السيارة الكهربائية Electric Car
تعريفها – مبدأ عملها
مقترحات دعم انتشارها محلياً في ضوء الاستفادة من التجارب العالمية

إعداد:
مدير الدراسات والبحوث وشؤون البيئة في وزارة النقل
 الدكتور المهندس: خلدون كراز

1- مقدمة:
من الأمور المحمودة أن جهود المجتمع الإنساني للتصالح مع البيئة قد بدأت تؤتي ثمارها، فمنذ أن تفجرت الثورة الصناعية، ازدادت حاجة الإنسان للطاقة فوجد الطاقة الأحفورية مُلبية لطموحاته. ومازال يستخدمها بكافة أنواعها (نفط – فحم - فيول...) لتحقيق أهدافه الصناعية والاقتصادية و..، غير عابئ بما يسببه من أضرار، فأصاب البيئة في مقتل، وعانت الأرض وكل من عليها أشد المعاناة مما أحدثه بها من مخلفات التصنيع ونواتج الاحتراق. ومع تزايد الآثار السلبية لهذه الملوثات نمت الاتجاهات المناوئة لكل ما يعادي البيئة، حتى انتشرت جماعات أصدقاء البيئة والخضرة في جميع أنحاء العالم. تعمل بكل عزم وتصميم للذود عن الإنسان وبيئته وحمايته من عوامل التدمير والهلاك والتي جلبها لنفسه ولبيئته ولمجتمعه.
لقد اتجه العالم اتجاهاً تصحيحاً تصالحياً مع البيئة يدرأ به أخطار التلوث، ويحافظ على إنجازات الإنسان ويطورها ومن هذه الاتجاهات المتميزة للعلم والعلماء: استبدال وقود السيارات التقليدي (البنزين- الديزل) أشكالاً أخرى من الطاقة كالكهرباء والغاز الطبيعي والطاقة الشمسية الأقل تلوثاً والأكثر صداقةً للبيئة.
ومن جهة ثانية اقترن ارتفاع أسعار الوقود مع ازدياد الوعي العالمي بأهمية مراعاة سلامة البيئة وشكل حافزاً قوياً في أوساط صناعة السيارات للتوصل إلى سيارة اقتصادية قليلة التلوث: كالسيارات الكهربائية، والهجينة، والسيارات العاملة على الغاز. وسنتطرق في هذه المقال الثانية للسيارات الصديقة للبيئة، ألا وهي السيارة الكهربائية.

2-  تعريف السيارة الكهربائية:
هي السيارة التي تعمل على الطاقة الكهربائية المخزَّنة، حيث يتم استبدال المحرك الأصلي للسيارة ووضع محرك كهربائي بدلاً منه. وهي أسهل الطرق للتحول من استخدام الطاقة النفطية لاستخدام الطاقة الكهربائية، مع المحافظة على المكونات الأخرى للسيارة. ويتم تزويد المحرك بالطاقة اللازمة عن طريق مجموعة بطاريات تخزن الطاقة الكهربائية.
ويعتمد تصميم السيارة الكهربائية بشكل عام وجود محرك كهربائي ونظام تحكم كهربائي:
- مدخرة كهربائية ذات سعة عالية قابلة للشحن المتكرر، ذات عمر فني طويل ووزن مناسب وبسعر مقبول للمستهلك.
- إن آلية عمل السيارات الكهربائية يعتمد بشكل أساسي على المدخرة، وهذه المدخرة تختلف كثيراً من حيث التكوين والأهمية عما هي عليه في السيارات العادية. ففي السيارة الكهربائية دواسةٌ مرتبطة بمقياس الجهد الذي يقيس قوة الضغط المطبقة عليها، فيرسل إشارة إلى جهاز تحكم يبيّن احتياج السيارة من الطاقة والتي يجب أن تُعطى للمحرك الكهربائي.
ويكاد ينحصر التطور الحالي بالنسبة للسيارات الكهربائية على سيارات صغيرة متوسطة المدى، حيث تحتاج إلى بطاريات ثقيلة ومرتفعة الثمن. وتحاول مصانع إنتاج السيارات ابتكار بطاريات جديدة للسيارات يكون ثمن البطارية مناسب ووزنها ملائم. علاوة على ذلك نجد أن مدى تلك السيارات التجريبية لا يزال بحدود الـ 200 كيلومتر. ولكن العمل يسير بنشاط في عدد كبير من مصانع السيارات المرموقة وبتشجيع ودعم مالي من الحكومات المعنية في العالم لتطوير البطاريات التي تعمل على أساس بطارية الليثيوم Li-Tec. من تلك البطاريات ما نجح خلال الاختبار في إعادة شحنها 3000 مرة، أي إن البطارية صالحة للعمل- من حيث المبدأ - لمسافة كلية تقريبية بـ 300.000 كيلومتر. والصعوبة الحالية تكمن في صعوبة زيادة مسافة مسير السيارة أكثر من 200 كيلومتر للشحنة الواحدة للبطارية، وخفض زمن إعادة الشحن، إذ يستغرق شحن البطارية حالياً من أربع ساعات إلى ثمانٍ، لا تتحرك خلالها السيارة.

الشكل 1: مخطط توضيحي للسيارة العاملة على الطاقة الكهربائية
تعتبر السيارة الكهربائية نموذجاً مستقبلياً تتجه إليه أنظار العالم كحل بديل لسيارة الوقود الاعتيادية (ذات محركات الاحتراق الداخلي) من ناحية المحافظة على البيئة، حيث لا ينتج عنها مخلفات غازية لها أثر مدمر على البيئة ولاسيما في المدن الكبيرة.

3- تاريخ السيارة الكهربائية:
صنعت أول سيارة تعمل بالكهرباء عام 1832، وسبقت سيارات الاحتراق الداخلي بنحو سبعين عاماً. وكانت السيارة الكهربائية متفوقةً على سيارة الاحتراق الداخلي من حيث انخفاض صوت محركها، وإصدارها للعوادم. وما لبثت سيارات الاحتراق الداخلي أن تطورت بشكل متسارع وتفوقت على مثيلاتها من السيارات الكهربائية لسببين:
أولهما: التفوق في قطع المسافات الطويلة للشحنة الواحدة، وثانيهما: انخفاض وزن وحدة تخزين الوقود مقارنة بوزن البطارية المستخدمة لقطع مسافة معقولة. وكان على تطور السيارة الكهربائية الانتظار حتى يومنا هذا للحاق بالسيارة العاملة بالطاقة الأحفورية. حيث تتطلع شركات إنتاج السيارات على نحو متزايد لإنتاج سيارة كهربائية، لتلبية الطلب المتزايد على السيارات النظيفة بيئياً والأوفر اقتصادياً.
بينما سار تطور السيارة ذات محرك الاحتراق الداخلي، على قدم وساق خلال القرن الماضي، ومن ثم تخلف تطور السيارة الكهربائية، مع ظهور محركات الاحتراق الداخلي. وكذلك تصاعد اكتشاف واستخراج النفط أو الوقود الأحفوري (الديزل والبنزين)، ورخص ثمنه بالمقارنة مع البدائل المطروحة آنذاك.
وقد غيَّر ذلك اختراع الترانزيستور خلال الأربعينيات من القرن العشرين وتطور تكنولوجيا البطاريات والتخزين، حيث بدأت إحدى الشركات عام 1947 في إنتاج أول سيارة تعمل بالطاقة الكهربائية، وباستخدام الترانزيستور استطاعت إنتاج سيارة سُميت هيني كيلوات Henney Kilowatt، وزاد من الاهتمام في صناعة هذه التكنولوجيا وبخاصة في أوروبّا.
بعد غياب عن السوق وحدوث أزمة البترول العالمية 1973، بدأ الاهتمام ثانيةً بالسيارة الكهربائية ليس فقط من أجل خفض الاعتماد على البترول المستورد من دول الشرق الأوسط، وإنما لضرورة المحافظة على البيئة. فمثلاً أصدرت كاليفورنيا قوانين لإجبار شركات السيارات على إنتاج سيارات ملائمة للبيئة بحيث تشكل 10% من مجموع السيارات في تلك الولاية حتى عام 2003. إلا أن السيارات الكهربائية المنتجة كانت مرتفعة السعر، فكان ثمنها ضعفي أو ثلاثة أضعاف ثمن السيارات المعتادة، ولم تنجح السيارة الكهربائية على جذب المشتري مما عمل على نبذ صنّاع السيارات لصناعة السيارات الكهربائية، والالتفات فقط إلى تطوير محركات البنزين لتحسين نواتج الاحتراق.

التطور بعد عام 2000:
لقد كان هناك بعض السيارات الكهربائية الاختبارية التي صنعت بعد عام 2000 واستطاعت السير بسرعات تبلغ 210 كيلومتر /ساعة، وأخرى تستطيع السير مسافة 400 كيلومتر. ولكنها تجريبية لم يُقبل الناس على اقتنائها لارتفاع سعرها وثقل بطاريتها. كما أن زمن إعادة شحنها يستغرق 8 ساعات، وهو وقت طويل.
وقد بدأت بعض شركات السيارات العالمية في إنتاج سيارة كهربائية متطورة بعد عام 2005 وعرضتها للبيع، إلا أن بطاريتها لا زالت مرتفعة السعر. ومن الملاحظ أن قدرة بطارية السيارة الكهربائية من نوع ليثيوم - أيون تعادل نحو 6000 بطارية من النوع الذي نستخدمه في الحاسب المحمول، لذا فالبطارية نفسها مرتفعة الثمن.
وتعتني كثير من الحكومات في الولايات المتحدة الأمريكية واليابان وألمانيا بتشجيع شركاتها الوطنية للسيارات على تطوير مدخرات للسيارة الكهربائية بقصد خفض أسعارها. وتدعم الحكومات مصانع السيارات والمعاهد العلمية بمليارات الدولارات لتشجيعها على تكثيف الجهود في تطوير صناعة هذه الأنواع من الأنواع.

4- استعراض لإجراءات بعض الدول في دعم صناعة السيارات الكهربائية واستخدامها:
ونظراً للميزات البيئية والاقتصادية الجمة للسيارات الكهربائية، تسعى كثير من الدول العظمى لتطوير صناعتها كدعم الأبحاث الخاصة بتطوير تكنولوجيا البطاريات المستخدمة، وتسهيل ودعم استخدام هذه السيارات والمركبات في المدن الكبيرة.
نستعرض فيما يلي أهم التجارب العالمية في هذا المجال في كل من الولايات المتحدة الأمريكية وفرنسا وبريطانيا، مع إبراز لمختلف أساليب الدعم المتبعة لديهم سواء في دعم صناعتها أم في تسهيل اقتنائها للاستفادة في الاستخدام المحلي.
a. الولايات المتحدة الأميركية:
ستدعم الحكومة شركات صناعة السيارات الأمريكية بنحو 2.4 مليار دولار في 48 مشروعاً خاصاً بتصنيع السيارات الكهربائية وإنتاجها. وتسعى لطرح مليون سيارة كهربائية بحلول عام 2015 في إطار المساعي الأمريكية الجديدة لخفض انبعاثات الغازات المسببة للاحتباس الحراري، التي تؤدي لارتفاع حرارة الأرض. كما منحت ولاية ميشيغن شركة جنرال موتورز إعفاءات ضريبية وعدد من القروض الميسرة بما يتصل ببناء المرافق التي سوف تنتج المحركات والبطاريات الجديدة للسيارة الكهربائية الخاصة بها (شيفروليه فولت) والتي تم البدء بإنتاجها منذ عام 2010. كما قدمت تخفيضات ضريبية تتراوح بين 2500$ و7500$ للمستهلكين الذين يقومون بتبديل سيارات الوقود بأخرى صديقة للبيئة وذلك ابتداءً من 1 حزيران 2009.
وقامت بعض الولايات هناك بإجراء عدد من التخفيضات عام 2009 لتصل إلى 10% أو أكثر من تكلفة السيارة, وبالإضافة إلى ذلك قدمت تسهيلات إضافية أبرزها منح تصل إلى 5000$ والوقوف المجاني في بعض الأماكن والعديد من التخفيضات الضريبية.
b. فرنسا:
هناك العديد من الإجراءات التي قامت بها الحكومة الفرنسية من حيث التخفيضات والحوافز لاقتناء السيارة الكهربائية، وذلك بحسب القرار الحكومي رقم 1875 لعام 2007 والمعدل بتاريخ 8/10/2009 حيث يتم تقديم تخفيض ضريبي (حساب ضريبي) على شراء السيارة الكهربائية بمقدار 5000€ وبما لا يتجاوز 20% من ثمن السيارة ولخمس سنوات ابتداءً من عام 2008 وحتى 2012 علماً أن السيارة لا تصدر غاز ثاني أكسيد الكربون أبداً.

صورة لمحطة الشحن والاستئجار Autolib في باريس
من جهة ثانية ومنذ كانون الأول لعام 2011 تم وضع محطات شحن واستئجار للسيارات الكهربائية من قبل بلدية باريس وبما يعرف ِAutolib وفق الشكل 2، حيث تم توزيع 3000 سيارة على محطات الشحن والاستئجار، يمكن استئجار أي سيارة كهربائية لمدد زمنية صغيرة لإجراء التنزه أو الانتقال ضمن حدود العاصمة وإعادتها لمحطة أخرى موزعة بالمدينة، مقابل رسم الاستخدام.

الشكل 2 مخطط توضيحي لآلية استخدام Autolib في باريس
1- كوة الاشتراك ووضع الثبوتيات (شهادة قيادة المركبة- كفالة بنكية- رسم الاستئجار)
2- اختيار السيارة المراد استئجارها ونزع كبل الشحن
3- استلام السيارة والمسير بها
4- إعادة السيارة بعد الاستخدام لمحطة ثانية وتوصيل كبل الشحن

c.  بريطانيا:
أعلنت الحكومة البريطانية أنها ستدعم شراء السيارات الكهربائية، وأن برنامج دعم شراء السيارات الكهربائية هذا سيمتد خمس سنوات تبدأ من عام 2011، على أن تدعم الحكومة شراء السيارات الكهربائية الأقل تلويثاً للبيئة بمبلغ يتراوح ما بين 2 و5 آلاف جنيه إسترليني (9,2 حتى 4,7 ألف دولار) لمشتري السيارات الكهربائية، التي تتراوح أسعارها الآن ما بين 12 ألفاً للطرازات الاقتصادية، و80 ألف جينيهٍ إسترليني للطرازات المعدلة. كجزء من برنامج مكافحة الانبعاثات الضارة بالبيئة والمقدر رأسماله بـ250 مليون جينيه إسترليني، ووضعت خطة لمعالجة عوائق انتشار هذه السيارات في بريطانيا، ومن بينها عدم وجود البنية التحتية التي تتيح إعادة شحن بطاريات السيارات، وتضمنت مبلغ 20 مليون جينيه إسترليني إضافية لإنشاء بنية تحتية لنقاط إعادة شحن السيارات وتطوير شبكة تطلق عليها الحكومة «مدن السيارات الكهربائية». وكان بوريس جونسن عمدة بلدية لندن أعلن مشروعاً لإنشاء الآلاف من محطات الشحن في العاصمة البريطانية في خطوة لإدخال 100.000 سيارة كهربائية إلى لندن وبناء حوالي 25.000 محطة شحن في الشوارع والمرائب والمحلات. وقد قام عمدة المدينة فعلاً بإعداد حوالي 48 نقطة شحن في مختلف أنحاء المدينة، كلها نقاط شحن مجانية بالإضافة إلى الإعفاء 100% من رسم الازدحام (الدخول للمدينة) والتخفيض في رسوم الوقوف في مدينة لندن للسيارات العاملة على الكهرباء.
5- استعراض لنماذج من السيارات الكهربائية:
• سيارة تيسلا الأميركية: 
 

الشكل 3: نماذج لسيارة تيسلا الكهربائية وطريقة الشحن

سيارة كهربائية ليست مشروعاً مستقبلياً بل سيارة حقيقية تسير وتُباع بثمن باهظ يبلغ 120 ألف يورو ويدفعها محرّك بقوة 300 حصان من سرعة صفر إلى 100 كيلومتر/ الساعة في أقل من 4 ثوان. إن هذه السيارة تولّد 290 نيوتن/ متر من عزم الدوران وتتميز بالحيوية والرشاقة، على الرغم من أن مجموع البطاريات يصل وزنه إلى 453 كلغ. أما وزن السيارة فخفيف. ويكمن سرُّ تيسلا في احتوائها على ما يعادل 6830 بطارية ليتيوم أيون، المشابهة لبـطاريات الحواسيب المتنقلة، وقـد حسّنت وجمعت في معمل في تايوان.
كما صمم نظام التبريد ليعمل على حرارة قصوى ما يؤمن اكتفاء مثالياً. ولا تستطيع السيارة اجتياز المسافة التي تفصل بين باريس ونيس دفعة واحدة، كما لا يوجد متسع كبير للأمتعة. لكنها تجتاز مسافة 350 كلم بعد تعبئتها مرة واحدة لمدة ثلاث ساعات ونصف إلى أربع ساعات، ويمكن أن تخدم 160 ألف كيلومتر.

• شيفروليه فولت:
Chevrolet - Volt

السرعة القصوى 160 كم/سا
نوع البطارية ليتيوم أيون

سيارة ميني من BMW: BMW - Mini E

المسافة المقطوعة في الشحنة الواحدة 240 كم
السرعة القصوى 150 كم/سا
نوع البطارية ليتيوم أيون

كان هذا استعراض للتحول إلى السيارات العاملة على الطاقة الكهربائية حيث تشهد هذه السيارات إقبالاً ورواجاً اقتصادياً واجتماعياً يتفق مع استراتيجية ترشيد استهلاك الطاقة الملوثة، والحفاظ على البيئة.
ورغم إنه لا يزال من المبكر ترجيح نظام الوقود الأمثل لسيارة المستقبل تبدو حظوظ السيارة الكهربائية متقدمة على غيرها. ولكن الترجيح النهائي لهذه السيارة لا يزال مرهوناً بالتقدم الممكن تحقيقه على صعيد تقنية بطارية «الليثيوم» وحجمها، وسعرها، والأهم قابليتها لإعادة الشحن السريع.
6- مزايا السيارات الكهربائية:
أهم المزايا التي تتمتع بها السيارات الكهربائية مقارنة بنظيرتها من السيارات التقليدية:
1. الاقتصاد في استهلاك الوقود النفطي: إذ تستهلك الطاقة الكهربائية فقط.
2. الحد من إهدار الطاقة أثناء تقليل السرعة وتوقفها، لأنها تعمل على استعادة الطاقة المُبددة وتخزينها في البطارية أثناء عمليات الفرملة.
3. تكلفة الكهرباء في السيارات الكهربائية لجميع الاستخدامات الكهربائية الثانوية كالـ (التكييف – مسجل الصوت -...) تُقدر بأقل بكثير من تكلفتها عما هي في سيارات البنزين.
4. السيارات الكهربائية تساعد على تقليل الضغط على محطات البنزين، كما أنها تزيد من فرص توفير طاقة احتياطية عند حالات الطوارئ.
5. الحد من ظاهرة الضوضاء: إن الضوضاء الناتجة عن السيارة الكهربائية معدومة.
6. الحد من مصادر التلوث: إذ لا يوجد أي نوع من الانبعاثات والعوادم والملوثات الغازية أو الغبارية في الجو.

7- دور وزارة النقل في تشجيع استخدام السيارات الكهربائية محلياً:
نظراً لأن نتائج الدراسات كانت مطابقة لرؤية الحكومة في الحد من استهلاك الطاقة الأحفورية، والتقليل من كميات العوادم الملوثة، وتخفيض نسب الملوثات الغازية في المدن الكبرى وزيادة الآثار الإيجابية المباشرة وغير المباشرة على الدخل القومي في قطاعات (الصحة – البيئة – فاتورة الوقود المستورد بالقطع الأجنبي...)
كللت الجهود المبذولة بتشجيع انتشار السيارات الصديقة للبيئة (الهجينة والكهربائية) في سورية بإصدار كريم من سيادة الرئيس الدكتور بشار الأسد للمرسومين التشريعي رقم43 لعام 2010 و212 لعام 2010 اللذين تضمنا العديد من الحوافز التشجيعية والداعمة لانتشار هذه الأنواع الصديقة للبيئة والاقتصادية محلياً:
كتخفيض الرسوم الجمركية حتى 20% للسيارات الكهربائية مهما كانت استطاعة محركها، وإلغاء رسم حماية البيئة، وتخفيض رسم التسجيل السنوي حتى 3000 ليرة سورية مما يسهل الاقتناء ويساعد على انتشار هذه الأنواع من السيارات محلياً.
تبيّن لنا من خلال الاستعراض السابق للسيارة الكهربائية الفوائد البيئية والاقتصادية الكبيرة التي يمكن أن تقدمها هذه السيارة، وبعد أن بات عصر المركبات الكهربائية على الأبواب ولمزيد من التشجيع الحكومي ولتسهيل استخدامها محلياً يُقترح ما يلي:
• دراسة إنشاء البنية التحتية ومحطات الشحن لهذه السيارات من قبل وزارة الكهرباء كونها المعني الأول بهذا الموضوع بالتشارك مع المحافظات التي ستقوم بنشر هذه السيارات في شوارعها، وبالاستفادة من التجربة الفرنسية المعروضة أعلاه، حتى يمكن تخديمها أثناء عملها ضمن المدن والمواقف الخاصة بهذا النوع من السيارات، حيث يكون الموقف مزوداً بشاحن حتى يتمكن المستخدم من شحن سياراته في حال توقفها في هذه المواقف علماً إنه يمكن شحن السيارة الكهربائية من أي مأخذ كهربائي عادي (تيار متناوب) كما لو أنه شحن الهاتف الخلوي أو الكمبيوتر المحمول من مأخذ تيار كهربائي عادي.
• دعوة محافظتي دمشق وحلب لتشجيع هذه المركبات من خلال السماح لها بدخول المدينة القديمة في جميع الأوقات، واستخدام مركبات النقل الجماعي الصغيرة (من 4 حتى 12 راكباً) وكذلك استخدام عربات جمع القمامة المستقبلية على الكهرباء.
• توجيه الجهات الحكومية لأخذ السيارات السياحية الكهربائية بعين الاعتبار عند استبدال السيارات القديمة.
• دراسة إمكانية منح قروض ميسرة بفوائد مخفضة لتشجيع الحصول على هذه السيارات بما يشجع الناس على امتلاكها كونها بالأساس باهظة الثمن مقارنة بالسيارات العاملة على البنزين.

المراجع:
1- دراسة السيارة الكهربائية وتشجيع استخدامها في سورية – وزارة النقل 2010 www.mot.gov.sy
2-  قرار الحكومة الفرنسية رقم 1875 لعام 2007 لتحفيز استخدام السيارات الكهربائية.
3-  مذكرة عمدة لندن إلى حكومة المملكة المتحدة بخصوص تشجيع استخدام السيارات الكهربائية في لندن ومطارها ومواقفها.

www.teslamotors.com 4-
5- www.autolib.fr

 

 

 

 

 

المصدر : الباحثون العدد 69 أذار 2013