إطلاق العنان للتنقل: دور البنية التحتية للشحن في ثورة السيارات الكهربائية

أدت المخاوف العالمية المتزايدة المتعلقة بالتدهور البيئي والاحتباس الحراري إلى تعزيز انتشار المركبات الكهربائية (EVs) كخيار صديق للبيئة. يتطلب التطور السريع في استخدام المركبات الكهربائية تطوير تصميمات شحن بيولوجية، حيث أن المركبات الكهربائية لديها نطاق قيادة محدود يعتمد على ظروف مختلفة. يثير الموقف المرتجل لمحطات شحن المركبات الكهربائية قضايا فنية ومالية مختلفة ضمن تنظيم التوزيع. القضايا المتخصصة المختلفة هي حقن التوافقيات، وضعف جودة التحكم، وتنوعات الجهد الكبيرة، والاستقرار، وتدهور الموثوقية، وما إلى ذلك. يعد التخطيط وإدارة الطاقة في محطات الشحن قضايا معقدة حيث يبذل الباحثون وصناع السياسات الكثير من الجهد.

في عام 2020، كان هناك ما يقرب من 10 ملايين سيارة كهربائية في شوارع العالم بعد عقد من التطور السريع. تعد المركبات الكهربائية لا تقدر بثمن من حيث التلوث الطبيعي والضوضاء. على أي حال، لديهم أيضًا بعض الجوانب السلبية المتعلقة بشكل أساسي بالنطاق ووقت الشحن والحاجة إلى البنية التحتية. وبالتالي، يجب أن تركز البحث والتطوير، بالإضافة إلى الترتيب، على تحسين ابتكار البطاريات وتطوير إطار الشحن لضمان التحرك الفعال نحو التنقل الإلكتروني. وصل شواحن الوصول الحر إلى 1.3 مليون وحدة عالميًا في عام 2020، منها 30٪ كانت شواحن سريعة. بحلول عام 2030، يُقدر أنه سيكون هناك 14 إلى 20 مليون شاحن عام معتدل (يقابل سعة مُدخلة تبلغ 100 إلى 150 جيجاوات) و 2.3 إلى 4 ملايين شاحن عام سريع (205 إلى 360 جيجاوات).

اكتشف رؤى: احصل على تقرير بحثي نموذجي حول سوق البنية التحتية للشحن العام:-https://univdatos.com/get-a-free-sample-form-php/?product_id=39276

سيناريو مبيعات المركبات الكهربائية العالمية، حسب النوع، 2019-21

الاتجاهات في البنية التحتية للشحن

بينما يتم تلبية معظم طلب الشحن في الوقت الحالي عن طريق الشحن المحلي، فإن الشواحن المتاحة مجانًا مطلوبة بشكل متزايد لترتيب توفير نفس مستوى الراحة والتوافر كما هو الحال في إعادة تزويد المركبات التقليدية بالوقود. في المناطق الحضرية الكثيفة، على وجه التحديد، حيث يكون الوصول إلى الشحن المحلي أكثر محدودية، يمكن للبنية التحتية للشحن العام أن تكون عاملاً أساسيًا لاعتماد المركبات الكهربائية. في نهاية عام 2022، كان هناك 2.7 مليون نقطة شحن مفتوحة حول العالم، تم تركيب أكثر من 900000 منها في عام 2022، بزيادة تقارب 55٪ عن مخزون 2021، وما شابه معدل التطور قبل الجائحة البالغ 50٪ بين عامي 2015 و 2019.

الشواحن البطيئة:عالميًا، تم تركيب أكثر من 600000 نقطة شحن بطيئة عامة في عام 2022، 360000 منها كانت في الصين، مما أدى إلى جلب مخزون الشواحن البطيئة داخل الدولة إلى أكثر من مليون. في نهاية عام 2022، كانت الصين منزلًا لأكثر من نصف المخزون العالمي للشواحن البطيئة العامة.

تحتل أوروبا المركز الثاني، مع 460000 شاحن بطيء إضافي في عام 2022، بزيادة 50٪ عن العام الماضي. تتصدر هولندا في أوروبا بـ 117000، تليها حوالي 74000 في فرنسا و 64000 في ألمانيا. توسع مخزون الشواحن البطيئة داخل الولايات المتحدة مجتمعة بنسبة 9٪ في عام 2022، وهو المعدل الأقل نموًا بين الأسواق الرئيسية. في كوريا، تضاعف مخزون الشحن البطيء على أساس سنوي، ليصل إلى 184000 نقطة شحن.

الشواحن العامة البطيئة المتاحة، 2015-2021 (بآلاف)

الشواحن السريعة:تمكن الشواحن السريعة المتاحة للجمهور، وخاصة تلك الموجودة على طول الطرق السريعة، من القيام بمشاريع أطول ويمكنها معالجة ضيق النطاق، وهي حدود لاعتماد المركبات الكهربائية. مثل الشواحن البطيئة، توفر الشواحن السريعة العامة أيضًا ترتيبات شحن للمستهلكين الذين ليس لديهم وصول قوي إلى الشحن الخاص، وبالتالي تمكين اعتماد المركبات الكهربائية عبر مساحات أوسع من السكان. زاد عدد الشواحن السريعة بمقدار 330000 عالميًا في عام 2022، على الرغم من أن الجزء الأكبر (ما يقرب من 90٪) من التطور جاء مرة أخرى من الصين. يعوض ترتيب الشحن السريع عن الحاجة إلى الوصول إلى شواحن منزلية في المدن المزدحمة بالسكان ويدعم أهداف الصين لنشر المركبات الكهربائية بسرعة. تمثل الصين ما مجموعه 760000 شاحن سريع، لكن أكثر من 70٪ من كامل مخزون أكوام الشحن السريع العامة يقع في عشر مقاطعات فقط.

مع صعود عدد المركبات الكهربائية قيد الاستخدام، تتطور أنظمة الشحن بسرعات مميزة

الشواحن العامة السريعة المتاحة، 2015-2021 (بآلاف)

في عام 2021، تضاعفت المبيعات عدة مرات لتصل أسطول السيارات الكهربائية الإجمالي إلى ما يقرب من 16.5 مليون، أي ثلاثة أضعاف بالنسبة إلى المخزون في عام 2018. في غضون ذلك، تضاعف عدد نقاط الشحن المتاحة للجمهور ثلاث مرات ليصل إلى ما يقرب من 1.8 مليون. لا يمكن الحفاظ على الزخم الحالي في مبيعات المركبات الكهربائية إلا إذا كان لدى حصص أكبر من السكان إمكانية الوصول إلى البنية التحتية للشحن المريحة وبأسعار معقولة، والشواحن الخاصة والمتاحة مجانًا في المنازل وأماكن العمل، من بين أهداف أخرى. يجب على الحكومات أن تواصل تشجيع الاستثمار وتحديد حدود لطرح البنية التحتية للشحن.

مع زيادة عدد المركبات الكهربائية في الشارع، يمكن لنسبة السيارة الكهربائية لكل شاحن أن تقدم مساعدة في تقييم مدى ملاءمة ترتيب الشحن. تعتبر طاقة الشاحن (كيلووات [kW]) لكل مركبة كهربائية مقياسًا أساسيًا، حيث يمكن للشواحن السريعة أن تخدم عددًا أفضل من المركبات الكهربائية مقارنة بالشواحن البطيئة. يعتمد العدد المعقول للشاحن لكل مركبة كهربائية على عدد من المتغيرات، بما في ذلك: مخزون الإسكان، ومتوسط المسافة المقطوعة والكثافة السكانية. يحتاج عملاء PHEV إلى شحن عام أقل من BEVs. وبالتالي، ليس من غير المهم تحديد مقياس إمكانية الوصول المعقول.

تعزز استراتيجيات التطوير المختلفة مثل الشراكات وعمليات الاستحواذ والتعاون وإطلاق المنتجات الجديدة مع أحدث الميزات المبتكرة نمو السوق وتوفر فرص نمو مربحة للاعبين في السوق. على سبيل المثال،

· في ديسمبر 2021، وقع الرئيس الأمريكي جو بايدن على قانون البنية التحتية البالغ تريليون دولار والذي سيصرح بمحطات الشحن. يحدد هذا القانون أيضًا ترتيبات حوالي 5 مليارات دولار أمريكي من الأموال التي تركز على تعزيز شبكة الشحن الوطنية.

· في ديسمبر 2021، دخلت Here Technologies في تعاون مع Digital Charging Solutions GmbH (DCS). من خلال هذا التعاون، ستعمل DCS على تحسين تجربة محطات الشحن، وتعزيز المصادقة على عمليات الشحن، وستعمل على تسهيل تجربة الحجز من خلال توفير خدمات الدفع والفواتير.

· في يناير 2022، كشفت AmpUp عن AmpUp Fleet Manager. هذا هو حل أسطول شحن المركبات الكهربائية الجديد للشركة والذي تم تصميمه لخدمة أساطيل صغيرة إلى كبيرة الحجم.

زيادة الضرائب على الوقود في جميع أنحاء العالم:يمكن للضرائب على الوقود أن تخلق فائضًا ماليًا يمكن استخدامه لتقديم الإعانات والحوافز لاعتماد المركبات الكهربائية ونشر البنية التحتية للشحن. يمكن للحكومات أن تقدم منحًا أو ائتمانات ضريبية للأفراد أو الشركات أو المنظمات التي تقوم بتركيب وتشغيل محطات شحن عامة. علاوة على ذلك، يمكن أن تكون الضرائب مصحوبة بلوائح وتفويضات تتطلب تخصيص نسبة معينة من عائدات ضريبة الوقود للبنية التحتية للشحن. يمكن أن يضمن ذلك استثمار جزء من الأموال التي يتم جمعها من الوقود التقليدي مباشرة في دعم البنية التحتية لشحن المركبات الكهربائية.

الضرائب على الوقود (بالنسبة المئوية)، حسب البلد، 2023

التحديات

عدد نقاط الشحن

تختلف توقعات عدد مراكز شحن المركبات الكهربائية المطلوبة في عام 2030 لتلبية طلب التحويل إلى الطاقة الكهربائية بشكل كبير. الشيء الوحيد الذي يتفق عليه المتخصصون هو أنه في معظم الدول، فإن المعدل الذي يتم به تقديم نقاط الشحن منخفض للغاية لتلبية الطلب المستقبلي.

وفقًا لـ McKinsey، بحلول عام 2030، سيتعين على الاتحاد الأوروبي (27) أن يتوسع من 340000 محطة شحن الحالية إلى 3.4 مليون شاحن عام مقدر مطلوب لتلبية رغبات أسطول المركبات الكهربائية المستقبلي. في المتوسط، سيتعين تقديم 6000 نقطة شحن عامة في الأسبوع داخل الاتحاد الأوروبي ككل من عام 2021 إلى عام 2030. وهذا يعني أن هناك الكثير من الأرض التي يجب إنشاؤها.

أنواع نقاط الشحن

في حين أن النصيب الأسدي الذي لا نهاية له من سائقي المركبات الكهربائية يقومون بمعظم عمليات الشحن في المنزل بين عشية وضحاها، إلا أن مراكز الشحن العامة (السريعة) مطلوبة لتمكين مشاريع المسافات الطويلة ودعم أولئك الذين ليس لديهم فرصة للشحن بالقرب من المنزل.

هذا يتطلب مجموعة واسعة من شواحن التيار المستمر السريعة. على عكس الشحن بالتيار المتردد، يتجاوز الشحن السريع بالتيار المستمر جميع قيود الشاحن المدمج والتغيير المطلوب، مما يمنح طاقة التيار المستمر مباشرة إلى البطارية. يعد الشحن السريع بالتيار المستمر أمرًا ضروريًا للأميال العالية / القيادة لمسافات طويلة والأساطيل الكبيرة. يسمح للسائقين بتنشيط السيارة وسط رحلتهم على عكس التوقف بين عشية وضحاها، أو لعدة ساعات، للحصول على شحن كامل. علاوة على ذلك، سيتعين على محطات الشحن توفير شحن ذكي وكافٍ وقدرة من السيارة إلى الشبكة.

نقص المواد الأساسية

تعتبر تصنيع رقائق الكمبيوتر وبطاريات المركبات الكهربائية بالفعل مشكلة من المتوقع أن تستمر لسنوات عديدة أخرى. منعت الأزمات العالمية الأخيرة قدرة تصنيع الرقائق والبطاريات. ونتيجة للاضطرابات داخل سلسلة التوريد، توسعت تكلفة المواد الأساسية بأكثر من 20 بالمائة. من المتوقع أن تؤدي الاضطرابات الجيوسياسية المستمرة وقيود العمل إلى منع إمدادات المواد على المدى الطويل.

تحليل السوق

وفقًا لـ UnivDatos Market Insights، تحتل أوروبا ثاني أكبر حصة عالميًا. أحد المتغيرات الرئيسية هو دفع الاتحاد الأوروبي (EU) نحو تقليل انبعاثات غازات الدفيئة واجتماعات أهداف تغيير المناخ. ونتيجة لذلك، قامت العديد من الدول الأوروبية بتنفيذ نُهج لتحفيز استخدام المركبات الكهربائية، مثل فترات الراحة الضريبية والإعانات ومحطات الشحن المجانية. على سبيل المثال، في النرويج، تُستبعد السيارات الكهربائية من الرسوم الساحقة المفروضة على مركبات البنزين والديزل، مما يجعلها أكثر معقولية من السيارات التقليدية. بالإضافة إلى ذلك، فإن التبني المتزايد لبطاريات المركبات الكهربائية في أوروبا هو الزيادة في أساس الشحن. في وقت لاحق من السنوات الطويلة، توسع عدد محطات الشحن في جميع أنحاء أوروبا بشكل كبير، مما يجعل الأمر أبسط لمالكي المركبات الكهربائية لتنشيط مركباتهم. على سبيل المثال، تمتلك هولندا أحد أكثر أنظمة الشحن كثافة في العالم، مع توفر أكثر من 60000 نقطة شحن.

علاوة على ذلك، يشير التقرير أيضًا إلى أن إمكانية الوصول إلى محطات شحن المركبات الكهربائية العامة أمر بالغ الأهمية في شراء المركبات الكهربائية في جميع أنحاء العالم.بسبب العدد المتزايد لعملاء المركبات الكهربائية، تواصل منطقة آسيا والمحيط الهادئ تقديم محطات شحن عامة بوتيرة سريعة، وخاصة في الصين والهند وكوريا الجنوبية. تنفذ هذه الدول ترتيبات تشجع استخدام المركبات الكهربائية من خلال توفير الإعانات وخفض الضرائب. كما أنها تعزز نمو مصنعي المركبات الكهربائية والصناعات ذات الصلة من خلال توفير المنح أو سن سياسات تفضيلية للشركات المتعلقة بالمركبات الكهربائية للسماح لها بالتوسع بسرعة أكبر. من المتوقع أن تؤدي الزيادة التي لا هوادة لها في التنمية المالية والتحضر وطلب السفر وزيادة الاستثمارات في التنقل الكهربائي للمساهمة في قدرة الطاقة ودعم البيئة إلى تغذية تطور قطاع محطات الشحن العامة.

الخاتمة

في الختام، يتطلب التطور السريع في استخدام المركبات الكهربائية تطوير تصميمات شحن بيولوجية، حيث أن المركبات الكهربائية لديها نطاق قيادة محدود يعتمد على ظروف مختلفة. يثير الموقف المرتجل لمحطات شحن المركبات الكهربائية قضايا فنية ومالية مختلفة ضمن تنظيم التوزيع. مع زيادة عدد المركبات الكهربائية في الشارع، يمكن لنسبة السيارة الكهربائية لكل شاحن أن تقدم مساعدة في تقييم مدى ملاءمة ترتيب الشحن. تعزز استراتيجيات التطوير المختلفة مثل الشراكات وعمليات الاستحواذ والتعاون وإطلاق المنتجات الجديدة مع أحدث الميزات المبتكرة نمو السوق وتوفر فرص نمو مربحة للاعبين في السوق. نظرًا للعدد المتزايد لعملاء المركبات الكهربائية، تواصل منطقة آسيا والمحيط الهادئ تقديم محطات شحن عامة بوتيرة سريعة، وخاصة في الصين والهند وكوريا الجنوبية. كما أنها تعزز نمو مصنعي المركبات الكهربائية والصناعات ذات الصلة من خلال توفير المنح أو سن سياسات تفضيلية للشركات المتعلقة بالمركبات الكهربائية للسماح لها بالتوسع بسرعة أكبر.