مع استمرار ارتفاع أسعار الوقود على مستوى العالم واستمرار أزمة المناخ، يتزايد الاهتمام بالسيارات الكهربائية والسيارات الهجينة للتنقل بطريقة أكثر اقتصاداً واستدامة.
ومع زيادة الاهتمام ظهرت عدة مصطلحات واختصارات مثل BEV و PHEV و HEV و FCEV لتعبر عن محركات السيارات الكهربائية ومحركات “الوقود البديل” التي حلت محل محركات الوقود أو الاحتراق الداخلي ICE كما يطلق عليها.
ولكن ماذا تعني هذه المصطلحات، وما هي مزايا وعيوب كل نوع من هذه المحركات.
السيارات الكهربائية العاملة بالبطارية BEV ( Battery Electric Vehicles )
تجمع السيارات الكهربائية التي تعمل بالبطاريات BEV (وتسمى أيضاً الكهربائية بالكامل ) بين حزمة بطارية كبيرة عالية الجهد تتوضع أسفل السيارة (عادةً ما تكون من 20 كيلو واط إلى 120 كيلو واط في الساعة) ومحرك كهربائي أو أكثر لدفع السيارة.
“الوقود” في هذه السيارات هو الكهرباء التي يتم الحصول عليها من أي مقبس منزلي، أو من محطات الشحن المخصصة للسيارات الكهربائية. ويمكن شحن بطاريات السيارة باستخدام التيار المتناوب (AC) الذي يقوم بشحن البطارية بسرعة بطيئة أو باستخدام التيار كهربائي المستمر (DC) للشحن السريع الذي يوفر ما يصل إلى 350 كيلو وات من الطاقة فائقة السرعة التي يمكنها إعادة شحن بعض الطرازات الكهربائية المتوافقة في أقل من 20 دقيقة.
يتراوح مدى السير في السيارات الكهربائية بالكامل BEV بين 200 كلم و 700 كلم بشكل عام وهو يختلف باختلاف الشركة المصنعة والطرازات وبالطبع سعة البطارية وظروف القيادة.
وتعد السيارات الكهربائية BEVs أغلى من طرازات الوقود ICE المكافئة وذلك بسبب حزمة البطارية التي تتضمنها السيارة والتي تحتوي على معادن باهظة الثمن مثل الليثيوم والنيكل والكوبالت.
على الرغم من ذلك، يمكن أن تكون إجمالي تكاليف التشغيل والملكية أرخص بكثير من المحركات الأخرى اعتماداً على مقدار استخدام السائق للسيارة وقد يؤدي فرق السعر الإضافي المدفوع مقابل BEV في نهاية المطاف إلى “التعادل” في التكاليف مع نموذج ICE مشابه. وتعمل العديد من الشركات على تطوير حزم بطاريات بتقنيات جديدة لتقليل التكلفة الأولية.
الإيجابيات
- لا انبعاثات من العادم
- موثوقية أفضل من الناحية النظرية وتكاليف صيانة أقل
- إمكانية الشحن بسهولة في المنزل طوال الليل
السلبيات
- أسعار هذه السيارات حالياً أعلى من أسعار سيارات الوقود
- لا يمكن دائمًا الاعتماد على البنية التحتية العامة لشحن المركبات الكهربائية
من أبرز السيارات الكهربائية بالكامل BEV نذكر سيارة السيدان الصغيرة الشهيرة من تيسلا Tesla Model 3 ، و Hyundai Ioniq 5 Crossover من هيونداي ، و Porsche Taycan الرياضية.
السيارات الهجينة الكهربائية PHEV
تعمل السيارات الهجينة الموصولة بالكهرباء PHEV (التي يتم تسويقها أيضًا باسم “Plus EV” أو “Plug-in EV” من قبل بعض ماركات السيارات) على تحقيق التوازن بين السيارات الكهربائية بالكامل BEV و سيارات الوقود ICE عن طريق التبديل تلقائياً بين استخدام بطارية بسعة 10kWh إلى 20kWh مع المحرك الكهربائي عند القيادة داخل المدينة أو بسرعات منخفضة ، ومحرك الوقود للقيادة على السرعات العالية.
تتطلب PHEVs تعبئة البطارية الصغيرة وخزان الوقود، حيث يقتصر الشحن الكهربائي على سرعات شحن بطيئة بالتيار المتناوب (AC) تصل إلى 7.6 كيلو واط اعتماداً على الطراز، ما يعني أن المالكين يحتاجون إلى وصل مقبس الطاقة أو صندوق الشحن لشحنه طوال الليل.
الفائدة الرئيسية من PHEVs هي مسافات قيادة أطول من السيارات الكهربائية بالكامل BEVs، حيث يتم تشغيل محرك الوقود عند انخفاض شحن البطارية ليعمل كمولد يقوم بعملية الشحن بالإضافة طبعاً إلى دفع السيارة.
الإيجابيات
- مدى قيادة طويل
- يمكن الاعتماد على الطاقة الكهربائية فقط لمعظم التنقلات
السلبيات
- وزن ثقيل وتحتاج إلى الجمع بين اثنين من مكونات الحركة التقليدية والكهربائية
- نطاق محدود للقيادة بالكهرباء فقط
- يمكن أن تكون أسعارها مقاربة لسيارات BEV
من أبرز طرازات PHEV نذكر Mitsubishi Outlander PHEV و سيارة الدفع الرباعي +Lexus NX 450h ومرسيدس S 580e.
السيارات الهجينة HEV
تجمع المركبات الكهربائية الهجينة (أو السيارات الهجينة بالكامل HEV) بين محرك وقود وبطارية صغيرة للمساعدة في تحسين الاقتصاد في استهلاك الوقود وتقليل الانبعاثات وتعزيز قوة القيادة.
لا تحتاج HEVs إلى التوصيل والشحن نظراً لأنها تعتمد فقط على البطاريات الصغيرة، ويكفي الكبح المتعدد أثناء القيادة لشحن البطارية بالكامل للاستخدام اليومي. وهي تعتمد في الغالب على محرك الاحتراق التقليدي لذلك تأتي بسعر أرخص من السيارات الكهربائية BEV و الهجينة الكهربائية PHEV.
الإيجابيات
- تكلفة إضافية قليلة مقارنة بسيارات ICE التقليدية
- لا تحتاج للشحن
- استهلاك أقل للوقود
السلبيات
- لا تزال تعتمد على الوقود التقليدي
- تقتصر القيادة الكهربائية فقط على حالات السرعة المنخفضة
- لا يوجد الكثير من الطرازات إلا من بعض العلامات التجارية مثل Toyotas
من أبرز الطرازات الهجينة HEV نذكر Toyota RAV4 الشهيرة و Lexus RX 350h .
أنواع المحركات الأخرى
السيارات الهجينة المعتدلة Mild Hybrid Electric Vehicles (MHEV) :تستخدم هذه السيارات محركاً كهربائياً لتأمين مساعدة للمحرك أثناء التسارع، وتمكين محرك الوقود من التوقف في حال عدم الحاجة له وتحسين عمليات إيقاف/بدء تشغيل المحرك لتصبح أكثر سلاسة. ولا يمكن قيادة سيارات MHEV باستخدام المحرك الكهربائي فقط.
السيارات الكهربائية المزودة بخلايا وقود Fuel cell electric vehicles (FCEV) :يُنظر إلى المركبات الكهربائية التي تعمل بخلايا الوقود على أنها بديل خالٍ من الانبعاثات لمركبات BEV، حيث يتم تزويدها بوقود الهيدروجين خلال خمس دقائق تقريباً لتقدم نطاقات قيادة شبيهة بسيارات الوقود لكن مع تنقية الهواء أثناء القيادة.
ولسوء الحظ، تعد نماذج الهيدروجين أغلى بكثير من BEV وتحتاج مضخات وقود الهيدروجين إلى إعادة الضغط لمدة تصل إلى 20 دقيقة بعد خدمة عدد قليل من المركبات وهي أكثر ندرة من منصات الشحن الكهربائية العامة.
سيارات الوقود الكهربائي E-fuel :يتم تصنيع الوقود الكهربائي المخصص لمحركات الاحتراق الداخلي التقليدية من خلال عملية إنتاج شبه محايدة للكربون من خلال استعادة انبعاثاته الناتجة وتدويرها. لكن عملية التصنيع غير فعالة للغاية وتعتبر مستدامة فقط إذا كانت مدعومة بالكامل بالطاقة المتجددة كما لا تزال تنبعث من عادم السيارات بعض الانبعاثات الضارة.
