السيارات الكهربائية و مستقبلها

الدكتور إبراهيم الحريري

“لن نتوقف حتى تصبح كل سيارة على الطريق كهربائية”  آلان موسك –شريك ومؤسس تسلا

تاريخ السيارات؟

لا حياة بدون سيارات و بقيت علم للكثيرين حول العالم, على الرغم من ابتكارها من قبل  كارل بنز عام 1886 وصولاً لآلان موسك عام 2020 و تسلا الكهربائية بالكامل و مروراً بالأخوين تشارلز و فرانك عام 1893 و اول مبيعات للسيارات التجارية ,تم تطور كبير من حيث الإنتاج و طرقه و تسويقه حتى أصبحت صناعة السيارات جزءًا حساسًا في الاقتصاد العالمي، و 572 سيارة من بنز عام 1899 و حوالي 70 الف سيارة عام 1903 لتتجاوز 80 مليون سيارة عالميا ًبحلول2019 و تجاوز عدد السيارات الكهربائية اربع ملايين سيارة 2022 نصفها تقريبا بالصين , و تصنع هذه الشركات العابرة للحدود المركبات الخفيفة و الثقيلة و الرياضية و الدراجات النارية و الكهربائية.

تتفرد دول بعينها بتأسيس و قيادة هذه الصناعة العالمية من خلال المقرات الرئيسية لهذه الشركات بكل من المملكة المتحدة والصين واليابان وألمانيا والولايات المتحدة الأمريكية وكوريا الجنوبية وإيطاليا و فرنسا.

تم انخفاض الإنتاج العالمي عام 2020 بسبب جائحة كورونا بنسبة 15% ليصل الإنتاج العالمي حوالي 78 مليون سيارة  و تحتل الصين المركز الأول بالإنتاج بـ  22مليون فيها 3.8 سيارات شحن , تم تتبعها اليابان حوالي 8 مليون ,و ثالثاً المانيا بحدود 5 مليون سيارة , و رابعاً الهند بحوالي 4 مليون سيارة , و خامساً كوريا الجنوبية بحدود 3.6 مليون سيارة ,و سادساً الولايات المتحدة بحوالي 2.5 مليون سيارة, سابعاً البرازيل بحدود 2.5 مليون سيارة, ثامناً اسبانيا بحدود 2.3 مليون سيارة, تاسعاً فرنسا بحدود 1.7 مليون سيارة, عاشراً روسيا بحدود 1.5 مليون سيارة, ثم التشيك بحدود 1.4 مليون سيارة , و أخيراً المكسيك بحدود 1.4 مليون سيارة.

و عالميا الآن 15 مجموعة لشركات السيارات و تستحوذ على 55 علامة تجارية حول العالم و تستحوذ على ما مجموعه 80 % من مبيعات السيارات بالعالم  حسب موقع (ycharts.com) .

بكثير من الدول أصبحت السيارات بشكل افتراضي كهربائية إلا ما ندر ، وذلك بسبب التشريعات والقوانين التي طبقتها الدول والحكومات، وخصوصاً المدن الكبيرة بمنعها دخول السيارات غير الكهربائية، وتحديد رسوم عالية لدخول السيارات غير الكهربائية لمراكز المدن، وإعفاء السيارات الكهربائية من هذه الرسوم وتوفير المواقف شبه المجانية للسيارات الكهربائية وقسائم لدعم وشراء السيارات الكهربائية , وتوفير مراكز شحن بكل الأماكن، وخصوصاً داخل المدن وعلى الطرق السريعة.

وقد صدر قانون بالمملكة المتحدة عام 2020 بأنه يحظر شراء أي سيارات غير كهربائية بشكل كامل بحلول عام 2035, وبالمشروع الأوروبي (Battery 2030+) ومدته 10سنوات بقيمة 700 مليون يورو, يمكن أن تستحوذ أوروبا على سوق للبطاريات الذي يصل إلى 250 مليار يورو سنوياً بدءاً من عام 2025 فصاعداً.

ولا تزال مسيرة السيارات الكهربائية بأولها ، وهي من أهم مظاهر الثورة الصناعية الرابعة، وأهم تحديات هذه السيارات، والذي قادته شركة تسلا الأمريكية بقيادة آلان موسك، وتبعها الصانعون الألمان عمالقة السيارات ,بسيارات ليست هجينة، بل كهربائية بالكامل مثل بورش ومرسيدس وبي إم دبليو وأودي وفوكسفاكن وفولفو السويدية التي أعلنت أنها لن تنتج سيارات بمحركات تقليدية ابتداء من عام 2020 .

 أما اليابانيون وشركاتهم تويوتا التي ابتكرت المحركات الهجينة وسياراتها ، وساهمت بتأسيس تسلا ،ولكنها انسحبت منها. ونيسان وميتسوبيشي وهوندا , وكيا وهونداي الكوريتان كذلك، وتركيا.

ما هي أنواع السيارات الكهربائية؟

والسيارات الكهربائية الموجودة بالأسواق الآن خمس أنواع:

  •  الهجينة (Hybrid) لا تحتاج لشحن بمحرك تقليدي.
  •  الكهربائية بمحرك هيدروجيني.
  •  الكهربائية شحن يدوي .
  •  الهجينة والكهربائية معاً.
  •  كهربائية شحن عن بعد.

وهذه الأخيرة أصبحت متوافرة بشواحن لاسلكية تثبت بالبيوت تحاكي شريحة الشحن الموجودة بالسيارة , ولكن التحدي الآن الذي تسعى له الحكومات والبلديات بتحويل هذه التقنية للاستخدام العام بالشوارع، أي أنك أثناء استخدام الطريق تقوم السيارة بشكل آلي بالشحن ، وبتوفُّر هذه الميزة وبطاريات الغرافين خفيفة الوزن وسريعة التوصيل سيصبح وزن السيارة قليل جداً؛ مما يخفض استهلاك الطاقة، ويجعل السيارات الكهربائية ذات جدوى عالية داخل المدن المزدحمة ،وتقدِّم ثورة بعالم السيارات والنقل.

المركبات الكهربائية ذاتية القيادة والمشحونة لاسلكياً (Wireless & Self-Driving Electric Vehicles):

السيارة ذاتية القيادة هي سيارة قادرة على الحركة مع إدخال قليل أو معدومة من مشغل بشري.

تستخدم السيارات ذاتية القيادة مجموعة من أجهزة الرادار وأجهزة الاستشعار والكاميرات لتحديد نطاق بيئتها وفهمها، والسفر باستخدام الذكاء الاصطناعي (AI) .

تُعرف السيارات ذاتية القيادة أيضاً باسم السيارات الآلية أو السيارات المستقلة أو السيارات بدون سائق، ولكنْ هناك فرق بالتسميات:

  • السيارات ذاتية القيادة (Self-driving car): لديها نظام الطيار الآلي الذي يمكنه القيام ببعض أو كل العمل الذي ينطوي عليه تشغيل السيارة دون تحكم بشري. ومع ذلك، لا يزال بإمكان السائق البشري التحكم في أي وقت.
  • السيارات بدون سائق (driverless car): أكثر تقدماً، وليس لديها أي شخص وراء عجلة القيادة. في بعض الحالات، ليس لديهم حتى عجلة. تخيل سيارة أجرة قادمة لاصطحابك دون أن يجلس أي شخص فيها ، هذا بدون سائق.
  • السيارات المستقلة (autonomous cars): هي جزء من حلم بعيد المنال. ستكون السيارة المستقلة قادرة على التصرف بشكل مستقل: اختيار الطرق والوجهات، واتخاذ القرارات بنفسها مثل المسارات التي يجب استخدامها، ومتى يتم تجاوزها.

وتعتمد سيارات ذاتية القيادة على ثلاثة أمور لتحقيق القيادة وهي:

مجسات: أصبح التنقل في السيارات ذاتية القيادة ممكناً بفضل مجموعة من الرادار والكاميرا، ورصد النقاط العمياء، والتحذير من التصادم الأمامي والموجات فوق الصوتية.

الاتصال بالمحيط: لذلك تستخدم السيارات ذاتية القيادة الحوسبة السحابية وبيانات الخرائط والمرور والطقس وظروف السطح والسيارات المجاورة, و بلا شك التوسع بشبكات اتصالات الجيل الخامس(5G) قد ساهم كثيراً, حيث يوفر اتصالات أسرع و أكثر أمان، وسرعة انترنت فائقة بسرعة تصل 100 ضعف عن سابقتها, لتصل الى 20غيغابايت، وسرعة الاستجابة بأقل من ميلي ثانية, ما يسهل التحكم في السيارات الكهربائية.

البرمجيات: تتم معالجة هذه المعلومات باستخدام خوارزميات التحكم والبرامج. بمجرد أن تقوم السيارة ذاتية القيادة بتحليل هذه البيانات، فإنها ستقرر مسار العمل.

قال المصنّعون: إن السيارات التي لا يتوافر سائق لها تجارياً قد تكون متاحة ابتداءً من عام 2025، على الرغم من عدم وجود جدول زمني محدد حتى الآن.

 ومن ناحية الأمان فإن العديد من حوادث السيارات ناتجة عن خطأ بشري، ولأن السيارات ذاتية القيادة لا تستطيع القيادة أو الكتابة عند القيادة أو تشتيت الانتباه أو تشغيل أضواء حمراء، فإن لديها القدرة على أن تكون أكثر أماناً من السائقين البشريين.

السيارات الكهربائية و التلوث:

لقد شجعت اتفاقيات المناخ و الاستدامة نمو وانتشار السيارات الكهربائية و لكن ظهرت مشكلة جديدة بأن انتاج الكهرباء بكثير من الدول لا يزال يعتمد بشكل أساسي على الوقود الاحفوري مما يزيد الطين بلة و خصوصا بالصين و التي تعتمد على الفحم الحجري بشكل أساسي لتوليد الكهرباء مما يزيد من الانبعاثات و تلويث البيئة .

و لمعالجة هذه المشكلة شجعت الدول الطاقة النظيفة لتوليد الكهرباء وذلك بإنشاء محطات لتوليد الطاقة النظيفة التي لا زالت أكثر سعراً من محطات التوليد الاحفوري و التي تؤدي لزيادة التلوث ,كما أن كثير من الدول شجعت المحركات الهيدروجينية للسيارات التي تولد الكهرباء للسيارة بالسيارة وتستخدم الهيدروجين السائل و تطرح الماء.

هذا و يقدر سعر الكيلو وات الساعي بالدول بالدولار الأمريكي لعام 2020 حسب موقع (https://www.statista.com/):ألمانيا 0.37,الدنمارك 0.34,بلجيكا 0.32,أيرلندا 0.3,جامايكا 0.29,البرتغال 0.27,ايطاليا 0.26.00,اليابان 0.26,المملكة المتحدة 0.26.0000,رواندا 0.25,قبرص 0.24,إسبانيا 0.23,أستراليا 0.23,فرنسا 0.22,كينيا 0.22,نيوزيلندا 0.21,بولندا 0.19.2007,تشيلي ,.19.40,إسرائيل 0.18.2007,سنغافورة 0.17.1,جنوب أفريقيا 0.15,الولايات المتحدة 0.15,البرازيل 0.14.0,اندونيسيا 0.1,الصين 0.09.0,تركيا 0.08,المكسيك 0.08,الإمارات العربية المتحدة 0.08.0000,الهند ,0.08,روسيا 0.06,نيجيريا 0.06,المملكة العربية السعودية 0.05.0,قطر 0.03,إثيوبيا 0.01,إيران 0.01.مصر.0.01.

هل السيارة الكهربائية الخيار الأفضل؟

وعندما نتحدث عن السيارات الكهربائية نتحدث عن فترة الشحن والمسافة المقطوعة بالشحن الكامل وهو التحدي الأكبر والمنافسة به حامية الوطيس, وأفضل السيارات الآن 2020 تشحن بوقت يصل لـ30 دقيقة ، والبطارية ممكن أن تقطع 600 كم و باختبارات شركة تسلا 2022 ممكن الوصول لمسافة 1100 كم دون شحن بالبطارية المعدلة من اللثيوم و خليط مع معادن أخرى, و عند الحديث عن البطاريات لا ننسى أن نشير إلى بطاريات الغرافين التي بدأت تخط طريقها بين بطاريات الشحن الكهربائية العالمية.

يتوقع أن تطرح شركة “لايت ير” الهولندية للسيارات الكهربائية عام 2024سيارة لا تحتاج للشحن الا مرة بالشهر و هي قيد الاختبارات النهائية و هي تعتمد على الشحن من خلايا شمسية عالية الفعالية مدمجة بهيكلها.

ان انتشار محطات الشحن هي من أهم العوامل الأساسية لانتشار السيارات الكهربائية , وبعام 2022 حسب موقع “ستاتيسكا” فان محطات الشحن الكهربائية تجاوزت المليون محطة شحن, منها ثمانمائة ألف محطة بالصين و حوالي مائة الف محطة بالولايات المتحدة و أكثر من 27 ألف محطة بالمملكة المتحدة.

للإجابة على سؤال الخيار و الاختيار يجب ان نسأل متى ستستخدم السيارة ولماذا و أين و كم من الوقت؟

  • اذا كنت تعيش بمدن مزدحمة فالسيارة الكهربائية هي الخيار الأفضل على شرط توفر محطات الشحن أو الشحن المنزلي.
  • اذا كنت لا تعيش بدول أو بمدن يتوفر فيها محطات الشحن فإن السيارات الكهربائية الخيار الأسواء.
  • اذا كنت تعيش بدول سعر الكهرباء و الشحن مرتفع فالسيارة الكهربائية ليست الخيار الأفضل.
  • اذا كنت لا تتنقل كثيرا بالسيارة فالسيارة الكهربائية الخيار الأفضل.
  • اذا كانت الحكومة تفرض رسوم على التلوث فالسيارة الكهربائية هي الأفضل.
  • اذا كنت تملك الكثير من النقود السيارة الكهربائية هي الأفضل.
  • اذا كنت لا تحب تعطل السيارات فالسيارة الكهربائية هي الأفضل.

في النهاية،المستقبل سيكون للسيارات الكهربائية على حساب السيارات التقليدية بغض النظر عن طريقة توليد الكهرباء و خصوصا خلال العشرة سنوات القادمة , و لن تبقى مخصص لكبار القوم فقط, إذ تتمتع السيارات الكهربائية بقوة تسارع رياضية، وقد قلصت القطع الأساسية للسيارات من آلاف إلى مئات بتحول المحركات التقليدية إلى أربعة محركات كهربائية ، عبارة عن الإطارات المسيرة للمركبة ,وتحولت إلى مملكة إلكترونية وعصرية بتصاميمها العصرية وسرعاتها الرياضية ، وعبقريتها المتجددة، وممكن أن تكون المركبة بدون سائق آمنة بشكل لا يصدق، ولكن هناك الكثير من العمل الذي يتعين القيام به لاختبار السيارات بدون سائق على برامجها وخوارزمياتها لضمان قوة أنظمتها بما يكفي للتعامل مع الفروق الدقيقة في القيادة في العالم الحقيقي.

العدد 127 / نيسان 2022