتر از 30 سال 875 میلیون خوروی برقی مسافری، 70 میلیون خودرو برقی تجاری، 5 میلیون خودرو پیل سوختی (FCV)  یعنی مجموعاً 950 میلیون خودرو برقی بدون آلودگی در جاده ها رفت و آمد خواهند کرد. علاوه بر این در همان سال از هر 5 وسیله‌ نقلیه‌ چین، اروپا و آمریکا، سه دستگاه برقی و از هر 2 خودروی تجاری یکی برقی خواهند بود. این موضوع خبر نسبتاً بدی برای خودروهای احتراق داخلی (ICE) و حتی هیبریدی برقی (HEV) و هیبریدی باتری پریزی (PHEV)  است. مجموع خودروهای هیبریدی فقط سهم 21 درصدی را به خود اختصاص می‌دهند. در آن زمان خودروهای احتراق داخلی در آفریقا، خاورمیانه، آمریکای لاتین، روسیه و حوزه‌ی دریاچه‌ی خزر در گردش خواهند بود. در نمودار زیر سهم برآوردی هر یک از انواع خودروها در سال 2050 نشان داده شده است.

پنج خورروساز عمده‌ جهان یعنی فولکس واگن، جنرال موتورز، نیسان- رنو و هیوندایی مجموعاً 8.9 میلیون دستگاه (یا نیمی از کل) خودروهای برقی را در سال 2030 تولید خواهند کرد. این شرکت ها هم اینک به 30 درصد از آن هدف دست یافته‌اند. تسلا هدف بلند پروازانه تولید 20 میلیون خودرو (یعنی 21 درصد از سهم کل تولید در آن سال) را دنبال می‌کند. بر اساس برآوردها، تا سال 2050 میزان تولید خوردوهای برقی فولکس واگن از تسلا پیشی می‌ گیرد و در سال 2030 شرکت های فولکس واگن و تسلا به ترتیب به تولید 3 و 1.5 میلیون دستگاه دست خواهند یافت. حتی تعداد تولیدات نیسان- رنو و هیوندایی نیز از تسلا جلو خواهد افتاد. در آینده، عدم حضور جنرال موتورز در اروپا و کسب مقام پنجم در تولید این نوع از خودروها برای آن شرکت رقم خواهد خورد. در نمودار زیر میزان فروش خودروهای برقی طی سال های 2018- 2030 بر حسب دو شاخص: برآوردهای وود مکنزی از سازندگان خودروهای برقی (WM)- و اهداف ذیربط آنها (Target)- ارائه شده است. 

بخشی از این رشد فروش خودروهای برقی (باتری) ناشی از کاهش هزینه های ساخت است. از آنجایی که باتری نقش زیادی در قیمت خودروهای برقی دارد، تنزل مستمر بهای آنها بسیار کارساز است. طبق تحقیقاتی که انجام گرفته، پیش بینی می شود که بهای باتری های جدید بین سال های ۲۰۲۰ تا ۲۰۳۰ به میزان ۵۸ درصد کاهش یافته و به ۵۸ دلار به ازای هر کیلووات ساعت برسد. در نمودارهای زیر، پایین‌تر رفتن قیمت انواع خودروهای برقی از احتراق داخلی طی سال های 2025 الی 2027 نشان داده شده است.

شرکت جیلی بزرگترین شرکت خودروسازی خصوصی چین، خودروهای سواری ولوو را در سال 2015 از شرکت فورد خریداری کرد و اینک  9.7 درصد از سهام دایملر را هم دراختیار دارد. سواری های ولوو طبق استانداردهای آمریکایی از بهترین خودروهای لوکس جهان و جلوتر از لکسوس و اینفینیتی قرار دارند. جیلی با خرید شرکت تاکسی لندن در سال 2013 و تبدیل نام به (LEVC) و تغییر خط تولید آن به خودروهای برقی در سال 2017 ، با انگلیس در زمینه‌ تولید خودروهای سواری برقی مشارکت تحقیقاتی دارد. جیلی در کشور چین نیز خودروهای سنگین برقی تولید می‌کند و در نظر دارد که آن را به لحاظ فنی و اقتصادی توسعه دهد. این شرکت که دارای تعدادی برندهای مختلف خودرو برقی است، در سال قبل یک برند دیگر به ارزش 2.8 میلیارد دلار را راه اندازی کرده است و در نظر دارد با مشارکت فاکسکان (Foxconn) و از طریق شرکت استارت آپی فارادی فیوچر (Farady Future) نسبت به تولید خودروهای برقی با فناوری بالا اقدام کند.

در سال 2019 با وجود ظرفیت تولید 2 میلیون دستگاه خودرو در سال، فقط 1.3 میلیون دستگاه فروخته است. مدیر این شرکت از اینکه برندهای تسلا و نیو (Nio) به ترتیب 800 و 90 میلیون دلار در بازار ارزیابی شده و جیلی فقط 44 میلیون دلار، نگران است. نیو یک شرکت استارت آپ چینی چند ملیتی است که در زمینه‌ طراحی و تولید حودروهای برقی فعالیت می‌کند. سهامداران این شرکت که در سال 2014 تأسیس شده، تعدادی از شرکت های غول‌آسای چینی هستند و در همان سال اول، خودرو اسپورت خود را به بازار عرضه کرد. کالیفرنیا اجازه‌ آزمایش میدانی برای برنامه خودرو نیمه خودران جیلی را داده است. در سال 2019 به مشخصات خودرانی نظیر حرکت در داخل خطوط، کنترل تطبیق پذیر سرعت منتخب راننده، اخطار خروج از خط، ترمز خودکار اضطراری، ورود به یا خروج از خط و کنترل سقف سرعت از آن جمله است. قرار است برای برنامه خودرانی در سطوح سه و 4چهار متعاقباً وارد عمل شود.

از طرف دیگر حرکت به سوی وسایل نقلیه‌ برقی و هیبریدی در کشورهای پیشرو نظیر چین، اروپا و آمریکا رو به فزونی است. در کشور آلمان سهم وسایل نقلیه برقی (هیبریدی، هیبریدی شارژ از پریز و کاملاً برقی) از 3 درصد در سال 2016 به نزدیک 25 درصد در سال 2020 رسیده است. چنین رشد تصاعدی در سایه‌ یارانه های دولتی اتفاق افتاده است. ولی با توجه به رشد شگفت انگیز تقاضا، به زودی به این گونه کمکها نیازی نخواهد بود. شرکت فولکس واگن در زمینه‌ ساخت مدل های جدید خودروهای برقی بسیار فعال است. این شرکت در نظر دارد که برای طبقه‌ی اجتماعی متوسط جامعه تا سال 2025، خودرو برقی (ID Life) را با برد باتری 400 کیلومتر و به قیمت 20 هزار یورو عرضه کند.

از طرف دیگر فولکس واگن اعلام کرده که با ساخت یک خودرو برقی به نام ترینیتی (Trinity) و عرضه‌ی آن در سال 2026 تمامی استاندارهای خودروسازی در زمینه های برد باتری، سرعت شارژ و سطح خودرانی را پشت سر می‌گذارد. در این رابطه قرار است که مدت زمان شارژ باتری ها را به  سرعت پر کردن باک بنزین تقلیل دهد. برای افزایش بازدهی باتری ها در نظر است که ضعف فعلی وزن زیاد خودروها از طریق مواد نوین سبک و مستحکم (در برابر ضربه‌ی سبک) و مقاوم (در برابر شرایط محیطی) بر طرف شود. ضمن اینکه قرار است که با دو سطح متفاوت خودرانی، این شرکت رهبری مربوطه را به دست آورد. در سطح 4 خودرانی، خودرو بدون دخالت راننده می‌تواند در هر شرایط و موقعیتی حرکت کند (هر چند که هنوز مقررات مربوطه وضع نشده است). برای ورود به بازارهای آمریکا و چین با هدف دستیابی به 50 درصد از بازار فروش، در این خودرو حداکثر فناوری های دیجیتالی و نرم افزاری به کار گرفته خواهد شد.   

شرکت جنرال موتورز که در رابطه با اولین خودرو برقی خود یک میلیارد دلار صرف کرده بود، در نظر دارد که 1.2 میلیارد دلار دیگر برای خودرو شورولت برقی جدید سرمایه‌گذاری کند. خودرو ساز نیسان نیز 5.6 میلیارد دلار در این زمینه سرمایه‌گذاری کرده است. شرکت فورد پس از موفقیت خودرو ماستنگ برقی، برنامه‌ای تدوین کرده تا مبلغ 29 میلیارد دلار دیگر در صنعت خودرو برقی سرمایه‌ گذاری کند. لیموزین فورد ماستنگ ماک E با برد باتری 500 کیلومتر نیز در نمایشگاه امسال مونیخ به معرض نمایش گذارده شده است. بلومبرگ پیش بینی می‌کند که تا سال 2022 حدود 500 مدل خودرو برقی به بازارهای جهان عرضه شوند. مرسدس بنز 2  نمونه خودرو لوکس برقی 333 اسب بخاری با قابلیت انتقال قدرت به چهار چرخ و باتری هایی با برد 700 کیلومتر را به نمایش گذاشته است.

شرکت ب. ام. و. نیز خورو برقی مفهومی تمام بازیافتی به نام (Circular) را در نمایشگاه مونیخ عرضه کرده است. امسال ب. ام. و. با خودرو مفهومی‌ ای ویژن که برخی از قطعات آن دارای قابلیت بازیافت بوده و با پرینتر سه بعدی ساخته شده‌اند را عرضه کرد. از دیگر خودروهای مدرن شرکت رنو،  مگان برقی با قدرت 400 اسب بخار و بدنه‌‌ای بدیع و ترکیبی از هاچ‌بک و کراس‌اوور است. شرکت پورشه خودرو مفهومی برقی خود را با ویژگی های فرمول E شامل 1000 اسب بخار، شتاب صفر تا 100 ظرف 2.5 ثانیه، سرعت 300 کیلومتر در ساعت به نام (Mission R)  طراحی و در این نمایشگاه عرضه نموده است.  

  کاهش هزینه های ساخت و نگهداری خودرو برقی از روش های دیگری هم به دست می‌آید. مثلاً شرکت تسلا در نظر دارد که سلول های باتری ها در خودرو را به گونه‌ای جاسازی کند که دیگر به پوشش باتری ها نیازی نباشد و با به کارگیری این فناوری از هزینه های ساخت و وزن خودرو بکاهد. در واقع تنزل مستمر هزینه های باتری سبب ارزانتر شدن قیمت تمام شده ی خودرو و همچنین تنزل هزینه های نگهداری و بهره برداری خودروهای برقی نسبت به مشابه سوخت فسیلی می شود.  

در آخرین خبر آمده که گروهی از کشورها، شهرها و شرکتهای خودروسازی بزرگ جهان در حاشیه نشست کوپ 26 (COP26) گلاسکو، متعهد شده‌ اند تا سال 2040 به استفاده از خوروهای فسیلی خاتمه دهند. شهرهایی چون لندن، نیویورک، سئول و بارسلون و شرکت های بزرگ خوروساز مانند فورد، مرسدس و ولوو به این پیمان پیوستند. اما کشورهای بزرگ چین، آمریکا، هند و آلمان و شرکت های خودروساز معتبر ب.ام.و. ، تویوتا، و فولکس واگن ضمن خودداری از امضای آن قول دادند که برای دستیابی به این هدف تلاش خواهند کرد.

چهار شرکت بزرگ سازنده موتورسیکلت جهان یعنی هوندا، یاماها، KTM اتریش و بیاجیولی ایتالیا برای استاندارد سازی باتری ها، جهت ایجاد قابلیت جابجایی آنها بین برندهای مختلف موتورسیکلت ونحوه‌ی شارژ آنها، کنسرسیومی را تشکیل داده‌اند.

اسکوترهای برقی مدرن شامل 2 ضربه گیر جلو و عقب، نشاندهنده، چراغ ها و صفحه نمایش از نوع ال. ای. دی. قابل فعال شدن با اپلیکیشن تلفن همراه، دارای سه حالت حرکت اقتصادی، شهری و ورزشی هستند.

(این نوشتار ادامه دارد)

* مشاور انجمن صنفی شرکت‌های حمل و نقل ریلی و خدمات وابسته