السيارات الكهربائية – مستقبل وسائل النقل

تعملُ السيارات الكهربائية بمحرك كهربائي على عكس السيارات التقليدية التي تعتمد على محركات الاحتراق الداخلي، فالسياراتُ الكهربائية لا تحتاج إلى الوقود ولا للديزل، وإنما تستهلكُ الطاقة الكهربائية المخزنة في بطارية ليثيوم أيون قابلةٍ للشحن.

تتألف البطارية من عددٍ كبيرٍ من المكثفات التي تُرسل الطاقة الكهربائية إلى محرك يحولُ التيار الكهربائي إلى طاقة حركية، ويتألف هذا المحرك من جزئين رئيسيين، المكون الثابت والمكون المتحرك، عندما تصل الكهرباء للمكون الثابت، تولدُ حقلًا مغناطيسيًا ينتج الطاقة الميكانيكية الضرورية لحركة إطارات السيارة، ويمكن التحكم بسرعة السيارة بتغيير مدى تواتر تزويد المحرك بالطاقة، وقد تشحن السيارات الكهربائية في المنزل أو في محطات التزويد بالوقود أو في المواقف العامة، وذلك عن طريق سلكٍ يتم وصله بمأخذٍ للتيار الكهربائي.

السيارات الكهربائية ساكنة ولا تبعثُ غاز ثاني أوكسيد الكربون، وتَقتصدُ الطاقة، ولا تحتاجُ لصيانةٍ بقدرِ السيارات التي تعمل بالوقود، إلا أن بطاريات الليثيوم أيون مسؤولة بشكلٍ غير مباشر عن التلوث، لأن مصدر الكهرباء غالبًا هو محطات تعمل على الفحم أو على الطاقة النووية، كما يؤثرُ استخراج الليثيوم بشكلٍ كبير على البيئة وعلى المجتمعات المحلية وبخاصةٍ من خلال تلويث المياه، ويتطلبُ شحن البطاريات وقتًا طويلًا من دون أن ننسى أن كلفة إنتاجها باهظة، كما ويتعيينُ تحسين البنى التحتية الخاصة بإعادةَ تدويرها، إن ثمن البطارية يشكل نحو 50 بالمئة من تكلفة السيارة الكهربائية.

تاريخ السيارات الكهربائية

في الواقع، سوف نعود إلى سنين بعيدة في الماضي أكثر مما قد تتصور، على الأرجحِ أنك ستفاجئ عندما تعلم أن السيارات الكهربائية ليست من اختراعات القرن الحادي والعشرين، فالمحركات التي تعمل بالكهرباء ظهرت تقريبًا في نفس الوقت التي ظهرت فيهِ المحركات التي تعمل بالوقود الأحفوري مثل الغاز والديزل.

منذُ حوالي قرنين من الزمان وفي عام 1828، ابتكر مهندسٌ مدنيٌ يدعى (أَنيوس جَيدليك) النموذج الأولي للمحرك الكهربائي، واستخدمهُ لتشغيلِ نموذج سيارةٍ صغيرة، ولم يكن الوحيد الذي اهتم بهذا النوع من التقنية، ففي عام 1834، قام حدادٌ يدعى (توماس دافينبورت) بابتكار جهازٍ مشابه يمكن قيادتهُ لمسافات قصيرة باستخدام مسارٍ كهربائي، وفي هولندا، قام البروفيسور الجامعي (سيبراندوس ستراتين) بتصميم سيارةٍ كهربائية صغيرة تعملُ ببطاريات غير قابلةٍ لإعادة الشحن، وفي عام 1859، اخترع الفيزيائي الفرنسي (غاستون بلانتي) بطارية الرصاص الحمضية التي غيرت مسار استخدام المحرك الكهربائي للأفضل.

بدأت عدة دول في إنتاج سيارات كهربائية بثلاث عجلات، ومن ثمَّ أحدثت أمريكا طفرة هائلة في هذا المجال، ففي عام 1891، تم صنع أول سيارة كهربائية في أمريكا وكانت عربة تتسع إلى ستة ركاب، ويمكنها السير بسرعة 23 كم في الساعة، وقد كانت تعتبر تلك السرعة شيء كبير في ذلك الوقت، وفي أواخر تسعينيات القرن التاسع عشر، ملأت سيارات الأجرة التي تعمل بالكهرباء شوارع لندن.

في ذلك الوقت كان لدى للسيارات الكهربائية مزايا عديدة تفوق المحركات التي تعمل بالبخار والوقود، فهي لم تكن تهتز، ولم تنبعث منها رائحة البنزين المحترق، والأهم من ذلك، لم تتطلب جهدًا كبيرًا للبدءِ في تشغيلها.

بحلول بداية القرن العشرين، ما يقربُ من ثلث السيارات في أمريكا كانت تعمل بالكهرباء، ولكن لم يستمر ذلك لوقت طويل، ففي أواخر عشرينات القرن الماضي، تحسنت البنية التحتية بشكلٍ كبير، واحتاجت المركبات إلى الذهاب لمسافات أطول بكفاءة أكثر، لذلك، تصدرت السيارات التي تعمل بالوقود الأحفوري لأنها تمكنت من القيام بهذه المهمة، فالسرعة القصوى التي كان يمكن للسيارات الكهربائية الوصول إليها كانت 24 – 32 كيلومترًا في الساعة، وهذا يعادل سرعة الدراجة تقريبًا.

إن المحركات التي عَملت بالكهرباء في ذلك الوقت لم تتمكن من السير سوى لمسافة 50 – 80 كيلومترًا في المرة الواحدة، مما يعني أنها احتاجت إلى شحنها بالكهرباء كل بضع ساعات، وكانت الأمور على وشك أن تأخذ منعطفًا إلى الأسوأ مع تحسن البنية التحتية، ففي ذلك الوقت، تم اختراع بادئ الحركة الكهربائي وبدأت السيارات التي تعمل على البنزين في استخدامه إلى جانب كواتم الصوت، مما جعل ضجيجها أقل، وتلقت السيارات الكهربائية ضربةً قاضية في عام 1910 عندما بدأ هنري فورد بإنتاج المركبات التي تعمل على الوقود بكميات كبيرة، مما جعلها رخيصة للغاية مقارنةً بالسيارات الكهربائية التي كلفت الكثير، بعد ذلك أدركت الشركات عدم وجود مكان للسيارات الكهربائية في السوق، لذلك توقفت عن إنتاجها بشكلٍ كامل.

أفضل خمس سيارات كهربائية

قد لاحظنا في الأعوام العشرة الأخيرة الانتشار الهائل للسيارات الكهربائية، وخاصةً مع ظهور طرازات عملية أثبتت قدراتها كبديلٍ جيد عن السيارات التقليدية التي تعمل على الوقود:

سيارة تسلا موديل S

جاءت سيارة تسلا موديل S بنسخة تقطعُ مسافةً تزيدُ على 603 كيلومترات في الشحن الواحد، حيثُ أصدرت شركةُ السيارات الكهربائية الأمريكية تحديثًا جديدًا على أسطولها من السيارات في شهر أبريل، ازداد مدى المسافة المقطوعة إلى هذا الرقم القياسي، إلا أن السيارةُ تعتبر الخيار الأمثل اليوم لمن يبحثُ عن سيارةٍ فاخرة تتسع لخمسة ركاب وتتمتع بأرقام أدائية منافسة، وسرعةٍ عالية ومواصفات متطورة، وهو ما جعلها اليوم واحدة من أكثر السيارات الكهربائية مبيعًا، مبيعاتها تجاوزت 260 ألف سيارة.

سيارة تسلا موديل 3

جاءت موديل 3 الشقيقة الصغرى لسيارة تسلا موديل S في المركز الثاني، حيثُ تقطعُ النسخةُ طويلة المدى مسافة 560 كيلومتر في الشحنةِ الكهربائية الواحدة، وبسعر 35 ألف دولار للنسخة القياسية، تعتبر موديل 3 سيارة تسلا الأرخص، ولكن المدى في هذه النسخة القياسية لا يتجاوز 354 كيلومتر، أما للحصول على هذا المدى القياسيّ، فسوف يكلفك الأمر    15 ألف دولارًا إضافيًا، ليبلغ السعر الإجمالي قرابة 50 ألف دولار، ومن الداخل تتمتع موديل 3 بشاشةٍ أفقية ٍبدلًا من الشاشة العمودية التي اشتهرت بها سيارات موديل S وموديل X، كما أنها تحتوي على شاشة إضافية خلفَ المقود للعدادات، ولكن هذه الشاشة من قياس 15 بوصة كافية لتكون مصدر المعلومات الوحيد في السيارة، ويمكن استخدامها للتحكم بكامل وظائف السيارة المختلفة، ابتداءً من نظام الملاحة وحتى ماسحات الزجاج.

سيارة تسلا موديل X

سيارة تسلا موديل X ذاتِ الأبواب المجنحة، يمكنها قطع مسافة 507 كيلومترات في الشحنة الكهربائية الواحدة، وفقًا لتقديرات WLTP، وعلى الرغم من حجمها الكبير الذي يتسع لسبعة ركاب، إلا أن موديل X تتمتعُ بمواصفاتٍ أدائية شبيهةً إلى حدٍ بعيد بسيارة موديل S، وقد سجلت السيارةُ اسمها بموسوعة غينيس للأرقام القياسية، عندما نجحت في جر طائرة بوينج بوزن 130 ألف كيلوجرام لمسافة تزيدُ على 300 متر.

سيارة جاجور I- pace

بمسافة تصل إلى 470 كيلو متر في الشحنة الكهربائية الواحدة، تحتلُ سيارة جاجور I- pace المركز الرابع على القائمة، وتعتبر السيارة الكهربائية الأولى في أسطولِ جاكوار من السيارات الإنتاجية، وهي كذلك ثاني سيارة كهربائية في العالم من فئة سيوڤي بعد تسلا موديل X، فقد حظيت هذه السيارة بقبولٍ واسعٍ جدًا بين الجماهير والنقاد، وحازت السيارةُ على العديد من الجوائز العالمية في عامها الأول موزعتًا على مجالات التصميم والأداء والمُبتكرات التكنولوجية وحتى الاعتبارات البيئية وسلامة الركاب، وهو ما جعلها واحدةً من أكثر السيارات حصولًا على الجوائز في العصر الحديث إلم تكن الأكثر على الإطلاق، برصيدٍ يزيدُ على 60 جائزةٍ عالمية.

كيا اي ميرو

في المركز الخامس جاءت السيارةُ الكورية كيا اي ميرو، بمدى مسافة مقطوعة يصلُ إلى 453 كيلو متر في الشحنة الكهربائية الواحدة، وتعتبر هذه السيارة الكهربائية الثانية التي تنتجها شركةُ كيا وتطرحها للبيع في الأسواق العالمية بعد سيارة كيا إي سول الكهربائية، حيثُ ظهرت سيارة كيا نيرو في البداية كنسخةٍ هجينة عام 2016 وحققت منذُ ذلك الحين مبيعاتٍ قاربت ربع مليون سيارة، وفي عام 2018 ظهرت النسخةُ الكهربائية بالكامل من كيا نيرو والتي تتشاركُ بنفس البطارية والنظام الحركي مع سيارة هونداي كونا، وعلى الرغم من أن السيارة لا توفر الكثير من القدرة الحصانية مقارنةً بباقي السيارات على هذه القائمة، حيثُ لا تتجاوز قوتها 201 حصان، إلا أنها مازالت تتمتعُ بتلك الانطلاقة الفورية التي تميزُ السيارات الكهربائية.

خمسة عيوب في السيارات الكهربائية

أولًا: ندرة الليثيوم والعناصر الداخلة في صناعة البطارية، تحتاج السيارة الكهربائية إلى عناصر ثمينة لصنع البطاريات، وفي البداية كانت السيارات الهجينة تعتمد على بطاريات النيكل _ هيدريد فلز، وتحتاج صناعة هذه البطارية إلى معادن يتم الحصول عليها من مناجم بعيدة في أماكن نائية، اليوم تعتمد السيارات الكهربائية على بطاريات الليثيوم أيون، والتي تشتمل على عنصر الليثيوم غالي الثمن أيضًا، وتعد أستراليا أكبر مزود بمادة الليثيوم وتتبعها تشيلي ثمَّ الأرجنتين فالصين وزيمبابوي، وكما هو الحال مع النفط، فإن مادة الليثيوم موجودة بكميات محدودة في الطبيعة وهي غير متجددة كما ترتفع أسعارها باستمرار بسبب الطلب المرتفع من شركات السيارات، ومن أحد عيوب السيارات الكهربائية هي أن الليثيوم ليس المادة النادرة الوحيدة المستخدمة في صنعها فهنالك معادن الديسبورسيوم، و اللانثانيوم، و النيوجيميوم، و البراسيوديوم، أيضًا وبالإضافة إلى التكلفة فإن استخراج هذه المعادن يتم في المناجم بظروف عمل غير مراقبة كما ينبغي والطلب على هذه المواد يضر بالبيئة.

ثانيًا: إعادة تدوير البطاريات الحلقة الناقصة، أول سيارة بريوس ظهرت قبل قرابة 20 عامًا الآن وبالطبع فلا بد أنها قد غيرت بطارياتها خلال هذه الفترة، وإذا صدقت التوقعات بإنتشار السيارات الكهربائية واجتياحها العالم فسيكون لدينا الكثير من بطاريات الليثيوم أيون التالفة، إعادة تدويرها بحلول عام 2045، وكذلك بطاريات النيكل _ هيدريدفلز القديمة إلا أنه وحتى الآن لا يوجد سوق كبير لإعادة تدوير بطاريات الليثيوم، ويعد هذا من عيوب السيارات الكهربائية، وعلى الرغم من أن مصانع إعادة تدوير بطاريات الليثيوم مازالت غائبة على المستوى المطلوب عندما ينتهي عمر كل هذه السيارات الكهربائية ويتم، إتلافها، إلا أننا نعرف السبب وراء هذا وهو أن سوق السيارات الكهربائية مازال صغيرًا نسبيًا، وقد بدأت شركة (تويوتا) ببرنامج لتجميع بطارياتها القديمة، يتضمن إعادة تدوير البطاريات المستهلكة في سيارات بريوس، إلا أن هذه الجهود الفردية هنا وهناك مازالت بحاجة إلى المزيد من التطوير لجعل هذه السيارات صديقة للبيئة بالفعل.

ثالثًا: وداعًا لعمليات الإصلاح البسيطة، السيارات الكهربائية لن تتضمن أي عمليات إصلاح بسيطة، وباستثناء العجلات المثقوبة ربما أو استبدال أضواء المكابح على سبيل المثال إلا أن تصليح سيارتك بنفسك أصبح جزءًا من الماضي مع السيارات الكهربائية، وعلى الرغم من أن هذا يعني أن هذه المركبات ستكون أقل عرضة للأعطال من السيارات العادية، ولكن ماذا سيحدث لمالك السيارة الكهربائية إذا تعرض لعطل هام وتوقفت سيارته عن الحركة تمامًا وكانت مدة الكفالة قد انتهت، في السيارات العادية يمكنك إصلاح العطل في أي ورشة بسعر معقول، وفي المقابل فلا توجد ورشة مستقلة تعرف كيف تصلح المحركات الكهربائية، ومعظم الورشات لا تملك المعدات اللازمة لتصليح هذه السيارات، لذلك فبدلًا من إصلاح سيارتك في أي ورشة، سيتم إرسالك إلى الوكيل، والذي قد يطلب مبلغًا عاليًا لإصلاح السيارة.

رابعًا: لا مغامرات في المناطق النائية، على الرغم من أن البعض نجح في قيادة السيارات الكهربائية  من مكان لآخر فيما قد يعتبرونه مغامرة مثيرة، إلا أن واحدة من هذه المغامرات لم تكن في منطقة نائية، ولا تتوقع أن يحدث هذا في المستقبل القريب إن حدث أصلًا، لأن زيادة مدى المسافة المقطوعة في الشحنة الكهربائية الواحدة مازال بحاجة إلى الكثير من التطوير و لخوض المغامرات على الطريق الوعرة في أماكن نائية، وقطع مسافات واسعة وهو مالم يتحقق حتى الأن ويعتبر هذا من عيوب السيارات الكهربائية، بعبارة أخرى السيارات الكهربائية لا تستطيع أن تقضي تمامًا على السيارات التقليدية وخاصة في المناطق البعيدة عن المدن أو المناطق التي تعاني من أحوال جوية قاسية، وينطبق الأمر نفسه على السيارات التي تعمل على خلايا الهيدروجين والتي تتطلب نظامًا معقدًا للتزود بالوقود.

خامسًا: مصادر الكهرباء والهيدروجين ليست صديقة للبيئة، صحيح أن هذه السيارات لا تنتج أي غاز عادم ولكن الطاقة الكهربائية عادة ما تنتج من مصادر ضارة بالبيئة وغير متجددة وهذه أحد أبرز عيوب السيارات الكهربائية، وفيما تحاول الكثير من الحكومات الوصول إلى توفير طاقة من مصادر صديقة للبيئة إلا أن هذه العملية تسير ببطء شديد، إذا كنت تعيش في منزل مستقل، لا في شقة عادية في عمارة، يمكنك أن تركب الألواح الشمسية للحصول على الطاقة الكهربائية اللازمة لشحن سيارتك، ربما تظن أن سيارات الهيدروجين أفضل حالًا هذا الاعتقاد ليس دقيقًا، لأن إنتاج غاز الهيدروجين بكميات كبيرة يتضمن استخراجه من غاز الميثان و ينتج عن هذه العملية غاز ثاني أكسيد الكربون  أيضًا، ولكن هنالك حلول نظرية لمعالجة مشكلة كلا النوعين ولكن هذه الحلول تحتاج إلى حجم مبيعات كبير جدًا ليتم تطبيقها بالتعاون مع الحكومات والهيئات التابعة لها .

أسرع السيارات الكهربائية في العالم

بورش ميشن أي

من إنتاج شركة بورش وهي سيارةٌ كهربائية بمحركٍ كهربائي بقوة 600 حصان، قادرتًا على الوصول إلى سرعة 100 كيلومتر خلال 3.5 ثانية، ويمكنها السير دون إعادة الشحن حتى 500 كيلومتر، وشاحن بورش أَتيربو يسمح لك بشحن السيارة خلال 15 دقيقة، ووفقًا لرئيس الشركة فإن بورش ميشن هي رؤيةً مستقبلية في عالمٍ سريع التغير.

ريماك كونسيبت وان

سيارةٌ كهربائية ذاتُ دفعٍ كُليّ من إنتاج شركة ريماك الكرواتية، يمكنها التسارع حتى 100 كيلومتر خلال 2.8 ثانية، تصل إلى أقصى سرعة 305 كيلومتر في الساعة، والشحن الكامل للسيارة يكفيها حتى 600 كيلومتر، تتميزُ السيارة بناقلِ حركةٍ فريد وأربعة محركات بقوة 1008 حصان، وتباع السيارة بسعر 980 ألف دولار.

نيو أي بي 9

من إنتاج شركة نيكسيكيو والتي تخطط لبيع عشرِ نسخ منها بسعر مليون و480 ألف دولار، وهي مزودةٌ بمحركٍ كهربائيٍ جبار بقوة 1340 حصان، بسرعة 240 كيلومتر ويوفرُ ما يصل إلى واحد ميجاوات من الطاقةِ، كما أن السيارةِ تصل إلى سرعة 100 كيلو في

2.7 ثانية وأقصى سرعة تصل 313 كيلومتر في الساعة، ويمكن مقارنة تلك السيارة بطائرةِ F_22.

فارادي فيوتشر اف اف 91

شركة فارادي بالولايات المتحدة عرضة سيارتها الكهربائية الجديدة عام 2017، بمحرك 1050 حصان وبطارية تحتاج لشحن 45 دقيقة فقط، تمكنك السيارة من قطع مسافة 700 كيلومتر حتى تتطلب الشحن مرةً أخرى، ويمكنها التسارع حتى 100 كيلومتر في 2.4 ثانية، كما أن السيارة مجهزة بنظام القيادة الذاتية، ونظام التعرف على الاتجاهات.

هل السيارات الكهربائية صديقة للبيئة

عندما بدأ الترويج عن السيارات الكهربائية في التسعينات كانت كل حملة تسويقية تأكد بإن لا توجد سيارة صديقة للبيئة أكثر من السيارات الكهربائية، والسبب بأنها لا تنتج أي عوادم، ومن وقتها أصبحت الشركات الكبرى والحكومات العالمية تشجع الناس على شراء السيارات الكهربائية، وبدأت الحكومات بتمويل الشركات بمليارات الدولارات لتشجيع إنتاج وشراء السيارات الكهربائية، ولكن السؤال هو، هل هي فعلًا صديقة للبيئة وهل مع المحركات الكهربائية سوف يخرج النفط من المعادلة نهائيًا، للأسف الإجابة لا ولعدةِ أسباب، السبب الأول هو مصدر الكهرباء، في بعض المدن المتقدمة يتم توليد الكهرباء باستخدام الطاقة المائية أو الشمسية أو الرياح وفي هذه الحالة لا تنتج أي انبعاثات، لكن في أغلَبية مناطق العالم يتم توليد الكهرباء من خلال محطات تعمل على الغاز الطبيعي والفحم الحجري، وبالتالي السيارات الكهربائية تساهم، في زيادة الضرر على البيئة بشكل غير مباشر، وأكدت دراسة ألمانية أن على المدى الطويل سوف تتفوق السيارات الكهربائية على محركات الوقود في الإنتاج العام لانبعاثات الملوثة للبيئة.

أمّا السبب الثاني هو المواد المستخدمة لتصنيع البطاريات والأنظمة الكهربائية، هذه الأمور تتطلب الكثير من الأحيان استخدام معادن أرضية نادرة ويتسبب تعدين هذه المعادن بإنتاج مواد ملوثة بنسبة 99.8 بالمئة، وبالتالي حدوث أضرار بيئية جسيمة، وليس فقط عملية التعدين التي تسبب ضرر، وأيضًا عملية الحفر والتنقيب ومعالجة المعادن التي تستهلك كمية كبيرة من الوقود، وغير ذلك بأن يجب التخلص من مئات الآلاف البطاريات خلال بضع سنوات ليتم استبدالها ببطاريات حديثة، وسوف تكون إعادة تدوير البطاريات القديمة معقدة جدًا.

لا يوجد شك بأن السيارات الكهربائية عديمة الانبعاثات ولكنها رغم ذلك سوف تبقى الحل الأفضل لأنها لا تنتج أي انبعاثات مباشرة، وبالتالي سيكون التلوث بعيد عن المدن لأن محطات التوليد وغيرها من الملوثات تكون خارج المدن أو في أطرافها.