چرا معطلی؟ بررسی تلاش‌های آمریکا برای ساخت شبکه شارژ وسایل نقلیه الکتریکی
با حرکت جهان به سمت وسایل نقلیه الکتریکی (EVs) برای کاهش انتشار کربن، بحران جدیدی در خیابان‌های شهری در حال ظهور است. صف‌های طولانی از وسایل نقلیه الکتریکی که برای شارژ منتظر می‌مانند در مناطق شهری ایالات متحده، به‌ویژه در کالیفرنیا به یک منظره رایج تبدیل شده است.
این صحنه، یادآور بحران نفتی دهه ۱۹۷۰، نگرانی فزاینده‌ای را برجسته می‌کند: آیا زیرساخت‌های شارژ ما برای انقلاب وسایل نقلیه الکتریکی آماده است؟
کالیفرنیا، به همراه ۱۲ ایالت دیگر، هدفی بلندپروازانه برای حذف فروش خودروهای با موتور درون‌سوز تا سال ۲۰۳۵ تعیین کرده است. بااین‌حال، این انتقال چالشی بزرگ را پیش رو دارد. تنها ایالت طلایی به حدود یک میلیون شارژر عمومی تا سال ۲۰۳۰ نیاز دارد – یعنی افزایش ده برابری از تعداد فعلی.
ساخت شبکه شارژ عادلانه
برای دستیابی به این هدف، کالیفرنیا باید سالانه حدود ۱۳۰,۰۰۰شارژر جدید نصب کند، یعنی هفت برابر نرخ ساخت فعلی. با هزینه شارژرهای سریع تا ۲۰۰,۰۰۰ دلار هر یک، سرمایه‌گذاری مورد نیاز به حدود ۳۵ میلیارد دلار در سال می‌رسد.
تد لام، معاون مرکز قانون، انرژی و محیط‌زیست دانشگاه UC Berkeley، معتقد است که این هدف امکان‌پذیر است. او به دو عامل کلیدی اشاره می‌کند: تغییر رفتار مصرف‌کنندگان و تحول زیرساخت‌های شارژ. «نحوه انتظارات مردم برای شارژ وسایل نقلیه‌شان ادامه خواهد یافت که با گذر زمان تغییر کند، همان‌طور که مردم بیشتری به معنا و مفهوم داشتن وسیله نقلیه الکتریکی و اینکه نیازی به پرشدن کامل در هر شارژ نباشد، عادت می‌کنند.» لام توضیح می‌دهد.
«بسیاری از افراد که دارای راه‌پله یا گاراژ خصوصی هستند می‌توانند در خانه شارژ کنند و نیازی زیادی به شارژرهای عمومی نخواهند داشت.»
بااین‌حال، لام بر اهمیت توزیع عادلانه زیرساخت‌های شارژ تأکید می‌کند. «نحوه توزیع این شارژرها و چگونگی پرداخت هزینه‌ها باید به گونه‌ای باشد که افرادی که بیشترین نیاز را دارند بتوانند به آن دسترسی داشته باشند»، وی بیان می‌کند. این نگرانی به‌ویژه برای ساکنان ساختمان‌های آپارتمانی و افرادی که توانایی سرمایه‌گذاری در شارژرهای خصوصی را ندارند، مطرح است.
زیرساخت‌های شارژ فعلی نیز با چالش‌های فنی مواجه هستند. برخلاف پمپ‌های بنزین سنتی، که چندین پمپ می‌توانند به‌طور همزمان با ظرفیت کامل کار کنند، ایستگاه‌های شارژ وسایل نقلیه الکتریکی حداکثر مقدار برق ثابت دارند.
این بدان معناست که با اتصال خودروهای بیشتر به یک ایستگاه، توان موجود تقسیم می‌شود و زمان شارژ را افزایش می‌دهد و ممکن است صف‌های طولانی ایجاد کند.
تعادل سرعت، کارایی و ظرفیت شبکه
فیلیپ شوکنهوف، سرپرست تیم در gridX، شرکتی که در سیستم‌های توزیع انرژی تخصص دارد، توضیح می‌دهد که عجله اولیه برای نصب ایستگاه‌های شارژ بر سرعت بیش از بهره‌وری تأکید داشت.
«فرآیند تاریخی نصب ایستگاه‌های شارژ در چند سال گذشته همه در مورد سرعت بود»، او می‌گوید. «اکنون به زمان‌هایی رسیده‌ایم که شبکه بیشتر و بیشتر اشغال شده است، جایی که شبکه در سراسر اروپا بیشتر و بیشتر شلوغ شده است.»
برای مقابله با این چالش‌ها، صنعت به سمت راه‌حل‌های «شارژ هوشمند» حرکت می‌کند. این سیستم‌ها از نرم‌افزار برای بهینه‌سازی توزیع قدرت بر اساس ظرفیت شبکه، دسترسی به انرژی‌های تجدید پذیر و نیازهای کاربران استفاده می‌کنند.
برای شارژ خانگی، این ممکن است به معنای برنامه‌ریزی زمان‌های شارژ زمانی که قیمت برق به دلیل وفور باد یا نور خورشید پایین‌تر است، باشد. در ایستگاه‌های شارژ عمومی، راه‌حل ممکن است شامل نصب باتری‌های ذخیره‌سازی برای اطمینان از شارژ سریع حتی زمانی که ظرفیت شبکه محدود است، باشد.
شوکنهوف بر اهمیت انعطاف‌پذیری در این سیستم‌ها تأکید می‌کند: «به‌عنوان یک مشتری نهایی، برای من مهم نیست که خودرویم را در ساعت 2 صبح یا در ساعت 3:30 بامداد شارژ کنم. فقط شارژ را در طول فرآیند به تأخیر بیاندازید. بنابراین، به‌عنوان یک کاربر نهایی، می‌توانم با خوشحالی از همه بهینه‌سازی‌های مختلف در سطح قیمت و سطح اعتبار بدون هیچ‌گونه تأثیر منفی یا تأثیری بر راحتی کاربر نهایی پشتیبانی کنم.»
از مدل مدل T تا تسلا در رکورد زمانی
گذار به وسایل نقلیه الکتریکی با سرعتی بی‌سابقه در حال وقوع است. درحالی‌که زیرساخت‌های موتورهای درون‌سوز بیش از یک قرن طول کشید تا تکامل یابد، ما در تلاش هستیم تا سیستم مشابهی را برای وسایل نقلیه الکتریکی در چند دهه ایجاد کنیم. این تغییر سریع به دلیل نیاز فوری به کاهش انتشار کربن جهانی هدایت می‌شود.
علیرغم چالش‌ها، در این صنعت خوش‌بینی وجود دارد.
لام به روزهای اولیه خودرو اشاره می‌کند: «زمانی که مدل T منتشر شد، دهه‌ها طول کشید تا آن فناوری محبوب شود. برای همه زیرساخت‌های پشتیبانی، ایستگاه‌های سوخت‌گیری، نمایندگی‌ها و همه انواع عناصر مختلف آن اقتصاد برای رشد با آن. دقیقاً همان چیزی است که ما در تلاش هستیم تا با انتقال فناوری توسط دولت تکرار کنیم.»
موفقیت شرکت‌هایی مانند تسلا، که در سال ۲۰۲۳ حدود ۷۰هزار مدل Y فروخت، تقاضای رو به افزایش برای وسایل نقلیه الکتریکی را برجسته می‌کند.
بااین‌حال، این موفقیت همچنین نیاز فوری برای بهبود زیرساخت‌های شارژ را برجسته می‌کند.
در حین گذراندن این انتقال، روشن است که برخی دردهای رشد اجتناب‌ناپذیر هستند. لام می‌پذیرد که برخی ایستگاه‌های شارژ ممکن است در مکان‌های غیربهینه نصب شوند و منجر به ناکارآمدی شوند.
«گاهی اوقات یک کسب‌وکار موفق نمی‌شود و بسته می‌شود و مردم گاز خود را از جای دیگری می‌گیرند. ما از همان فرآیند با وسایل نقلیه الکتریکی و شارژ عبور خواهیم کرد»، او توضیح می‌دهد.
نوآوری‌ها در راه آینده‌ای الکتریکی
چشم‌انداز شارژ وسایل نقلیه الکتریکی به‌سرعت در حال تغيير است، با تکنولوژی‌ها و استراتژی‌های جدیدی که برای برآورده کردن تقاضای رو به رشد پدیدار می‌شود.
از سیستم‌های شارژ هوشمند تا ادغام باتری‌های ذخیره‌سازی در محل‌های شارژ، صنعت در تلاش است تا اطمینان حاصل کند که وعده وسایل نقلیه الکتریکی به‌طور کامل تحقق یابد.
همان‌طور که در آستانه این انقلاب حمل‌ونقل قرار داریم، رقابت برای ساخت زیرساخت شارژ وسایل نقلیه الکتریکی که به‌طور گسترده، کارآمد، عادلانه و پایدار است، آغاز شده است.
