بنية تحتية معطلة تهدد "ثورة السيارات الكهربائية"

مع وجود خطط لوضع ما لا يقل عن 30 سيارة تعمل بالبطاريات في الإنتاج بحلول منتصف العقد ، يعلم صانعو السيارات أن العملاء المحتملين سيحتاجون إلى أن يكونوا واثقين من أنه يمكنهم العثور على أماكن للتوصيل بها - خاصةً إذا كانوا يعيشون في شقة أو منزل حيث لا يمكنهم ذلك قم بتثبيت شاحن خاص.

في وقت سابق من هذا الشهر ، أعلنت شركة جنرال موتورز عن خطط لتركيب 40,000 ألف جهاز شحن عام في جميع أنحاء الولايات المتحدة ، والعديد منها في المجتمعات الريفية حيث تظل هذه الأجهزة قليلة ومتباعدة. و GM ليست وحدها. تعمل Ford و Volkswagen و Tesla وعدد من صانعي السيارات الآخرين على توسيع شبكة الشحن العامة - التي يبلغ مجموعها حاليًا حوالي 57,000 مقبس فقط - كما فعلت شركات الشحن الناشئة مثل EVgo و Electrify America و ChargePoint.

ارتفعت مبيعات السيارات الكهربائية من 1٪ من سوق السيارات الجديدة في الولايات المتحدة في أواخر عام 2019 إلى ما يقرب من 7٪ في الأشهر الأخيرة. ويمكن أن يصل ذلك إلى 20٪ بحلول منتصف العقد ، وفقًا لدراسة كار وورز الصادرة عن بنك أوف أمريكا ريسيرش خلال الصيف. ولكن في حين أن إنشاء شبكة يسهل الوصول إليها من أجهزة الشحن سيكون أمرًا بالغ الأهمية لدعم "ثورة السيارات الكهربائية" ، يتعين على المرء أن ينظر إلى أبعد من المنبع ويطرح سؤالًا أكثر أهمية ولكنه أساسي: هل البنية التحتية الكهربائية في البلاد جاهزة للتعامل مع ملايين البطاريات- من المتوقع أن تسير المركبات الكهربائية على طرقنا في السنوات القادمة؟

قلق المدى

لطالما كان القلق بشأن المدى من أكبر مخاوف مشتري المركبات الكهربائية المحتملين. ولكن ، مع توفر الموديلات الأحدث 250 أو 350 أو حتى 500 ميل لكل شحنة ، أصبح العثور على مكان للتوصيل هو المشكلة الأكثر صلة ، وفقًا لجون ماكيلروي ، المحلل المخضرم ومضيف برنامج بث الفيديو Autoline Detroit.

على الجانب الإيجابي ، فإن مشروع قانون البنية التحتية من الحزبين الذي أقره الكونغرس في عام 2021 خصص 5 مليارات دولار لتمويل الطرح على مستوى البلاد ، مع ضغط إدارة بايدن للحصول على 500,000 جهاز شحن عام بحلول عام 2030.

قال كيلسي بيترسون ، مدير كهربة النقل لمرفق DTE ومقره ميشيغان: "إن تنمية شبكة محطات الشحن أمر بالغ الأهمية للمركبات الكهربائية لتحقيق اعتماد واسع النطاق".

الخبر السار هو أن عدد أجهزة الشحن ينمو بسرعة. وفقًا للبيانات الفيدرالية ، كان هناك 42,000 منهم فقط في منتصف عام 2021. لكن الجانب السلبي هو أن الكثير من الأجهزة الموجودة الآن لا تعمل.

المقابس المكسورة

قالت مرسيدس ليلينثال ، سائقة الرالي ومروحة السيارات الكهربائية التي وجدت نفسها على مقربة من نفاد الإلكترونات أثناء البحث عن شاحن كان في الخدمة في عدة مناسبات: "لقد واجهت مشكلات متعددة مع شواحن السيارات الكهربائية أثناء السير على الطريق".

وجدت دراسة حديثة أجرتها مجموعة Plug In America المدافعة عن السيارات الكهربائية أن حوالي نصف المستجيبين واجهوا مشاكل في استخدام أجهزة الشحن العامة - وكانت الشكاوى الأكثر شيوعًا هي معطلة. قدرت دراسة مثيرة للجدل نُشرت في أوائل عام 2022 من قبل جامعة كاليفورنيا بيركلي أن 72.5 ٪ فقط من 657 جهاز شحن سريع عام في منطقة خليج سان فرانسيسكو كانت تعمل في أي وقت.

بينما يقلل مشغلو محطات الشحن بشكل عام من درجة المشكلة ، فإنهم لا ينكرون أن الموثوقية تمثل مشكلة. وقال ماكيلروي: "إذا استمر مالكو السيارات الكهربائية في تجربة أجهزة الشحن التي لا تعمل بالشكل المطلوب ، فسيؤدي ذلك إلى إبطاء ثورة المركبات الكهربائية".

النمو التدريجي

لكن أجهزة الشحن المكسورة ليست مصدر القلق الوحيد. السؤال الأكثر جدية هو ما إذا كانت الولايات المتحدة لديها قدرة توليد كافية ، وإذا كان الأمر كذلك ، ما إذا كان بإمكانها إيصال هذه الطاقة إلى حيث يحتاجها مالكو السيارات الكهربائية ، سواء في المنزل أو العمل أو محطات الشحن العامة.

الاتفاق العام هو أن الولايات المتحدة لديها قدرة كافية على توليد الطاقة لتغطية المركبات الكهربائية التي يُحتمل إضافتها إلى أسطول السيارات في البلاد حتى عام 2025 على الأقل ، وربما عام 2030. ولكن كلما ابتعدنا - وزادت حصة سوق السيارات الجديدة أصبحت المركبات الكهربائية ، كلما كان التحدي أكبر. المرافق المحلية "ترقى إلى مستوى التحدي" ، كما يقول تريفور باول ، كبير مسؤولي التنقل في ولاية ميشيغان. وقد ردد ذلك مسؤول تنفيذي في شركة كونسيومر إنرجي الذي تحدث في الخلفية.

"الشيء المهم الذي يجب توقعه هو أن يكون نمو السيارات الكهربائية تدريجيًا. قال جاري سيلبيرج ، الشريك وقائد قطاع السيارات العالمي في KPMG ، "سيحدث ذلك بمرور الوقت ، طالما أنك تخطط لذلك يتيح لك أن تكون جاهزًا". ومع ذلك ، يتم دفع البنية التحتية الكهربائية في البلاد إلى أقصى الحدود "حتى قبل أن تقوم بإلقاء السيارات الكهربائية ،" أضاف سيلبيرج ، و "سوف يحتاج إلى الكثير من العمل".

قال ديف رويتر ، كبير مسؤولي التسويق والاتصالات لشركة NextEra Energy ، ومقرها جاكسونفيل ، فلوريدا ، إن مقدار العمل يختلف "من منطقة إلى أخرى ، ومن ولاية إلى أخرى ومن مرفق إلى آخر". دون توجيه أصابع الاتهام ، تخشى رويتر من أن بعض مقدمي الخدمة ببساطة لا يتكيفون مع ما هو ضروري للمضي قدمًا.

النار والجليد

تم تسليط الضوء على هذا من خلال العديد من الحلقات الأخيرة التي تركت ملايين الأمريكيين في الظلام - أو ما هو أسوأ. في كاليفورنيا خلال موجات الحرارة الصيفية الماضية ، واجه العملاء احتمال حدوث انقطاع للتيار الكهربائي عندما أدت مستويات الطلب إلى زيادة طاقتها في إمدادات الطاقة. في عدة سنوات سابقة ، أدت الرياح القاسية إلى قطع خطوط الكهرباء التي أشعلت حرائق غابات مستعرة - ألقي باللوم فيها على حريق هائل في عام 2019 في مقاطعة سونوما تسبب في إجلاء 100,000 ألف شخص وتدمير مئات المنازل.

تسببت عاصفة جليدية في أوائل عام 2021 في ولاية تكساس في انهيار الشبكة الكهربائية للولاية ، تاركة الملايين في الظلام لأيام. عانت ميشيغان من العديد من حالات فشل الشبكة المرتبطة بالعواصف في ذلك العام ، حيث بدأت المدعية العامة دانا نيسيل في الاعتماد على DTE لإصلاح مشاكلها ، لا سيما عن طريق زيادة صيانة خطوط التوزيع الخاصة بها.

المصطلح الشائع الاستخدام ، "البنية التحتية" ، شامل ومضلل بعض الشيء. في الواقع ، تتكون الشبكة الكهربائية من عدة عناصر متميزة ، بدءًا من توليد الطاقة ، فضلاً عن النقل من المولدات إلى المجتمعات المحلية ، ثم شبكة التوزيع التي توفر الطاقة للمنازل والشركات الفردية.

توفير الطاقة حتى

من الواضح أن هناك حاجة إلى استثمارات جديدة كبيرة في توليد الطاقة ، وتحتاج هذه المرافق إلى التجهيز والصيانة بشكل صحيح ، كما يؤكد الخبراء. لكن كان هناك نمو سريع لمولدات الغاز الطبيعي لتحل محل منشآت الفحم القذرة.

وتأتي الطفرة الكبيرة في قطاع الطاقة المتجددة ، حيث تضيف بدائل طاقة الرياح والطاقة الشمسية وغيرها من البدائل النظيفة جيجاوات من السعة. تخطط شركة Ford Motor Co لتشغيل جميع عملياتها في ميشيغان بواسطة مصادر الطاقة المتجددة في غضون بضع سنوات ، بالإضافة إلى مجمع تصنيع BlueOval City EV الجديد الذي أقامته بالقرب من ممفيس.

ولكن ، كما أوضحت المشكلات في كاليفورنيا وتكساس وميتشيغان ، فإن أجزاء الإرسال والشبكة من الشبكة هي التي تبدو في أسوأ شكل.

نظام توزيع عفا عليه الزمن

"(شبكة النقل والتوزيع) قديمة جدًا ، يزيد عمر ربعها عن 50 عامًا" ، هذا ما قاله سعود كريستين أومانسور ، شريك في شركة استشارية تعمل في مجال الطاقة لدى أوليفر وايمان. على الجانب الإيجابي ، تشير أبحاث Wyman إلى أن شركات المرافق الأمريكية ، جنبًا إلى جنب مع مقدمي الخدمات المستقلين الذين يديرون النقل والتوزيع ، تستثمر حوالي 100 مليار دولار سنويًا لتعويض ما هو مطلوب لعصر السيارات الكهربائية.

في حين أن الإنفاق على كل شيء من مزارع الطاقة الشمسية وطاقة الرياح الجديدة إلى الحفاظ على حقوق الطريق سيكون أمرًا بالغ الأهمية ، يقول الخبراء إن المرافق يجب أن تنشئ شبكة طاقة عالية التقنية إذا كانت ستحقق أقصى قدر من الكفاءة في المستقبل. من المتوقع أن تكون شبكة المستقبل مختلفة بشكل كبير عما لدينا اليوم.

لسبب واحد ، سيكون هناك التحدي المتمثل في تحميل طاقة التسوية من مصادر متجددة. لا تهب الرياح دائمًا والألواح الشمسية غير مجدية في الليل. لهذا السبب قامت شركة NextEra Energy بتركيب نظام تخزين بطارية بقوة 945 ميغاواط في مقاطعة ماناتي بولاية فلوريدا قبل عدة سنوات. ثم يعد أكبر نظام من نوعه في العالم ، حيث يمكنه التعامل مع طاقة كافية لتغطية متطلبات الحمل القصوى لمدة تصل إلى أربع ساعات.

شبكة أكثر ذكاءً

على المستوى المحلي ، من المحتمل أن نرى أنظمة تخزين أصغر ، ربما تصل إلى بضع مئات من الكيلوواط لتوفير النسخ الاحتياطي للأحياء الفردية. جنرال موتورز ، على سبيل المثال ، كان تجربة ما يسمى ببطاريات "الحياة الثانية". عندما يتم سحبها عندما يتم إلغاء سيارات مثل شيفروليه بولت ، من المتوقع أن تحتفظ العديد من بطاريات السيارات بما يصل إلى 70 ٪ من سعتها. قم بتجميع بعضها في وحدة احتياطية بحجم سقيفة ويمكنك الحفاظ على تشغيل الحي بينما تعمل أطقم الإصلاح على الخطوط المعطلة.

في الوقت نفسه ، يجب أن تصبح الشبكة "أكثر ذكاءً" ، وفقًا للمحلل أومانسور وخبراء آخرين. سيحتاج إلى تعلم كيفية اكتشاف الأخطاء ، وحتى التنبؤ بها قبل حدوث الفشل. سيكون قادرًا على إعادة توجيه الطاقة متى وحيثما تشتد الحاجة إليها. وسيغطي ذلك كل شيء بدءًا من خطوط الطاقة الكبيرة عالية التوتر وصولاً إلى نقاط التوزيع الفردية.

قال RJ Juliano ، نائب الرئيس التنفيذي لشركة Parkway Corp. الشركة التي يقع مقرها في فيلادلفيا والتي تعد أكبر مشغلين لمواقف السيارات والهياكل في البلاد. في المدن الكبرى ، حيث تكون المنازل المستقلة أقل شيوعًا ، سيتعين على مالكي المركبات الكهربائية الاعتماد على الشحن العام - سواء كانت أجهزة شحن سريعة أو أنظمة أبطأ من المستوى 2 في مرافق مثل تلك التي تديرها Parkway.

قال جوليانو ، لكن ستكون هناك حدود لمقدار الطاقة التي يمكن توصيلها في العديد من الأحياء القديمة. للتعويض ، ستحتاج شركات مثل Parkway إلى أنظمة إدارة الأحمال وأجهزة الشحن القادرة على التحدث مع بعضها البعض لمعرفة كيفية استخدامها. قد تتباطأ بشكل جماعي - أو فرديًا - إذا تجاوزت مصدر الطاقة المتاح.

مركبة للتحميل

يمكن لهذه الشواحن أن تساعد في الحفاظ على عمل الشبكة بسلاسة ، مع الاستفادة من تقنية "مركبة للتحميل" التي تستطيع العديد من المركبات الكهربائية الجديدة ، مثل Ford F-150 Lightning ، القيام بها. يمكن أن توفر حزمة بطارية الشاحنة الطاقة للمنزل في حالة انقطاع التيار الكهربائي ، كما تلاحظ فورد. وفي السنوات القادمة ، يمكنها أيضًا إعادة الطاقة إلى الشبكة عندما يكون هناك طلب في الذروة ، باستخدام بطاريتها بشكل أساسي كنسخة احتياطية للشبكة.

ويمكن لمالكي المركبات الحصول على أموال مقابل توفير هذه القوة. يمكن للمالكين بالفعل وضع حد لمقدار الطاقة التي يمكن استخلاصها من بطاريات Lightning الخاصة بهم حتى لا ينتهي بهم الأمر بحزمة ميتة. في غضون ذلك ، عندما ينخفض ​​الطلب ، ستبدأ السيارة تلقائيًا في الشحن مرة أخرى.

لا يزال برنامج إدارة تكنولوجيا الانتقال من مركبة إلى شبكة في مرحلة التطوير ، ولكن من المتوقع أن يصبح ميزة مهمة تساعد شبكة الطاقة في المستقبل على تلبية الطلب المتزايد مع تحول ملايين السيارات الجديدة إلى الكهرباء.

إجهاد النظام

ما هو واضح هو أن ظهور عصر السيارات الكهربائية سيجهد ويحول البنية التحتية للطاقة الكهربائية في البلاد. يعتقد معظم الخبراء على المدى القصير أن الشبكة الحالية يمكنها التعامل مع ما يُتوقع توصيله بها. على المدى الطويل ، ومع ذلك ، ستكون هناك حاجة إلى ترقيات كبيرة.

ستكون هناك حاجة لقدرات التوليد الجديدة ، وخاصة من مصادر الطاقة المتجددة. وستحتاج كل من شبكات النقل والتوزيع إلى أن تصبح أكثر ذكاءً وقوة. يؤكد المؤيدون أنه إذا بدأت الحكومة والصناعة العمل معًا الآن ، فيجب أن يكون الانتقال سلسًا. إذا لم يكن الأمر كذلك ، فقد تنفصل EV Revolution.

• محتوى مدعوم من تحسين محركات البحث وتوزيع العلاقات العامة. تضخيم اليوم.
• بلاتوبلوكشين. Web3 Metaverse Intelligence. تضخيم المعرفة. الوصول هنا.
• المصدر https://www.thedetroitbureau.com/2022/12/a-creaky-infrastructure-threatens-to-short-circuit-the-ev-revolution/