التفاعل المعقّد
كيف تُبنى شاحنة المستقبل الكهربائية؟
في الوقت الذي تتجه فيه صناعة السيارات بسرعة نحو التحوّل الكهربائي، لا تزال شاحنات النقل التجاري تسير بخطى أبطأ نحو هذا المستقبل. ومع ذلك، فإن شركات رائدة مثل Einride السويدية تعمل على تغيير هذا المشهد من خلال تطوير شاحنات كهربائية ذاتية القيادة تمهّد الطريق لعصر جديد من النقل المستدام.
رغم أن الشاحنات الثقيلة والخفيفة تمثل أقل من 10% من عدد المركبات على الطرق، إلا أنها مسؤولة عن نسبة كبيرة غير متناسبة من انبعاثات غازات الاحتباس الحراري عالميًا. ويرجع ذلك إلى اعتمادها الكبير على محركات الديزل، بالإضافة إلى المسافات الطويلة التي تقطعها سنويًا. لذلك، تُكثف الحكومات في أوروبا، والمملكة المتحدة، والولايات المتحدة، وعدد من الدول الآسيوية من ضغوطها لخفض الانبعاثات في هذا القطاع. بحلول عام 2030، يُتوقع أن تتوقف معظم دول الاتحاد الأوروبي عن بيع الشاحنات التي تعمل بالوقود الأحفوري، على أن تحذو دول أخرى مثل بريطانيا والولايات المتحدة حذوها بحلول عام 2035.
الوزن مقابل الحمولة: المعادلة المعقّدة
المركبات التجارية، سواء الخفيفة أو الثقيلة، مصمّمة لتحمّل أوزان كبيرة. وتزن مركبات النقل الثقيل أكثر من 3.5 أطنان بما يشمل وزن الشاحنة وحمولتها، وتأتي بأشكال متعددة مثل الشاحنات المفصلية، والناقلات، وحتى مركبات الطوارئ. لكن في الشاحنات الكهربائية، تمثل البطارية تحديًا جوهريًا. فهي تضيف وزنًا كبيرًا قد يقلل من سعة الحمولة المسموح بها. وبالتالي، لا بد من إيجاد توازن دقيق بين وزن المركبة وسعة بطاريتها من جهة، وقدرتها على حمل الشحنات من جهة أخرى. كما أن تصميم الهيكل بشكل ذكي يلعب دورًا بالغ الأهمية هنا، خاصة في حالات الشحن المبرد، الذي يتطلب طاقة إضافية للحفاظ على درجة حرارة الشحنة، مما يزيد من الضغط على استهلاك الطاقة والبطارية.
التكاليف
في الوقت الذي تتجه فيه شركات النقل التجاري نحو مستقبل كهربائي أكثر استدامة، تبرز التكاليف الأولية كأحد أبرز التحديات. غالبًا ما تكون كلفة اقتناء الشاحنات الكهربائية أعلى من نظيراتها العاملة بمحركات الاحتراق الداخلي، ويرجع ذلك بشكل رئيسي إلى تكلفة البطاريات أو خلايا الوقود الهيدروجينية. لكن الصورة الأكبر لا تكتمل دون النظر إلى التكلفة الإجمالية، والتي تشمل نفقات التشغيل، الصيانة، والدعم الحكومي. وفي هذا السياق، تشير تقديرات شركة رينو إلى أن متوسط تكلفة الكيلومتر الواحد للشاحنات الكهربائية المستخدمة في النقل داخل المدن الأوروبية سيكون أقل بنسبة 40% مقارنةً بشاحنات الديزل، مما يعزز الجدوى الاقتصادية على المدى البعيد. لذلك، يُعد تثقيف مشغلي الأساطيل حول هذه الفوائد وتخفيض التكاليف من خلال الإنتاج الواسع والتطورات التقنية أمرًا جوهريًا.
البنية التحتية
تُعد البنية التحتية للشحن حجر الزاوية في توسيع استخدام الشاحنات الكهربائية. فعلى الرغم من أن المركبات الكهربائية التي تعمل بالبطاريات أو الأنظمة الهجينة القابلة للشحن تمتلك بطاريات ذات سعة كبيرة، إلا أنها تتطلب محطات شحن سريع لتقليل زمن التوقف. وعلى الرغم من تجاوز عدد محطات الشحن العامة في أوروبا 550,000 محطة بحلول 2023، فإن عدد المحطات المخصصة للشاحنات الثقيلة والمتوسطة ما يزال محدودًا. إذ تتوقع رابطة مصنعي السيارات الأوروبية (ACEA) وجود 40,000 محطة بحلول عام 2025، بينما الحاجة الفعلية قد تصل إلى 270.000 محطة بحلول 2030. من هنا، تصبح الشراكة بين الحكومات، والشركات المصنعة، ومزودي البنية التحتية أمرًا بالغ الأهمية لتوسيع الشبكة، وضمان توفر الشحن، خاصةً على الطرق السريعة والمناطق اللوجستية الحيوية.
اللوائح التنظيمية
تلعب السياسات الحكومية دورًا رئيسيًا في دفع عجلة التحول. فالحوافز مثل الإعفاءات الضريبية والدعم المباشر تساهم في تسريع نجاح الأمر، في حين أن غياب التشريعات الواضحة قد يعرقل التقدّم. وهنا، تبرز الحاجة إلى أطر تنظيمية موحدة تدعم الابتكار وتحفّز على تقليل الانبعاثات مع الحفاظ على سلامة المركبات وجودة التصنيع.
أما على صعيد سلسلة التوريد، فإن الاعتماد على مكونات حساسة مثل البطاريات والمحركات وأجهزة الشحن يستلزم وجود شبكة توريد مستقرة وقادرة على مواجهة التحديات العالمية مثل نقص المواد الخام أو اضطرابات الإنتاج. ويجب على المصنعين أيضًا تطوير الكفاءات المحلية وتدريب الفنيين على صيانة الشاحنات الكهربائية، لتأمين الاستدامة التشغيلية على المدى البعيد.
سلسلة التوريد
يُشكّل الانتقال إلى الشاحنات الكهربائية نقلة نوعية تتطلب تحولًا جذريًا في سلسلة التصنيع والصيانة. فالشركات المصنّعة بحاجة إلى ضمان إمداد ثابت ومستقر من المكونات الأساسية مثل البطاريات، المحركات الكهربائية، وأنظمة الشحن. ويتطلب ذلك بناء شراكات استراتيجية مع الموردين، إلى جانب تطوير خطوط إنتاج متخصصة وتدريب الفنيين على أحدث تقنيات الصيانة الخاصة بالمركبات الكهربائية. غير أن الاضطرابات العالمية - سواءً كانت ناتجة عن أزمات سياسية أو نقص في المواد الخام - تمثل تهديدًا مستمرًا للاستقرار اللوجستي، ما يحتم على المصنعين اتخاذ خطوات استباقية لتأمين شبكات توريد مرنة وموثوقة.
حلول مبتكرة لزيادة مدى الشاحنات الكهربائية
أحد أكبر التحديات التقنية التي تواجه شاحنات النقل الكهربائي هو محدودية مدى القيادة. إلا أن التطورات التكنولوجية الحديثة تفتح آفاقًا واعدة لحل هذه المعضلة من خلال تحسين كفاءة الطاقة وتوسيع البنية التحتية وتعزيز موثوقية سلسلة الإمداد. يمكن الاستفادة من التطورات التكنولوجية المختلفة لزيادة مدى شاحنات الجيل التالي. ستؤدي زيادة سعة البطارية إلى أقصى حد وزيادة كفاءة مجموعة نقل الحركة إلى تحسين استهلاك الطاقة بشكل كبير - وكذلك زيادة كثافة الطاقة من خلال استخدام بطاريات الحالة الصلبة. وسيتيح المزيد من التطوير للابتكارات في البطاريات الأصغر حجماً، مثل بطارية CeraCharge القابلة لإعادة الشحن الحالة الصلبة SMD من شركة TDK، إصداراً عالي الأداء على نطاق أوسع.
تُتيح البطاريات عالية الجهد، مثل أنظمة 800 فولت، إمكانية الشحن بسرعة أكبر، ما يلبي متطلبات التنقل الكهربائي عالي الأداء. وفي مثل هذه الفولتية المرتفعة، تصبح الحاجة ملحة لاستخدام أجهزة كربيد السيليكون (SiC) المتقدمة، مثل الترانزستورات NXH80B120MNQ0 SiC MOSFETs من onsemi، والتي تُعد بديلاً فعالاً لأجهزة السيليكون التقليدية، إذ تسهم في تقليل خسائر التحويل وتحسين كفاءة التعامل مع جهود الانهيار العالية. كما تُعد خلايا الوقود الهيدروجينية خيارًا واعدًا لزيادة مدى المركبة الكهربائية. وبالإضافة إلى ذلك، يبرز اعتماد تقنية تبديل البطاريات كحل عملي وسريع يعوض عن فترات الشحن التقليدي، ما يقلل من وقت التوقف ويعزز الكفاءة التشغيلية.
مثال: الشاحنات ذاتية القيادة
من أبرز النماذج المبتكرة في السوق تأتي شركة Einride السويدية، التي طوّرت شاحنات كهربائية ذاتية القيادة بالكامل. وتتميز هذه الشاحنات بقدرتها على القيادة لمسافات طويلة دون تدخل بشري، مع إمكانية التحكّم عن بُعد في المناطق المعقدة مثل مراكز التوزيع أو المدن المزدحمة. هذا النموذج يقلل من التكلفة التشغيلية ويعزز الاستدامة، حيث أظهرت تجارب استخدامه منذ عام 2019 خفضًا في انبعاثات غازات الاحتباس الحراري بنسبة تصل إلى 95% مقارنة بشاحنات الديزل التقليدية.
الخاتمة
يمثل الانتقال إلى الشاحنات الكهربائية نقطة تحول جوهرية في مسار الاستدامة والتقنيات النظيفة داخل قطاع النقل التجاري. ورغم أن خبرات صناعة السيارات الكهربائية توفر أساسًا قويًا، إلا أن خصوصية احتياجات المركبات التجارية تتطلب رؤى جديدة وحلولًا مخصصة. ويظل النجاح مرهونًا بقدرة الجهات الفاعلة في القطاع - من مصنعين وموردين إلى صانعي السياسات - على التعاون وتنسيق الجهود لتجاوز التحديات وقيادة التغيير نحو مستقبل أكثر كفاءة ونقاء.
