الطريق إلى مستقبل السيارات الكهربائية لا يزال به عدد قليل من الحفر. إليك كيفية إصلاحها

E-التنقلطاقة متجددة

المشاركة تعنى الاهتمام

17 أبريل، 2022

على الرغم من جهود صانعي السياسات ، لا تزال العديد من القضايا تعرقل اعتماد المركبات الكهربائية على نطاق واسع. إليك دليل لهذه التحديات - وكيف يمكننا حلها.

 

By

مدير أول للاستراتيجيات ، Envision Digital ، Envision Group ، Envision Group


 

  • في جميع أنحاء العالم ، تقود الحكومات التحول بعيدًا عن السيارات التي تعمل بالطاقة الأحفورية إلى السيارات الكهربائية.
  • لكن العديد من القضايا لا تزال تشكل عقبات أمام تبني المركبات الكهربائية على نطاق واسع.
  • إليك دليل لهذه التحديات - وكيف يمكننا حلها.

 

في أواخر عام 2021 ، أعلنت ألمانيا أن مبيعات السيارات الجديدة التي تعمل بمحركات الاحتراق الداخلي (ICE) ستنتهي في عام 2030. ولم تفاجئ هذه الخطوة الصناعة ، على الرغم من أن الدولة لديها أحد أكبر أساطيل ICE المستخدمة في العالم و كونها موطنًا فخورًا للعلامات التجارية التقليدية مثل مرسيدس بنز وأودي وبورش. مع تعهد أكثر من 40 دولة بالتخلص التدريجي من مركبات ICE قبل عام 2050 ، انضمت ألمانيا ببساطة إلى السباق الدولي لخفض الانبعاثات وكهرباء النقل.

 

على الصعيد العالمي ، نمت مبيعات السيارات الكهربائية (EV) بنسبة 80٪ في عام 2021 ، وأعلنت شركات مثل Toyota و Volkswagen عن استثمار 170 مليار دولار في الكهربة. إلى جانب القضاء على انبعاثات العادم ومعالجة جزء من 23٪ من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون العالمية التي يساهم بها قطاع النقل ، توفر المركبات الكهربائية أيضًا مرونة أساسية للشبكة بينما ننتقل إلى حصة أكبر من إمدادات الطاقة المتجددة (RE). ومع ذلك ، على الرغم من هذه الدفعة العالمية ، شكلت المركبات الكهربائية 2٪ فقط من مبيعات السيارات العالمية في عام 7.2. ولا يزال الطريق طويلاً أمام الثورة الكهربائية.

 

تحديات أمام اعتماد المركبات الكهربائية على نطاق واسع

 

لطالما كانت التكلفة الرأسمالية عاملاً رئيسياً في قرار شراء المركبات الكهربائية ، حيث يعتقد 63٪ من المستهلكين أن السيارة الكهربائية تتجاوز ميزانيتهم. ومع ذلك ، مع انخفاض تكلفة البطاريات وتحقيق التكافؤ في التكلفة بين المركبات الكهربائية ومركبات ICE بحلول عام 2026 ، يتحول التركيز نحو التحدي المتمثل في توسيع نطاق البنية التحتية اللازمة وتوريد المواد الخام لتمكين الاعتماد الشامل للمركبات الكهربائية. فيما يلي أربعة من المشكلات التي نواجهها:

 

1. البنية التحتية للشحن غير كافية

 

مقارنة بمحطات الوقود التقليدية ، يصعب العثور على محطات الشحن ، وعادة ما تكون محدودة بسبب تكاليف الاستثمار وتطوير البنية التحتية الصعبة. تكلفة التركيب - من 2,500 دولار لشاحن أبطأ إلى 35,800 دولار لشاحن سريع - بالإضافة إلى رسوم متنوعة ، مثل التصاريح واللوائح ، جعلت محطات الشحن استثمارًا مكلفًا. علاوة على ذلك ، فإن تمكين الأشخاص من الشحن في الأماكن التي يوقفون فيها سياراتهم عادةً ، في المنزل أو في العمل ، له تحدياته الخاصة ، مثل التعامل مع المباني متعددة المستأجرين ، وإدارة اتصال الشبكة ، وتوافر فتحات الشحن. ينتج عن هذا شبكة أصغر من محطات الشحن الوظيفية وقد منع المستهلكين من التبديل إلى المركبات الكهربائية.

 

2. خطر الحمل الزائد للشبكة

 

تتعرض شبكات الطاقة بالفعل للتوتر لأننا نتعامل مع حصة أكبر من الطاقة المتجددة وتحدي المزيد من إمدادات الطاقة المتقطعة. تضيف زيادة اعتماد المركبات الكهربائية المزيد من الحمل على الكهرباء ، مما قد يتطلب استثمارات جديدة في البنية التحتية للشبكة لتلبية هذا الطلب المتزايد. يُعد التنبؤ بوقت ومكان الحاجة إلى هذه الطاقة تحديًا إضافيًا تواجهه المرافق ومولدات الطاقة أثناء كفاحهم لفهم سوق السيارات الكهربائية المتنامي بسرعة. ومع ذلك ، هناك خطر أقل من زيادة الحمل على الشبكة إذا تم شحن المركبات الكهربائية خلال ساعات الذروة - أي في وقت متأخر من الليل أو في الصباح الباكر.

 

الطريق إلى مستقبل السيارات الكهربائية لا يزال به عدد قليل من الحفر. إليك كيفية إصلاحها

 

3. ملف شبكة عالية الكربون

 

شبكات الكهرباء الرمادية ، مع اعتمادها الكبير على الوقود الأحفوري ، تقلل من فعالية المركبات الكهربائية كطريقة للشركات والمستهلكين لخفض انبعاثاتهم. لذلك ، من الأهمية بمكان إزالة الكربون من الشبكة قدر الإمكان لإقناع المشترين بأن تحولهم إلى EV أمر مفيد ويقلل من انبعاثات الكربون.

 

4. المعادن المحدودة الحرجة والمعادن الأرضية النادرة

 

تستخدم المركبات الكهربائية حوالي ستة أضعاف المدخلات المعدنية من مركبات ICE. ستصاحب توقعات وكالة الطاقة الدولية البالغة 70 مليون مركبة كهربائية على الطريق بحلول عام 2040 زيادة بمقدار 30 ضعفًا في الطلب على المعادن. لا يوجد نقص في هذه الموارد تحت الأرض ، ولكن هناك قلق بشأن ما إذا كان سيتم استخراجها بشكل مستدام ، بما يتماشى مع إدارة المسؤولية الاجتماعية ، وفي الوقت المناسب لتلبية الطلب. من المتوقع أن يكون هناك نقص في النيكل وتحديات في زيادة إنتاج الليثيوم. قد يتسبب نقص الإمدادات أيضًا في قيام الشركات المصنعة باستخدام مدخلات معدنية منخفضة الجودة ، مما يؤثر سلبًا على أداء البطارية.

 

يمكن للتقدم في التكنولوجيا أن يساعد في التخفيف من هذه التحديات

 

ستلعب التكنولوجيا دورًا مهمًا في تمكين البنية التحتية للشحن والشبكة والحفاظ على إمدادات ثابتة من المعادن الهامة لدعم اعتماد المركبات الكهربائية على نطاق واسع بتكلفة معقولة.

 

1. شحن ذكي ومرن

 

عادة ما تكون السيارات عاطلة عن العمل 95٪ من الوقت. تستخدم تقنية الشحن الذكية والمرنة الطاقة غير المستخدمة من بطاريات السيارات لتوفير إمدادات كهرباء إضافية للشبكة خلال أوقات ذروة الطلب أو ، في بعض الحالات ، توقف بذكاء أو تقلل طاقة الشحن. على العكس من ذلك ، فهي تمكن المستهلكين من إعادة الشحن خلال ساعات الذروة ، بثلث سعر الشحن في ساعة الذروة أو أقل ، وبالتالي تقليل ازدحام الشبكة خلال ساعات الذروة والتكلفة بالنسبة للمستهلكين. من خلال السماح لمالكي المركبات الكهربائية بجدولة الشحن بناءً على قيود الطاقة والسعر والأولوية ، وإعادة بيع الطاقة غير المستخدمة إلى الشبكة ، يمكن لنظام الشحن توقع فترات الذروة المفاجئة في الطلب على الكهرباء بشكل أفضل. كما تمكّن التكنولوجيا الشبكة من زيادة السعة وخدمة الطلب المتزايد من السيارات الكهربائية بتكلفة أقل للمستهلكين وتقليل إجهاد نظام الشبكة وتجنب ارتفاع أسعار الطاقة.

 

2. إدارة ذكية للطاقة من أجل إدارة فعالة لأحمال المركبات الكهربائية

 

تنظم أنظمة إدارة الطاقة أصول التوليد (مثل منشآت الطاقة الشمسية أو طاقة الرياح) والأصول المطلوبة (مثل شواحن المركبات الكهربائية وأنظمة التدفئة والتبريد والإضاءة) لنظام الطاقة على منصة رقمية متكاملة. يتيح ذلك المراقبة في الوقت الفعلي لصحة الأصول وأدائها عبر اتصال إنترنت الأشياء (IoT) والخوارزميات التي تعتمد على الذكاء الاصطناعي ، والتي بدورها تزيد من استهلاك الطاقة المتجددة ، وبالتالي تقلل التكاليف التشغيلية واستثمارات النظام. كما أنه يسمح بالتعزيز المشترك للمركبات الكهربائية والتخزين الثابت مع الأصول الأخرى المتصلة بالشبكة ، مما يوفر خدمات استقرار إضافية للشبكة متوافقة مع موارد الطاقة المتجددة المحلية ، لموازنة الحمل وضمان إمداد ثابت للطاقة وأسعار سوق مستقرة.

 

3. مراقبة البطارية والتحليلات وإعادة التدوير

 

تتيح مراقبة البطارية وتحليلاتها التي تدعم AIoT للمركبات الكهربائية والتخزين الثابت الصيانة التنبؤية وتحسين الاستخدام الذي يمكن أن يطيل عمر البطارية ، مما يساعد على تقليل الحاجة إلى بطاريات جديدة وضغط سلسلة التوريد. علاوة على ذلك ، يمكن أن تدعم البيانات قرارات أفضل بشأن وقت إعادة استخدام البطاريات أو إعادة تدويرها وتحديد الخلايا الفردية التالفة (مقابل إلغاء حزمة البطارية بالكامل) وبالتالي تبسيط وتحسين إعادة تدوير بطاريات الليثيوم أيون.

 

الطريق الى الامام

 

مع استمرار الانتقال إلى المركبات الكهربائية بشكل جيد ، مدعومًا بالمخاوف البيئية المتزايدة والتشريعات الحكومية والحوافز المالية ، فإن التحديات التي يطرحها هذا التحول تزداد فقط. لحسن الحظ ، جنبًا إلى جنب مع حلول الأجهزة والتصنيع وسلسلة التوريد الأخرى ، تمكننا التكنولوجيا المدعومة بالذكاء الاصطناعي AIoT من التغلب على العديد من التحديات. تعمل تقنية الشحن الذكية على تحسين البنية التحتية للشحن وتجربة العملاء. تعمل الإدارة الذكية للطاقة على تحسين إدارة المركبات الكهربائية والأحمال الثابتة ، مما يقلل من مخاطر الحمل الزائد للشبكة ، ويتيح زيادة استهلاك الطاقة المتجددة. تعمل مراقبة البطارية والتحليلات وإعادة التدوير على التخفيف من نقص العرض الذي يواجهه الطلب المتزايد على معادن البطاريات اللازمة من خلال إطالة العمر الافتراضي وإعادة الاستخدام.

 

مع الدافع العالمي لتقليل الانبعاثات ، إلى جانب التقنيات التي تسرع كهربة النقل ، ستتبع المزيد من الدول ألمانيا ودول أخرى في حظر مبيعات سيارات محركات الاحتراق. مع العلم أنه يمكن فرض الحظر في وقت مبكر من عام 2030 ، فإن السؤال الذي يبقى هو: هل الشركات والمناطق والمدن جاهزة للتحول إلى المركبات الكهربائية في هذا العقد؟

 

تم نشر هذه المقالة في الأصل من قبل المنتدى الاقتصادي العالمي ، في 31 يناير 2021 ، وتم إعادة نشرها وفقًا لـ Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International Public License. يمكنك قراءة المقال الأصلي هنا. الآراء المعبر عنها في هذا المقال هي آراء المؤلف وحده وليست من WorldRef.


 

استكشف خدمات WorldRef لتتعلم كيف نجعل عمليات عملك العالمية أسهل وأكثر اقتصادا!

محطة طاقة الرياح | حلول الطاقة المائيةمراجعة الطاقة | الطاقة الحرارية والتوليد المشترك | أنظمة الكهربائية | خدمات للبائعين  |  المصادر الصناعية المجانية   |  حلول الصناعية  |  التعدين ومعالجة المعادن  |  أنظمة مناولة المواد  |  التحكم في تلوث الهواء  |  معالجة المياه والصرف الصحي  |  النفط والغاز والبتروكيماويات  |  السكر والإيثانول الحيوي  |  الطاقة الشمسية  |  حلول طاقة الرياح