https://virgool.io/feed/@abda fa 2026-06-10 12:30:49 https://static.virgool.io/images/default-avatar.jpg https://virgool.io/@abda https://virgool.io/mobility/%D8%AA%D8%B9%D8%AF%DB%8C%D9%84-%D8%B4%D8%A8%DA%A9%D9%87%DB%8C-%D8%A8%D8%B1%D9%82-%D8%AE%D9%88%D8%AF%D8%B1%D9%88%D9%87%D8%A7%DB%8C-%D8%A8%D8%B1%D9%82%DB%8C-%D8%AE%DB%8C%D9%84%DB%8C-%D8%B4%D8%A8%DB%8C%D9%87-%D8%A2%D8%A8%DA%AF%D8%B1%D9%85%DA%A9%D9%86%D9%87%D8%A7-%D9%87%D8%B3%D8%AA%D9%86%D8%AF-%D8%A8%D9%86%D8%A7%D8%A8%D8%B1%D8%A7%DB%8C%D9%86-%D8%A2%D8%B1%D8%A7%D9%85-%D8%A8%D8%A7%D8%B4%DB%8C%D8%AF-j8cc4hlfo4mb مقدمه[i]آب‌گرمکن‌های برقی همان مقدار برق مصرف می‌کنند که خودروهای برقی، و از شبکه به همان صورت برق می‌کشند: همه تقریبا در همان زمان از روز از آن‌ها کار می‌کشند. ایالات متحده همین الان 60 میلیون از این گرم‌کن‌ها دارد و می‌تواند شبکه را بدون مشکلی توازن کند. بنابراین اضافه‌کردن ده‌ها میلیون خودروی برقی بایستی خیلی قابل مدیریت باشد، حتی بدون کنترل مستقیم روی این که کی خودروها شارژ می‌شوند. اکثر نیازهای رانندگی تنها دو تا سه ساعت شارژ می‌خواهد: 90 درصد اوقات خودروها در برد اطراف خانه‌ی خود باقی می‌مانند. البته، شارژ هوشمند با قیمت‌های پایین ساعات غیر اوج بایستی اختیار شود تا بار پخش شود. همین طور که وسایل نقلیه‌ی برقی (و آب‌گرمکن‌های برقی!) دارند هوشمندتر می‌شوند، آن‌ها می‌توانند کنترل‌های پیشرفته‌ی الکترونیکی را به کار گیرند تا شارژ را همچنان که قیمت‌های عمده‌فروشی برق طی روز تغییر می‌کنند روشن و خاموش کنند. این مسئله همین طور که بادی و خورشیدی بخش بزرگتری از ترکیب انرژی می‌شوند، به طور فزاینده‌ای مهم خواهد شد. ما مثال‌هایی از هاوایی، کالیفرنیا، و تگزاس خواهیم زد که شامل قیمت‌های جاری هر کیلووات‌ساعت و هزینه‌ی «پر کردن باکتان» با برق می‌گردد. ما نگاهی به آب و برق بربانک، یک شرکت خدمات برق شهری کالیفرنیایی که همین الان نرخی مطابق زمان استفاده (TOU) برای خانه‌های با خودروهای برقی پیشنهاد می‌کند، می‌اندازیم.مردم ناآشنا با خودروهای برقی اغلب می‌ترسند که یک شکوفایی مالکیت وسایل نقلیه‌ی برقی، آشوبی را به شبکه‌ی برق خواهد آورد. برای مثال، ما اخیرا با مدیر یک تفریحگاه ساحلی صحبت کردیم که از اضافه کردن یک شارژر وسایل نقلیه‌ی برقی ترسان بود و فکر می‌کرد که آن یک بار نیروی اضافه‌ی بسیار بزرگی ایجاد خواهد کرد. او نمی‌دانست که حتی یک تاثیر کوچک نیز بسیار قابل جلوگیری است.چه‌طور می‌تواند این‌گونه باشد؟ اول این‌که، خودروهای برقی به طرز قابل توجهی برق کمی می‌خواهند. آن‌ها تقریبا همان مقدار در سال مصرف می‌کنند که یک آب‌گرمکن برقی، و حوالی 60 میلیون از آن‌ها را امروز در ایالات متحده داریم. حتی الگوهای مصرفشان هم مشابه است، با اکثر مصرف در اوایل شب. خبر واقعا خوب این است که شارژ وسایل نقلیه‌ی برقی – مثل شارژ آب‌گرمکن‌های برقی – می‌تواند کنترل شود و به ساعات کم‌هزینه و کم‌آلایندگی روی شبکه‌ی برق منتقل گردد.جدول زیر، تقاضای بیشینه، شکل بارگذاری، و مصرف سالانه‌ی آب‌گرمکن‌های برقی و وسایل نقلیه‌ی برقی را مقایسه می‌کند:آن‌ها شبیه به نظر نمی‌رسند، اما از منظر یک شبکه‌ی برق، آن‌ها قطعا مشابه رفتار می‌کنند.این‌ها اعداد یک آب‌گرمکن نوعی (آپارتمان یا خانه‌ی تک خانوار) و یک خودروی برقی نوعی (نیسان لیف، شوی بلت، یا تسلا 3) هستند. یک یوپی‌اس برقی، یا کامیون فِداِکس، یا نیمه‌کامیون برقی کلا یک دسته‌ی متفاوت و دیگر برای شارژ وسایل نقلیه‎ی برقی است (چنان که یک ماشین لباسشویی خودکار یا یک استخر شنای شهری از یک منظر آب داغ متفاوت هستند.)اگر ما می‌توانیم با آب‌گرمکن‌های برقی کنار بیاییم، می‌توانیم با وسایل نقلیه‌ی برقی هم کنار بیاییمبنابراین، تاثیر میلیون‌ها خودروی برقی احتمالا خیلی قابل کنترل خواهد بود، حتی بدون کنترل مستقیم روی این که کی خودروها شارژ می‌شوند –تقریبا همان چیزی که برای آب‌گرمکن‌ها رخ داده است. اما برای رفت‌وآمد نوعی و خرید روزانه‌ی مالک نوعی وسیله‌ی نقلیه‌ی برقی، تنها دو تا سه ساعت از شارژ در هر روز کافی است. در حالی که ما حتما به شارژرهای ولتاژ بالای «سریع» در طول آزادراه‌ها نیاز داریم تا سفرهای بلندتر ممکن شود، 90% از اوقات خودروها در برد خانگی خود باقی می‌مانند، و می‌توانند در طول شب در خانه یا در طول روز در محل کار شارژ شوند.اکثر افراد با وسایل نقلیه‌ی برقی از سر کار به خانه می‌آیند، خودروی خود را به پریز می‌زنند، و تا صبح خودرو کاملا شارژ شده است. مادامی که صبح برای رفتن آماده باشند، آن‌ها واقعا اهمیتی نمی‌دهند که سه ساعت شارژی که نیاز دارند از 6 تا 9 شب رخ داده یا 2 تا 5 صبح. اما از منظر شبکه، این خیلی اهمیت دارد: ساعات آخر عصر و ساعات اول شب برای شبکه‌های برق دوره‌های اوج مصرف هستند، و افزودن شارژ وسایل نقلیه‌ی برق در آن ساعت‌ها می‌تواند برای سیستم نیرو خیلی گران باشد.در یک روز عادی، هر دوی آب‌گرمکن‌ها و وسایل نقلیه‌ی برقی نیاز دارند که دو تا سه ساعت در حال شارژ باشند. ما می‌توانیم تاثیرات آن‌ها – و هزینه‌هایشان –را با متمرکز کردن آن ساعت‌ها در کم‌هزینه‌ترین و کم‌آلایندگی‌ترین بخش روز، کمینه کنیم.قیمت‌گذاری بر حسب زمان استفادهاین همان علتی است که نرخ‌های بر حسب زمان استفاده (TOU) برای شارژ وسایل نقلیه‌ی برقی بسیار مهم هستند. تقریبا هر خودروی برقی، یک «کنترلر شارژ» دارد که می‌تواند برنامه‌ریزی شود تا تنها در ساعات مشخصی شارژ کند. اگر راننده در ساعت 6 عصر به خانه بیاید، اما شارژر را تنظیم کند که در نیمه‌شب روشن شود، او همچنان تا صبح یک خودروی کاملا شارژ شده خواهد داشت.آب و برق بربانک، یک شرکت خدمات عمومی برق نزدیک لس‌آنجلس، یک نرخ اختیاری TOU (بر حسب زمان استفاده) «برای تمام خانه» برای خانه‌های با خودروی برقی ارایه می‌کند. جدول ذیل این نرخ را با نرخ استاندارد بربانک مقایسه می‌کند تا هزینه‌ای را که یک مشتری تحت هر کدام از این نرخ‌ها برای شارژ یک وسیله‌ی نقلیه‌ی برقی با 300 کیلووات‌ساعت در ساعات غیر اوج مصرف متحمل می‎شود را نشان دهد. (این جدول فرض می‌کند که مشتری حداقل 300 کیلووات‌ساعت در ماه برای چراغ‌ها و وسایل برقی دیگر خانه مصرف می‌کند، و بنابراین در بلوک دوم نرخ استاندارد بربانک خواهد بود.)ب‌گرمکن‌ها نیز می‌توانند از نرخ‌های بر حسب زمان استفاده نفع ببرند؛ در واقع، میلیون‌ها خانه در مناطق حومه و روستایی غربی همین الان نرخ‌های زمان استفاده برای آب‌گرمکن‌های برقی دارند. به جای برنامه‌ریزی یک شارژ وسیله‌ی نقلیه‌ی برقی، مشتریان آب‌گرمکن با نرخ‌های زمان استفاده می‌توانند به سادگی یک زمان‌سنج نصب کنند تا مطمئن شوند که آب‌گرمکن وقتی شارژ می‌شود که نیروی برق کم‌هزینه و کم‌آلایندگی است.شارژ هوشمند و هوشمندتردر حالی که نرخ‌های TOU(زمان استفاده) یک راه خوب برای پاسخ گفتن به این بارها هستند، نسل بعدی خودروهای برقی و آب‌گرمکن‌های برقی حتی فرصتی بزرگتر را مهیا خواهند کرد. آن‌ها قادر خواهند بود که کنترل‌های الکترونیک پیشرفته‌ای را به کار گیرند تا شارژ را چنان که شرایط شبکه و قیمت‌های بازار عمده‌فروشی نیروی برق در طول روز تغییر می‎‌کنند، روشن و خاموش کنند. این توانمندی همچنان که بادی و خورشیدی بخش بزرگتری از عرضه‌ی نیرو می‌شوند، به طور فزاینده‌ای برای شبکه مهم خواهد شد.برای مثال، در هاوایی، که بادی در طول شب و خورشیدی در طول روز موجود است، یک شارژر هوشمند آب‌گرمکن ممکن است که به آب‌گرمکن در بازه‌ی 3-5 صبح و 11-2 ظهر برق برساند، در حالی که مصرف واقعی آب گرم در بازه‌ی 5-8 صبح و 5-8 غروب متمرکز خواهد بود. تانکر آب‌گرمکن به مقدار کافی آب گرم در خود نگه می‌دارد که مصرف‌کننده هرگز متوجه نمی‌شود – حتی تانکرهای کوچکتر که اغلب در آپارتمان‌ها و کاندوهای «ایالت درود» (منظور هاوایی است) یافت می‌شوند، با شارژ دو بار در روز خوب کار می‌کنند. به طور مشابه، در کالیفرنیا، که نیروی خورشیدی، در وسط روز متمرکز شده است، شرکت‌های خدمات عمومی دارند شارژ وسیله‌ی نقلیه در محل کار را آزمایش می‌کنند تا از این نیروی کم‌هزینه و کم‌آلایندگی بهره ببرند. در مقابل، مقدار زیادی انرژی بادی در طول شب دارد، مشوق‌ها آنجا به سمت آن خواهد بود که در طول شب شارژ انجام شود.شارژ هوشمند می‌تواند به مقدار زیادی تاثیر بر شبکه‌ی آب‌گرمکن‌های برقی موجود و تعداد در حال رشد وسایل نقلیه‌ی برقی را تلطیف کند. با حصول اطمینان از این که هر دو دارند در یک زمان شارژ نمی‌شوند، شرکت‌های خدمات عمومی می‌توانند از هزینه‌های ارتقای ترانسفورماتور (مبدل) توزیع جلوگیری کنند. (این به تنهایی با نرخ‌های TOU(زمان استفاده) به دست نمی‌آید، چرا که همان بازه‌ی کم‌هزینه به هر دو تعلق می‌گیرد.) یک طراحی نرخ هوشمند، که در «طراحی نرخ هوشمند برای یک آینده‌ی هوشمند» توسط «پروژه‌ی کمک به رگولاتوری» آمده است، مشوق‌های مورد نیاز را پیشنهاد می‌کند:این طراحی نرخ، با تحمیل یک هزینه‌ی کوچک زیرساخت سیستم معادل 1 دلار در هر کیلووات در ماه، مشوقی برای جداکردن شارژ آب‌گرمکن از شارژ وسیله‌ی نقلیه‌ی برقی فراهم می‌کند، در حالی که نرخ TOU(زمان استفاده) مشوقی برای انجام دادن هر دوی این کارها در پنجره‌ی زمانی غیر اوج مصرف فراهم می‌نماید. اما هزینه‌ی زیرساخت سیستم آنقدر بزرگ نیست که مشتری‌ای را که هر از گاهی مصرف بالا دارد، تنبیه کند، آن طوری که یک هزینه‌ی تقاضای معمول‌تر 6 دلار بر کیلووات این کار را می‌کند. این هزینه‌ی سقف بحرانی مشوقی قوی را فراهم می‌کند که فرد نه وسیله‌ی نقلیه را و نه آب‌گرمکن را زمانی که شبکه تحت فشار است، شارژ نکند.یک برنامک شارژ هوشمند برای وسیله‌ی نقلیه به مالک آن اجازه می‌دهد که درخواست یک شارژ «اقتصادی» را بدهد که اطمینان حاصل می‌کند که شارژ در بازه‌ی کم‌هزینه‌ای انجام می‌شود، یا درخواست یک شارژ «اورژانسی» را برای مواقعی که او واقعا به آن نیاز دارد، بدهد. به طور مشابه، یک آب‌گرمکن می‌تواند تنظیم شود که تنها زمانی از نیروی برق پرهزینه استفاده کند که یک دکمه‌ی خاص فشرده شود (برای مثال، زمانی که مهمانان باعث مصرف بیشتر از نرمال از آب گرم می‌شوند).خودروهای برقی و آب‌گرمکن‌های برقی قطعا ظاهر مختلفی دارند. اما آن‌ها فرصت‌های مشابهی را برای کاهش وابستگی به سوخت فسیلی، بهره‌گرفتن از منابع کم‌هزینه و کم‌آلایندگی در شبکه‌ی برق، و صرفه‌جویی در پول مصرف‌کنندگان در صورت شارژ هوشمند در اختیار می‌گذارند.به موضوع تفریحگاه ساحلی برگردیم: وقتی که مدیر آن فهمید که یک وسیله‌ی نقلیه‌ی برقی همان قدری نیروی برق مصرف می‌کند که یک آب‌گرمکن، خیالش راحت شد؛ آن تفریحگاه همین الان تعداد زیادی آب‌گرمکن برقی دارد. ما فهمیدیم که اتاقک تاسیسات این تفریحگاه یک مدار 50 آمپری 240 ولتی برای یک پریز مخصوص جوشکاری، آن داخل، داشت که در طول تاریخ 12 ساله‌اش استفاده نشده بود. انتقال آن پریز به بیرون با هزینه‌ی 200 دلار یک برقکار – و افزودن یک شارژر 40 آمپری 300 دلاری برای دارندگان وسیله‌ی نقلیه‌ی برقی که به تفریحگاه می‌آیند شارژ را ممکن می‌کرد. ما اخیرا آن را برای یک خودروی «کیا نیرو» و یک خودروی «تسلا اکس» به کار بردیم. یک باکس افتخاری به دارندگان وسیله‌ی نقلیه‌ی برقی اجازه می‌دهد که برای برقی که استفاده می‌کنند پرداختی انجام دهند و در طول زمان پول شارژر در آید، هر دفعه چند دلار.منبع[i] https://energypost.eu/grid-balancing-electric-cars-are-a-lot-like-water-heaters-so-relax/ aryan aryan Thu, 03 Oct 2019 10:27:57 +0330 https://virgool.io/mobility/%D8%AF%D8%A7%D8%AF%D9%87%D9%87%D8%A7%DB%8C-%D8%AC%D8%AF%DB%8C%D8%AF-%D9%81%D8%B1%D9%88%D8%B4-%D8%AE%D9%88%D8%AF%D8%B1%D9%88%D9%87%D8%A7-%D9%86%D8%B4%D8%A7%D9%86-%D9%85%DB%8C%D8%AF%D9%87%D8%AF-%DA%A9%D9%87-%D9%88%D8%B3%D8%A7%DB%8C%D9%84-%D9%86%D9%82%D9%84%DB%8C%D9%87%DB%8C-%D8%A8%D8%B1%D9%82%DB%8C-%D9%87%D9%86%D9%88%D8%B2-%DB%8C%DA%A9-%DA%86%DB%8C%D8%B2-%D9%84%D9%88%DA%A9%D8%B3-%D9%87%D8%B3%D8%AA%D9%86%D8%AF-%D8%AF%D8%B1-%D8%AD%D8%A7%D9%84%DB%8C-%DA%A9%D9%87-%D8%A8%D9%86%D8%B2%DB%8C%D9%86%DB%8C%D9%87%D8%A7-%D8%A8%D9%87-%D8%A7%D9%81%D8%B2%D8%A7%DB%8C%D8%B4-%D8%AE%D9%88%D8%AF-%D8%A7%D8%AF%D8%A7%D9%85%D9%87-%D9%85%DB%8C%D8%AF%D9%87%D9%86%D8%AF-rxxgxoo4cnoe مقدمه[i]وقتی که فروش خودروهای بنزینی به افزایش خود ادامه می‌دهد، سخت است که بحث از این بکنیم که انقلاب وسایل نقلیه‌ی برقی همین نزدیکی‌هاست. بله، فروش خودروهای دیزلی دارد افت می‌کند، اما افراد بیشتری دارند به بنزینی‌ها عوض می‌کنند تا وسایل نقلیه‌ی برقی. این ماه، دو مجموعه‌ی داده از انجمن تولیدکنندگان اتومبیل اروپا (ACEA) نشان می‌دهد که افزایش‌های زیاد وسایل نقلیه‌ی برقی تنها در کشورهای با درآمد بالا دارند رخ می‌دهند. حتی 49.1% سهم بازار وسایل نقلیه‌ی برقی در نروژ ثروتمند یک استثناء است. ملت‌هایی که دوم و سوم شده‌اند هنوز تک رقمی هستند: سوئد (8%) و هلند (6.7%). در این میان، نیمی از همه‌ی کشورهای اتحادیه‌ی اروپا سهم بازار وسایل نقلیه‌ی برقیشان کمتر از 1% است. بنابراین اگر چه وسایل نقلیه‎‌ی برقی افزایش 40 درصدی در سطح اتحادیه‌ی اروپا داشته‌اند، این افزایش پایگاه ضعیفی داشته است.ارتباط بین افزایش خودروهای برقی و GDP در اتحادیه‌ی اروپا{تاریخ: 19/02/1398} این نقشه ارتباط بین افزایش بازار وسایل نقلیه‌ی قابل شارژ با برق (ECV ها) و سرانه‌ی GDP برای 28 کشور عضو اتحادیه‌ی اروپا به اضافه‌ی نروژ و سوییس را به تصویر می‌کشد.شکل 2 سهم بازار وسایل نقلیه‌ی قابل شارژ با برق – 2018 (کشورهای عضو اتحادیه‌ی اروپا و کشورهای عضو EFTA)شکل 3 سرانه‌ی GDP به یورو – 2018 (کشورهای عضو اتحادیه‌ی اروپا و کشورهای عضو EFTA)مشاهدات کلیدی2.0% از خودروهای جدید ثبت‌شده در اتحادیه‌ی اروپا در سال 2018 ECVها (وسایل نقلیه‌ی قابل شارژ با برق) بودند.اما، نیمی از همه‌ی کشورهای عضو اتحادیه‌ی اروپا سهم بازار ECVآن‌ها (وسایل نقلیه‌ی قابل شارژ با برقشان) کمتر از 1% است.همه‌ی کشورهای با سهم بازار ECV کمتر از 1% GDP ای کمتر از 29000 یورو دارند، شامل کشورهای جدید عضو اتحادیه‌ی اروپا در اروپای مرکزی و شرقی و همچنین اسپانیا، ایتالیا، و یونان.در مقابل، یک سهم بازار ECVبالای 3.5% تنها در کشورهایی رخ می‌دهد که سرانه‌ی GDPبیش از 42000 یورو دارند.خیلی‌ها بازار نروژ را به عنوان یک بنچمارک و الگو می‌گیرند. اما درست مثل GDP 73200 یورویی آن که بیش از دو برابر متوسط اتحادیه‌ی اروپا (30600 یورو) است، سهم ECV49.1 درصدی نروژ یک استثناء در اروپا است.کشورهایی که دوم و سوم شده‌اند، سوئد (8%) و هلند (6.7%)، برخی از بالاترین GDP ها در اتحادیه‌ی اروپا را دارند اما سهم بازار ECV بسیار کمتری را دارا هستند.در انتهای دیگر این طیف، در لاتویا تنها 93 خودروی برقی در سال 2018 فروخته شد. و با سهم بازار 0.2 درصدی ECV ها (وسایل نقلیه‌ی قابل شارژ با برق) لهستان کمترین میزان اختیار کردن خودروهای برقی در اتحادیه‌ی اروپا را دارد.نه تنها یک جدایی واضح بین مرکز و شرق اروپا و غرب اروپا می‌بینیم، بلکه یک جدایی بزرگ نیز بین شمال و جنوب آن مشاهده می‌کنیم (به عنوان مثال یونان 0.3% و ایتالیا 0.5%)5 کشور اول با کمترین سهم خودروهای الکتریکی در اتحادیه‌ی اروپا1. لهستان – 0.2% با 1324 ECV (وسیله‌ی نقلیه‌ی قابل شارژ با برق) فروخته‌شده در 2018 (GDPمعادل 12900 یورو)2. اسلوواکی – 0.3% با 293 ECV فروخته‌شده در 2018 (GDP معادل 16600 یورو)3. یونان – 0.3% با 315 ECV فروخته‌شده در 2018 (GDP معادل 17100 یورو)4. جمهوری چک – 0.4% با 981 ECV فروخته‌شده در 2018 (GDP معادل 20500 یورو)5. لیتوانی – 0.4% با 143 ECV فروخته‌شده در 2018 (GDP معادل 15900 یورو)سهم بازار ECV ها (وسایل نقلیه‌ی قابل شارژ با برق) در 5 بازار بزرگتر خودرو در اتحادیه‌ی اروپا1. آلمان – 67658 ECV (وسیله‌ی نقلیه‌ی قابل شارژ با برق)، یا 2.0% از 3.4 میلیون خودروی فروخته‌شده در سال 2018 (GDP معادل 41000 یورو)2. انگلیس – 59947 ECV، یا 2.5% از 2.4 میلیون خودروی فروخته‌شده در سال 2018 (GDPمعادل 37600 یورو)3. فرانسه – 45623 ECV، یا 2.1% از 2.2 میلیون خودروی فروخته‌شده در سال 2018 (GDPمعادل 36200 یورو)4. ایتالیا – 9731 ECV، یا 0.5% از 1.9 میلیون خودروی فروخته‌شده در سال 2018 (GDPمعادل 29000 یورو)5. اسپانیا – 11810 ECV، یا 0.9% از 1.3 میلیون خودروی فروخته‌شده در سال 2018 (GDPمعادل 26200 یورو)تغییر در فصل اول سال 2019: دیزلی %17.9-، بنزینی %3.3+، برقی %40.0+{تاریخ 18/02/1398} در فصل اول سال 2019، نزدیک به 60% از همه‌ی خودروهای مسافری ثبت‌شده در اتحادیه‌ی اروپا با بنزین کار می‌کردند، در حالی که کمتر از یک سوم، سوختشان دیزلی بود. همه‌ی خودروهای با سوخت جایگزین روی هم 8.5% از بازار اتحادیه‌ی اروپا را شامل می‌شدند، که از این بین ECV ها (وسایل نقلیه‌ی قابل شارژ با برق) 2.5% از همه‌ی خودروهای فروخته‌شده را در این ناحیه در فصل اول این سال تشکیل می‌دادند.شکل 4 خودروهای مسافری جدید بر اساس نوع سوخت در اتحادیه‌ی اروپا (% سهم بازار، فصل 1 سال 2019)خودروهای بنزینی و دیزلیبه استثنای آلمان، تقاضا برای خودروهای بنزینی در 5 بازار بزرگتر خودرو در اتحادیه‌ی اروپا افزایش یافت که در این بین ایتالیا بالاترین درصد افزایش (%21.6+) را داشت. در نتیجه، سهم بازار بنزینی‌ها از 55.5% به 59.3% در فصل اول سال 2019 افزایش یافت.از طرف دیگر، ثبت خودروهای دیزلی در اکثر کشورهای عضو اتحادیه‌ی اروپا به جز آلمان، استونی، لاتویا، و لیتوانی کاهش داشت. سهم خودروهای دیزلی در این بازار معادل تقریبا 6 واحد در مقایسه با همین فصل یک سال قبل، افت داشت و حالا برابر 32.2% از این بازار است.وسایل نقلیه با سوخت جایگزین (APV ها)در فصل نخست سال 2019، تقاضا برای خودروهای با سوخت جایگزین در اتحادیه‌ی اروپا برابر با 25.9% افزایش داشت. باعث این رشد، بخش وسایل نقلیه‌ی قابل شارژ با برق بود که با 99174 واحد ثبت‌شده 40.0% افزایش داشت. در داخل این بخش، فروش وسایل نقلیه‌ی برقی باتری‌ای (BEV) به مقدار قابل توجهی (84.4%) رشد داشت، در حالی که ثبت هیبریدهای پلاگین در عمل ثابت ماند. وسایل نقلیه‌ی برقی هیبرید (HEV) نیز عملکرد خوبی داشتند (%33.3+)، که در کل 184808 واحد فروخته‌شده طی سه‌ماهه‌ی نخست این سال داشتند. در مقابل، ثبت خودروهای LPGو NGV برابر با 7.2% در این فصل اول کاهش یافت، که به طور عمده به خاطر افت زیادی بود که در تقاضا برای وسایل نقلیه‎ی با گاز طبیعی (NGV) رخ داد.ثبت وسایل نقلیه‌ی با سوخت جایگزین (APV ها) به طور برجسته‌ای در همه‌ی بازارهای عمده در اتحادیه‌ی اروپا افزایش داشت. تقاضا برای APVها بیشترین درصد افزایش خود را در آلمان (%62.9+) – به طور عمده به خاطر دو برابر شدن فروش در بخش هیبرید – و نیز در اسپانیا (%48.9+) داشت.شکل 5 ثبت خودروهای مسافری جدید در اتحادیه‌ی اروپا بر اساس نوع سوخت جایگزین[i] https://energypost.eu/new-car-sales-data-shows-evs-still-a-luxury-as-petrols-keep-rising/ aryan aryan Thu, 26 Sep 2019 16:54:07 +0330 https://virgool.io/mobility/%D8%A7%D8%AA%D8%AD%D8%A7%D8%AF-%D8%A7%D8%B1%D9%88%D9%BE%D8%A7%DB%8C%DB%8C-%D8%A8%D8%A7%D8%AA%D8%B1%DB%8C-%D8%AF%D8%A7%D8%B1%D8%AF-%DB%8C%DA%A9-%D9%85%D8%B1%D8%AD%D9%84%D9%87-%D8%A8%D8%A7%D9%84%D8%A7%D8%AA%D8%B1-%D9%85%DB%8C%D8%A2%DB%8C%D8%AF-tfbqqutafgpi مقدمه[i]اروپا به باتری نیاز دارد، در درجه‌ی اول برای جابه‌جایی پاک و پایدارسازی شبکه. اما تولید سلول‌های لیتیوم-یون اروپا کمتر از 3 درصد سهم جهانی است و آن هم عمدتا برای گوشه بازارهای سطح بالا، نه بخش خودرویی. اگر اروپا سریع عمل نکند، رسیدن به آسیا غیرممکن خواهد شد. با اندازه‌ی بخش خودرویی اروپا، این یک باید راهبردی است: 13.3 میلیون شغل، یا 6.1 درصد از کل نیروی کار. اتحاد اروپایی باتری هدف 200 گیگاوات‌ساعت در سال را برای ظرفیت تولید تا سال 2025 گذاشته است که برابر با 4 گیگافکتوری به اندازه‌‌ای آنی است که توسط تسلا-پاناسونیک در نوادا توسعه یافته است، و به مقدار زیادی بیشتر از عدد جهانی امروز برابر با 160 گیگاوات‌ساعت. اما این، هماهنگی بی‌سابقه‎ای را بین دولت‌ها و شرکت‌های اروپا و مذاکره‌ی با دقت با همتایانشان در آسیا را می‌طلبد که امروز به آن‌ها بسیار وابسته هستند.تولیدکننده‌ی سلول باتری فرانسوی، سفت (Saft) و اپل (Opel) که زیرمجموعه‎ی آلمانی PSA Groupخودروساز است، دارند جزئیات یک پروژه‌ی سرمایه‌گذاری عمده را در تولید سلول باتری نهایی می‌کنند. آیا اتحادیه‌ی اروپا دارد در نهایت سیطره‌ی آسیا را بر تولید سلول باتری به چالش می‌کشد؟ چه شانس موفقیتی برای اتحادیه‌ی اروپایی باتری (EBA) وجود دارد و این چه معانی‌ای برای سیاست صنعتی اتحادیه‌ی اروپا می‎تواند داشته باشد؟اروپا به باتری نیاز دارد: جابه‌جایی پاک، پایدارسازی شبکهدر سال 2017، کمیسیون اروپا (EC) راجع به مخاطره‌ی جدی برای اروپا که بخواهد به طور بازگشت‌ناپذیری به واردات سلول باتری وابسته شود، برای هر دو کاربرد جابه‌جایی پاک و پایدارسازی شبکه‌های نیرو با یکپارچه‌سازی سهم بالایی از منابع انرژی تجدیدپذیر متغیر، هشدار داد. وسایل نقلیه‌ی قابل شارژ با برق (EV ها)، هنوز تنها 2% از خودروهای جدید ثبت‌شده را در سطح اتحادیه‌ی اروپا در تمام سال 2018 شامل می‌شوند، اما آهنگ رشد سال به سال آن‌ها به 38.2% رسید و با توافق اخیر در هدف‌گذاری‌های جاه‌طلبانه‌ی آلایندگی CO2 برای 2025 و 2030 برای خودروها و ون‌های جدید، این روند قرار است که ادامه پیدا کند. به طور مشابه، جابه‌جایی‌های مورد انتظار در ترکیب‌های برق ملی، شامل خروج فاز‌به‌فاز آلمان از زغال سنگ، نیازهای قابل‌توجهی را برای انعطاف ایجاد خواهد کرد، و لذا فرصت‌های قوی بازار برای ذخیره‌سازهای باتری ثابت ایجاد خواهد نمود.شرق آسیا بر این زنجیره‌ی ارزش سیطره داردهمه‌ی شرایط برای آن که تقاضا افزایش بسیار زیادی یابد، وجود دارد، ولی وقتی صحبت تولید سلول‌های باتری است، زنجیره‌ی ارزش مخاطره‌ی این را دارد که بیشتر آن غیر اروپایی است. سلول‌ها یک جزء راهبردی هستند، که حوالی 70% هزینه‌های پک باتری را شامل می‌شود، که باتری نیز به نوبه‌‎ی خود حوالی 35% هزینه‌های یک وسیله‌ی نقلیه‌ی تمام برقی را شامل می‌شود. این بخش، در حال حاضر تحت سیطره‌ی رقبای شرق آسیاست که پاناسونیک (ژاپن) و ال‌جی کِم (کره جنوبی) تولیدکنندگان برتر در بازار خودرو هستند، و سامسونگ اس‌دی‌آی (کره جنوبی)، کَت ال (چین) و اس‌کی اینوویشین (کره جنوبی) با آن‌ها رقابت نزدیکی دارند.سهم اتحایه‌ی اروپا از ظرفیت جهانی کمتر از 3% استدر پاسخ به تقاضای افزاینده‌ی سلول‌های باتری لیتیوم-یون، تولید جهانی از فقط 19 گیگاوات‌ساعت در سال 2010 به 160 گیگاوات‌ساعت در سال 2019 افزایش یافت. رشد در ظرفیت تولید حتی تحسین‌برانگیزتر است: ظرفیت‌های سالانه از 30 گیگاوات‌ساعت در سال 2010 به 285 گیگاوات‌ساعت در سال 2019 رسید. این مسابقه‌ی برای مقیاس‌کردن، ریشه در این واقعیت دارد که به خاطر اهمیت اقتصاد مقیاس در تعدادی از مراحل فرایند، راه‌اندازی خطوط تولید بزرگتر هزینه‌های واحد را کاهش می‌دهد. اتحادیه‌ی اروپا به شکل خطرناکی عقب افتاده است؛ اتحادیه‌ی اروپا کمتر از 3% ظرفیت تولید جهانی سلول لیتیوم-یون را دارد و تولید آن به طور عمده گوشه‌بازارهای سطح بالا را هدف قرار داده است، نه بخش خودرو را.با راه‌اندازی EBA(اتحاد اروپایی باتری)، EC(کمیسیون اروپا) یک بیدارباش به خودروسازها، بازیگران صنعتی از صنعت معادن تا الکتروشیمی، مراکز پژوهشی و دولت‌های عضو اتحادیه‌ی اروپا داد. اگر ذینفعان اروپایی به سرعت واکنش نشان ندهند و نیروهایشان را برای ساخت یک زنجیره‌ی ارزش باتری متحد نکنند، رسیدن به رقبای آسیای غیرممکن خواهد شد. نه تنها اروپا یکی از بزرگترین فرصت‌های کسب‌وکار را در دهه‌ی بعد از دست خواهد داد، بلکه بخش خودرویی آن، که در حال حاضر 13.3 میلیون شغل یا 6.1 درصد از کل نیروی کار اتحادیه‌ی اروپا را شامل می‌شود، نیز مخاطره‌ی از دست دادن میدان را در رقابت جهانی خواهد داشت.اتحاد اروپایی باتری: یک رویکرد پایین به بالا به سیاست صنعتی اتحادیه‌ی اروپانقطه‌ی آغاز EBA(اتحاد اروپایی باتری) تشخیص این بود که کل زنجیره‌ی ارزش – از مواد خام تا بازیافت باتری- برای اتحادیه‌ی اروپا به لحاظ راهبردی مورد علاقه است. بنابراین، همه‌ی ابزارهای موجود بایستی به طور هماهنگی به کار گرفته شود تا محیط توانمندسازی ایجاد شود، ابتکارات همکاری تشویق شوند، و تصمیمات سرمایه‌گذاری تسهیل گردند. با انتخاب یک رویکرد «پایین به بالا» به سیاست صنعتی، EC(کمیسیون اروپا) طرح اینوانرژی –یک شراکت عمومی-خصوصی که توسط موسسه‌ی اروپایی نوآوری و فناوری حمایت می‌شود–را تصویب کرد تا نیازهای این صنعت را اندازه‌گیری کند و موانع عمده‌ی پروژه‌های سرمایه‌گذاری و راهبردهای بالا بردن مقیاس را شناسایی نماید.راهبردهای برجستهپس از یک مشاوره‌ی مفصل با صنعت، EC (کمیسیون اروپا) یک «برنامه‌ی اقدام راهبردی برای باتری‌ها» در آوریل 2018 منتشر کرد. نقاط اقدام 37 گانه‌ی آن بر استفاده‌ی افزایش‌یافته و بیشتر به‌هم‌پیوسته‌ی سیاست‌ها و ابزارهای مالی موجود تمرکز دارد: از یک دسترسی قابل‌اتکا به مواد خام و فرآوری‌شده، بوسیله‌ی توافق‌های تجارت آزاد و خلق یک چارچوب سرمایه‌گذاری جذاب برای فعالیت‌های استخراج، پالایش، و بازیافت در اروپا اطمینان حاصل گردد؛ به مشکل عدم مهارت‌های تخصصی در طراحی فرایند کاربردی و تولید سلول پاسخ گفته شود؛ همه‌ی ابزارهای پشتیبانی بسیج شوند تا تلاش‌های پژوهش و نوآوری در عملکرد فناوری‌های پیشرفته‌ی سلول باتری لیتیوم-یون و تغییر ممکن به نسل بعدی باتری‌ها مبتنی بر الکترولیت‌های حالت جامد تقویت گردد؛ از تامین مالی عمومی استفاده گردد تا از پروژه‌های سرمایه‌گذاری مخاطره‌زدایی شود و گسترش صنعتی تسهیل گردد؛ و نهایتا معرفی ممکن نیازمندی‌های زیست‌محیطی در فاز طراحی برای محصولات باتری که قرار است وارد بازار اتحادیه‌ی اروپا شود، لحاظ گردد.خودروسازان اتحادیه‌ی اروپا همین الان زیادی کش آمده‌اندخودروسازان اتحادیه‌ی اروپا در حالی که برنامه‌های EV (وسایل نقلیه‌ی برقی) خود را توسعه می‌دهند، اهمیت داشتن عرضه‌ی سلول‌های باتری پایدار و با کیفیت را می‌بینند و آن‌ها فکر می‌کنند که قدرت چانه‌زنیشان با تولیدکنندگان حاضر سلول، حداقل در این نقطه از زمان، راضی‌کننده است. در نتیجه، با دانستن این که تغییر به خودروهای خودکار همین الان به تغییر ساختاری و سرمایه‌گذاری‌های عظیم از طرف آن‌ها نیاز دارد و این که رقابت‌پذیری هزینه‌ای برای فروش وسایل نقلیه‌ی برقی یک باید است، سرمایه‌گذاری میلیاردی در گیگافکتوری‌ها یا عقد قراردادهای بزرگ با تازه‌واردهای این بازار یک حرکت راهبردی شناخته نمی‌شود. به طور خلاصه، خودروسازان اتحادیه‌ی اروپا، از EBA (اتحاد اروپایی باتری) پشتیبانی می‎کنند، اما استقلال راهبردی اروپا فاکتور تعیین‌کننده در راهبرد عرضه‌ی سلول آن‌ها نخواهد بود.تا این تاریخ، انتخاب اول آن‌ها این بوده است که رقبای آسیای شرقی را الزام کنند که در تولید سلول باتری در اروپا سرمایه‌گذاری کنند، یعنی نزدیک به مراکز تصمیم و پایگاه مصرف‌کنندگان آن‌ها، تا این که طراحی و کیفیت سلول‌ها را کنترل کنند، در حالی که هزینه‌های جابه‌جایی را کمینه می‌‌‌کنند. این دارد منجر به ساخت چند کارخانه در آلمان (کَت ال)، لهستان (ال‌جی کِم) و مجارستان (سامسونگ اس‌دی‌آی، اس‌کی اینوویشن) می‌گردد. از طرف دیگر، متولیان پروژه در اتحادیه‌ی اروپا، فاقد تعهد مشتریان برای نشان دادن توجیه‌پذیری مالیشان و توسعه‌ی ظرفیت کافی برای رسیدن به اقتصاد مقیاس، و نهایتا تحویل سلول‌های با کیفیت بدون تجاوز قیمت یا تاخیر هستند.تا حالا، شرکت سوئدی نورث‌ولت، پیشرفته‌ترین پروژه‌ی تولیدی است که توسط اروپایی‌ها پیش رانده می‌شود. یک خط پایلوت تحت احداث است، و گام بعدی، تکمیل بخش اول کارخانه در سال 2020 و تولید 8 گیگاوات‌ساعت در سال خواهد بود. به طور خلاصه، EBA با یک چالش دوگانه مواجه است: حصول اطمینان از این که گیگافکتوری‌های کافی در خط تولید اروپا قرار دارند تا این که از کمبودها و کم‌یابی‌ها وقتی که تقاضای اتحادیه‌ی اروپا خیز بر می‌دارد، جلوگیری شود، در حالی که مسئله‌ی مرغ و تخم‌مرغ را برای تازه‌واردهای اروپایی حل می‌کند.صنعت باتری اروپا نهایتا دارد خیز بر می‌داردبه رغم تلاش‌ها اتحادیه‌ی اروپا، رویکرد صبر کنیم و ببینیم که چه می‌شود تاکنون رایج بوده است، اما ممکن است که چیزهایی در حال تغییر باشند. اگر وسایل نقلیه‌ی برقی بزرگترین سهم سودهای آینده را شامل می‌شوند، خودروسازان نمی‌توانند به سلول‌های باتری با عملکرد بالا صرفا با نگاه محصولات لازم، با عرضه‌ی زیاد تضمین‌شده و پتانسیل کم برای تمایز نگاه کنند. شانس این وجود دارد که آن‌ها چیزی بیش از نزدیکی جغرافیایی بخواهند و تلاش کنند که مستقیما در تولید سلول‌های باتری درگیر شوند. در حقیقت، مخاطره‌ی کم‌‎یابی‌ها در سلول‌های باتری دسته‌ی اول همین الان دارد تبدیل به یک نگرانی جدی در بین سازندگان وسایل نقلیه‌ی برقی می‌شود. برای مثال، تسلا اخیرا تایید کرده است که با رمپ‌آپ (افزایش با شیب نمایی) تولید مدل 3 خود مشکل داشته است، چرا که خروجی واقعی سلول‌ها – که پاناسونیک مسئول آن است – تنها به دوسوم ظرفیت نظری 35 گیگاوات‌ساعت گیگافکتوری نوادا رسیده بود.جابه‌جایی راهبردیاین جابه‌جایی راهبردی توسط اعلان‌های گوناگون اخیر تایید شده است: تویوتا دارد یک جوینت‌ونچر (سرمایه‌گذاری مشترک) 51 به 49 سلول‌‎های باتری با پاناسونیک در چین و ژاپن ایجاد می‌کند؛ ب‌ام‌و دارد یک آزمایشگاه شیمی باتری دومی را در آلمان باز می‌کند؛ فولکس‌واگن یک ائتلاف باتری با نورث‌ولت و شرکای دیگری از 7 کشور عضو اتحادیه‌ی اروپا راه انداخته است تا فعالیت‌های پژوهشی مشترکی را که کل این زنجیره‌ی ارزش را می‌پوشاند، هدایت کنند. خودروسازان دارند به رقابتشان در سلول‌های باتری قوت می‌بخشند، تا این که لااقل موقعیت مذاکره‌شان را با تولیدکنندگان برتر بهبود ببخشند یا به طور بالقوه تا این که برای یک درگیری مستقیم‌تر با پروژه‌های گیگافکتوری آماده شوند. چالش برای آن‌ها این است که روابط خوبی را با تامین‌کنندگان کنونیشان حفظ کنند در حالی که همچنین مجموعه‌ی وسیع‌تری از گزینه‌ها را برای وقتی که تولید وسایل نقلیه‌شان تغییر مقیاس می‌دهد کاوش می‌کنند.این یک بازی یه طرز وسیعی باز است و دولت‌های عضو حالا دارند وضعیت بسیار فعال‌تری در ارتقای سلول‌های باتری ساخته‌شده توسط اتحادیه‌ی اروپا به خود می‌گیرند، که شامل ارتقا از طریق مهیا کردن تامین مالی عمومی می‌گردد. طبق قوانین اتحادیه‌ی اروپا، کمک دولتی می‌تواند برای رفع مخاطره از سرمایه‌گذاری در پروژه‌های بزرگ، بسیار نوآورانه، و بین‌ملیتی به کار گرفته شود. باتری‌ها به عنوان یکی از 9 زنجیره‌ی ارزش با اهمیت راهبردی برای رقابت‌پذیری صنعتی و کربن‌زدایی اتحادیه‌ی اروپا شناسایی شده‌اند که این امر علاقه‌مندی EC(کمیسیون اروپا) را به تایید طرح‌های کمک دولتی برای پروژه‌های تولید باتری نشان می‌دهد.1 میلیارد یورو از آلمان، 700 میلیون یورو از فرانسهدر این مرحله، بلژیک، فرانسه، آلمان و ایتالیا فراخوان‌هایی را مبنی بر علاقه‌مندی به شناسایی کنسرسیوم‌های ممکن ذیل این چارچوب «پروژه‌های مهم مورد علاقه‌ی مشترک اروپا» راه انداخته‌اند. آلمان قول تا سقف 1 میلیارد یورو را برای کمک به آغاز تولید سلول‌های باتری داده است، در حالی که فرانسه متعهد شده است که زنجیره‌ی ارزش باتری را با یک برنامه‌ی اقدام 700 میلیون یورویی حمایت کند. پول مالیات در دسترس قرار گرفته است و کاندیداهای بسیاری وجود دارند؛ شش کنسرسیوم مختلف از حوالی 30 شرکت مختلف برای حمایت مالی فقط ذیل فراخوان آلمان درخواست داده‌اند.یکی از دشواری‌های اصلی توافق بر سر توزیع جغرافیایی منصفانه‌ای از فعالیت‌ها بین کشورهای عضو و شرکای صنعتی درگیر است. فرانسه و آلمان حالا یک قصدنامه به ECفرستاده‌اند تا چراغ سبزی برای حمایت مالیشان از یک پروژه‌ی سرمایه‌گذاری که سفت و پی‌اس‌ای گروپ/ اپل در آن درگیر هستند، دریافت نمایند. چند کنسرسیوم صنعتی دیگر بایستی در هفته‌های آتی اعلان شوند و بانک سرمایه‌گذاری اروپایی نیز قرار است که حمایت اضافه‌ای از پروژه‌ی گیگافکتوری نورث‌ولت در سوئد بکند.200 گیگاوات‌ساعت در سال تا 2025EBA هدفی برابر با 200 گیگاوات‌ساعت در سال ظرفیت تولید را برای این که در اتحادیه‌ی اروپا تا 2025 در دسترس باشد، گذاشته است، در حالی که دیگرانی معتقدند که بازار وسایل نقلیه‌ی برقی اروپا تا 2030 برابر 500 تا 600 گیگاوات‌ساعت در سال را نیاز خواهد داشت، یا لااقل 10 گیگافکتوری در ابعاد آنی که توسط تسلا-پاناسونیک در نوادا توسعه یافته است. این تخمین‌ها تایید می‌کنند که فضا برای پیش رفتن بسیاری از پروژه‌های سرمایه‌گذاری خارجی و اروپایی وجود دارد، که امیدواریم بیشترین تعداد از کشورهای عضو را بپوشاند.رشد اتحادیه‌ی اروپا از طریق شراکت‌های جهانیهدف‌گذاری یک «ایرباس برای باتری» یا یک صنعت باتری به طور خاص اروپایی راه پیشرفت نیست. خودروسازان جهانی که به بازار اروپا خدمت می‌کنند (فورد، نیسان، تویوتا، ...) ممکن است که تصمیم بگیرند تا با تولیدکنندگان سلول اروپایی شراکت کنند. بر عکس، خودروسازان اتحادیه‌ی اروپا ممکن است که بازیگران غیراروپایی را ترجیح بدهند، در حالی که با تاسیس جوینت‌ونچرهایی (سرمایه‌گذاری‌های مشترک) نقش فعال‌تری را ایفا می‌کنند. شایان ذکر است که شرکت‌های کره‌ای از لیسانس‌هایی از تولیدکنندگان ژاپنی بهره برده‌اند، در حالی که غول سازنده‌ی سلول‌های باتری چین، کَت‌اِل، سابقا زیرمجموعه‌ی تی‌دی‌کِی، یک تولید کننده‌ی ژاپنی باتری‌های وسایل مصرفی الکترونیکی، بوده است.بزرگترین موانع ورود به بازار دانش ضمنی جمع‌شده‌ی رقبا و شراکت‌های بلندمدت آنان در سطح زنجیره‌ی ارزش هستند. از آنجایی که صنعت اروپا هیچ تجربه‌ای در تولید سلول‌ها در مقیاس بالا ندارد، مشوق‌سازی برای شراکت‌های بین‌المللی و درگیر کردن ذینفعان غیراروپایی مشاغل باکیفیت را ایجاد خواهد کرد و دانش مربوطه را توسعه خواهد داد. یک رویکرد باز و پیش‌رونده ممکن است تنها راه معتبر برای رسیدن به پیشگامان بازار باشد.باتری‌های پاکاز طرف دیگر، صنعت باتری اروپا باید رهبری را در طراحی و تولید پایدارترین محصولات به لحاظ محیط زیست و مسئول‌ترین آنان به لحاظ اخلاقی به دست بیاورد، در حالی که اطمینان حاصل می‌کند که به بالاترین نرخ‌های بازیافت دست یافته می‌شود. تولید باتری انرژِی‌بر است (70 - 80 کیلووات‌ساعت نیاز است تا 1 کیلووات‌ساعت ظرفیت باتری تولید گردد) و اساس این تولید تعدادی از مواد خام حیاتی هستند که منبع آن‌ها به طور مسلط خارج از اروپا و تحت سیستم‌های ضعیف به لحاظ قابلیت ردیابی است.اگر وسایل نقلیه‌ی برقی قرار است سنگ زیربنای راهبرد جابه‌جایی پاک اروپا شوند، یک مورد قوی برای معرفی حداقل نیازمندی‌های پایداری در فاز تولید و ارتقای تعهدات در منبع‌یابی اخلاقی مواد خام به عنوان بخشی از یک رویکرد راهبردی برای عرضه‌ی فلزات حیاتی وجود دارد. کار آماده‌سازی در سطح اتحادیه‌ی اروپا در حال انجام است و نتایج اولیه پیچیدگی یکپارچه‌سازی اصل اقتصاد دوار، ارزیابی‌های چرخه‌ی عمر و ملاحظات اجتماعی-اقتصادی در چارچوب قانونگذاری را نشان می‌دهند. این غیرقابل‌تغییر است که این ابتکار در بالاترین سطح از برنامه‌ی کاری اتحادیه‌ی اروپا باقی بماند و بر موانع عملی فایق آییم.ترکیب مواد مختلف یک سیستم باتری معمول در یک کاربرد موبایلچین: همکاری کردن و رقابت کردندر نهایت، مهم است که حدود رویکرد «پایین به بالای» اتحاد اروپایی باتری را به رسمیت بشناسیم و به بحث‌های پایه‌ای حول سیاست صنعتی اتحادیه‌ی اروپا و راهبرد آن در مقابل چین برگردیم. این کشور بیش از نیمی از بازار جهانی وسایل نقلیه را نمایندگی می‌کند و معرفی سهمیه‌های اجباری وسایل نقلیه‌ی برقی می‌تواند فروش سالانه را طی دو سال آینده دو برابر کند (از 1 به 2 میلیون). تلاش‌های اتحادیه‌ی اروپا هرگز به جاه‌طلبی‌های چین و سطح حمایت‌های دولتی مستقیم و غیرمستقیم آن نخواهد رسید. بدون یک دسترسی منصفانه به بازار در حال انفجار چین، شرکت‌های اروپایی ملزم هستند که در مسابقه‌ی جهانی وسایل نقلیه‌ی برقی دست و پا بزنند و این یک ضعف عمده‌ی EBA(اتحاد اروپایی باتری) است. اتحادیه‌ی اروپا نبایستی منتظر یک تغییر فرضی سازمان تجارت جهانی بماند و بایستی گزینه‌های جایگزین را برای برداشتن سدهای غیرمنصفانه به بازارهای خارجی کاوش کند.منبع[i] https://energypost.eu/the-european-battery-alliance-is-moving-up-a-gear/ aryan aryan Sun, 22 Sep 2019 17:59:08 +0330 https://virgool.io/mobility/%D8%B4%D8%A7%D8%B1%DA%98-%D9%87%D9%88%D8%B4%D9%85%D9%86%D8%AF%D8%9B-%D8%A8%D8%A7%D8%AA%D8%B1%DB%8C%D9%87%D8%A7%DB%8C-%D9%88%D8%B3%D8%A7%DB%8C%D9%84-%D9%86%D9%82%D9%84%DB%8C%D9%87%DB%8C-%D9%BE%D8%A7%D8%B1%DA%A9%D8%B4%D8%AF%D9%87-%D9%85%DB%8C%D8%AA%D9%88%D8%A7%D9%86%D9%86%D8%AF-%D9%85%DB%8C%D9%84%DB%8C%D8%A7%D8%B1%D8%AF%D9%87%D8%A7-%D8%AF%D8%B1-%D8%AA%D8%B9%D8%AF%DB%8C%D9%84-%D8%B4%D8%A8%DA%A9%D9%87-%D8%B5%D8%B1%D9%81%D9%87%D8%AC%D9%88%DB%8C%DB%8C-%DA%A9%D9%86%D9%86%D8%AF-vkuxg7thjcxh مقدمه[i]95% از وقت یک خودرو در حالت پارک می‌گذرد. این دلیلی است بر این که چرا وسایل نقلیه‌ی برقی پارک‌شده و به پریز زده‌شده می‌توانند بانک‌های باتری آینده باشند که شبکه‌های با نیروی برق بادی و خورشیدی را پایدارسازی می‌کنند. بنا به گزارش IRENA«چشم‌انداز نوآوری: شارژ هوشمند برای وسایل نقلیه‌ی برقی»، تا سال 2050 بیش از یک میلیارد وسیله‌ی نقلیه‌ی برقی می‌توانند در جاده باشند، که در مقابل 14 تراوات‌ساعت باتری‌های آن‌ها، 9 تراوات‌ساعت باتری‌های ثابت پیش‌بینی‌شده کوچک به نظر می‌رسد. بنابراین شارژ هوشمند می‌تواند میلیاردها دلار در سرمایه‌گذاری‌های شبکه صرفه‌جویی کند. اپراتور سیستم توزیع استرومنِتز هامبورگ در حال تست‌کردن یک سیستم شارژ هوشمند است که وقتی به طور کامل پیاده‌سازی شود، می‌تواند سرمایه‌گذاری‌های شبکه را تا 90% کاهش دهد. اما چالش‌های خاصی وجود دارند، شامل این که: شارژ آهسته (به جای سریع) بیشتر مناسب تعدیل شبکه است؛ «اشتراک خودرو» در دسترس بودن یک وسیله‌ی نقلیه‌ی برقی برای شبکه را کاهش می‌دهد؛ زیرساخت شارژ در خانه و در محل کار حیاتی است.امروزه خودروی متوسط با سوخت‌های فسیلی کار می‌کند، فشار در حال افزایش برای اقدام راجع به آب‌وهوا، هزینه‌های باتری در حال کاهش، و نگرانی‌‎ها راجع به آلودگی هوا در شهرها، به وسایل نقلیه‌ی برقی که زمانی با قیمت بالا بودند و از آن‌ها غفلت می‌شد، حیات بخشیده است.حالا با تعداد زیادی از وسایل نقلیه‌ی برقی که عملکرد بهتری از توانمندی‌های رقبای فسیلی خود در جاده دارند، برنامه‌‎ریزان انرژی در جستجوی آوردن نوآوری به پارکینگ هستند – 95% وقت یک خودرو در حال پارک می‌گذرد. نتیجه این است که با برنامه‌ریزی با دقت و احداث زیرساخت درست، وسایل نقلیه‌ی برقی پارک‌شده و به پریز زده‌شده می‌توانند بانک‌های باتری آینده باشند که شبکه‌های برق با نیروی برق بادی و خورشیدی را پایدارسازی می‌کنند.دلف جیلن، رییس مرکز نوآوری و فناوری IRENA می‌گوید: «وسایل نقلیه‌ی برقی در مقیاس می‌توانند ظرفیت گسترده‌ای برای ذخیره‌سازی برق ایجاد کنند، اما اگر همه همزمان خودروهای خود را در صبح یا شب شارژ کنند، شبکه‌های برق می‌توانند تحت فشار قرار بگیرند. بنابراین زمان‌بندی شارژ حیاتی است. «شارژ هوشمند» که هم وسایل نقلیه را شارژ می‌کند، و هم از شبکه پشتیبانی می‌کند، از یک حلقه‌ی پرمحسنات پرده بر می‌دارد که در آن انرژی تجدیدپذیر حمل‌ونقل را پاک‌تر می‌کند و وسایل نقلیه‌‎ی برقی سهم بزرگتری از تجدیدپذیرها را پشتیبانی می‌کنند»با نگاه به مثال‌های واقعی، یک گزارش جدید از IRENA، چشم‌انداز نوآوری: شارژ هوشمند برای وسایل نقلیه‌ی برقی، کشورها را راهنمایی می‌کند که چگونه از پتانسیل مکمل‌بودن بین برق تجدیدپذیر و وسایل نقلیه‌ی برقی بهره ببرند. این گزارش برای سیاست‌گذاران راهنمایی را برای پیاده‌سازی یک استراتژی گذار انرژی فراهم می‌کند که بیشترین بهره را از وسایل نقلیه‌ی برقی می‌برد.پیاده‌سازی هوشمندشارژ هوشمند یعنی تنظیم سیکل شارژ وسایل نقلیه‌ی برقی با هر دوی شرایط سیستم نیرو و نیازهای کاربران وسیله‌ی نقلیه. جیلن می‌گوید: «شارژ هوشمند یکی از نوآوری‌هایی است که IRENAبه طور جدی پیگیری می‌کند که منافع چندگانه‌ای را ارایه می‌کند. با کاهش فشار شارژ وسیله‌ی نقلیه بر شبکه، شارژ هوشمند می‌تواند سیستم‌های برق را برای یکپارچه‌سازی با انرژی تجدیدپذیر منعطف‌تر کند، و گزینه‌ی برق با کربن پایین را برای بخش حمل‌ونقل فراهم می‌کند و همه‌ی این‌ها را در حالی انجام می‌دهد که به نیازهای جابه‌جایی نیز پاسخ می‌دهد.»افزایش سریع استفاده از وسایل نقلیه‌ی برقی در اطراف دنیا به معنی آن است که شارژ هوشمند می‌تواند میلیاردهای دلار در سرمایه‌گذاری‌های شبکه که برای تامین نیاز بارهای وسایل نقلیه‌ی برقی به طرز کنترل‌شده‌ای لازم است، صرفه‌جویی کند. برای مثال، اپراتور سیستم توزیع در هامبورگ – استرومنِتز هامبورگ – در حال تست یک سیستم شارژ هوشمند است که فناوری‌های دیجیتالی را به کار می‌گیرد که شارژ وسایل نقلیه را بر اساس نیازمندی‌های سیستم‌ها و مشتریان کنترل می‌کنند. وقتی به طور کامل پیاده‌سازی شد، این سیستم نیاز برای سرمایه‌گذاری‌های شبکه در آن شهر را که به خاطر بارگذاری شارژ وسایل نقلیه‌ی برقی است، تا 90% کاهش می‌دهد.در سال 2050، در مقابل باتری‌های وسایل نقلیه‌ی برقی، ظرفیت باتری‌های ثابت کوچک خواهد بودتحلیل IRENAنشان می‌دهد که اگر بیشتر وسایل نقلیه‌ی مسافری که پس از سال 2040 به فروش می‌رود، برقی بودند، بیش از 1 میلیارد وسایل نقلیه‌ی برقی می‌توانند تا سال 2050 در جاده‎ها باشند –از حول و حوش 6 میلیونی که الان در جاده‌ها هستند – که در مقایسه با این، ظرفیت باتری‌های ثابت بسیار کوچک است. پیش‌بینی‌ها مطرح می‌کنند که در سال 2050 در مقایسه با تنها 9 تراوات‌ساعت باتری‌های ثابت، حوالی 14 تراوات‌ساعت از باتری‌های وسایل نقلیه‌ی برقی می‌توانند برای فراهم‌کردن خدمات شبکه موجود باشند.شکل 2 رشد گسترش وسایل نقلیه‌ی برقی بین سال 2010 و 2050 در یک سناریوی همسو با توافق پاریسفرانسیسکو بوشل، یک تحلیل‌گر IRENA که توسعه و پیاده‌سازی استراتژی‌های وسایل نقلیه‌ی برقی را در اطراف دنیا پایش می‌کند، می‌گوید که پیاده‌سازی سیستم‌های شارژ هوشمند بازه‌ای از پایه تا پیشرفته دارند. بوشل توضیح می‌دهد که «ساده‌ترین رویکردها مصرف‌کننده‌ها را تشویق می‌کنند که شارژشان را از دوره‌های اوج مصرف به دوره‌های غیر اوج به تعویق بیندازند. رویکردهای پیشرفته‌تر با استفاده از فناوری دیجیتال مثل «مکانیزم‌های کنترل مستقیم» ممکن است که در آینده‌ی نزدیک با عرضه‌ی تعدیل انرژی و خدمات جانبی نزدیک به همزمان، به سیستم برق خدمات برسانند.»شکل 3 شکل‌های پیشرفته‌ی شارژ هوشمندشکل 4 اثر بلند مدت شارژ وسایل نقلیه‌‌ی برقی – شارژ هوشمند بارگذاری اوج را کاهش می‌دهد، کوتاه‌سازی (Curtailment) را کم می‌کند و اجازه می‌دهد که سهم بیشتری از برق کم‌هزینه‌ی فتوولتاییک داشته باشیم. این می‌تواند کمک کند که تولید گران‌تر برق را جایگزین کنیم و به قیمت‌‌های کمتر برق دست یابیم.پرداخت به مالکین وسایل نقلیه‌ی برقی برای ذخیره‌سازی شبکهیک رویکرد شارژ هوشمند پیشرفته، به نام وسیله‌ی نقلیه به شبکه (V2G)، به وسایل نقلیه‌ی برقی اجازه می‌دهد که نه تنها برق از شبکه بگیرند، بلکه به شبکه برق نیز تزریق کنند. فناوری V2G ممکن است که یک مورد کسب‌وکاری برای مالکین خودرو ایجاد کند، تا از طریق جمع‌کننده‌ها خدمات جانبی به شبکه بدهند. هر چند، برای این که برای مالکین خودرو جذاب باشد، شارژ هوشمند باید به نیازهای جابه‌جایی به طرز راضی‌کننده‌ای پاسخگو باشد، به این معنی که خودروها باید وقتی که نیاز است، با کم‌ترین هزینه، شارژ شوند و به مالکین باید برای عرضه‌ی خدمات به شبکه پرداختی داشته باشیم. ابزارهای سیاستی، مثل تخفیف‎‌هایی برای نصب نقاط شارژ هوشمند و همچنین تعرفه‎های زمان استفاده، ممکن است که برای گسترش وسیع شارژ هوشمند انگیزش ایجاد کنند.بوشل می‌گوید: «ما دیده‌ایم که این در انگلیس، هلند، و دانمارک تست شده است. برای مثال، از سال 2016، نیسان، انل، و نووه با هم شریک شده‌اند و روی یک راه‌کار مدیریت انرژی کار کرده‌اند که به مالکین وسیله‌ی نقلیه و کاربران انرژی اجازه می‌دهد که به عنوان هاب‌های منفرد انرژی عمل کنند. دو پروژه‌ی پایلوت آن‌ها در دانمارک و انگلیس به مالکین وسایل نقلیه‌ی برقی نیسان اجازه داده که با فرستادن برق به شبکه از طریق شارژرهای دوسویه‌ی انل پول در بیاورند.»راه‌کار کامل؟در حالی که وسایل نقلیه‎ی برقی چیزهای بسیاری برای عرضه جهت شتاب‌دادن به گسترش انرژی تجدیدپذیر متغیر دارند، افزایش آن‌ها نیز چالش‌های فنی‌ای را با خود به همراه می‌آورد که نیاز است بر آن‌ها فائق آمد.تحلیل IRENAمطرح می‌کند که شارژ کنترل‌نشده و همزمان وسایل نقلیه‌ی برقی می‌تواند به طور قابل ملاحظه‌ای تراکم را در سیستم‌های قدرت و بارگذاری اوج افزایش دهد. این منجر به محدودیت‌هایی در افزایش سهم فتوولتاییک خورشیدی و بادی در سیستم‍های قدرت و نیاز به هزینه‌های سرمایه‌گذاری اضافه در زیرساخت برقی به شکل کابل‌ها، ترانسفورماتورها، ادوات و تجهیزات کلیدزنی، و ... تعویض‌شده و اضافه می‌گردد.یک افزایش در رانندگی خودران و «جابه‌جایی به عنوان یک خدمت» - یعنی نوآوری‌هایی برای اشتراک خودرو یا نوآوری‌هایی که به خودروی شما اجازه می‌دهد که وقتی شما استفاده‌اش نمی‎‌کنید، به عنوان تاکسی‌ای برای دیگران عمل کند –می‌تواند در دسترس بودن بالقوه‌ی وسایل نقلیه‎ی برقی به پریز زده‎شده‌ای که شبکه را پایدار می‎کنند را مختل کند، چرا که باتری‎ها کمتر وصل و در دسترس شبکه خواهند بود.همچنین این واضح شده است که شارژ سریع و فوق سریع یک اولویت برای بخش جابه‎جایی هستند، هر چند، شارژ آهسته در واقع برای شارژ هوشمند مناسب‎تر است، چرا که باتری‌ها مدت طولانی‎تری وصل و در دسترس شبکه هستند. برای شارژ آهسته، موقعیت‌یابی زیرساخت شارژ در منزل و در محل کار بحرانی است، که یک جنبه‌ای است که باید حین برنامه‌ریزی زیرساخت در نظر گرفته شود. شارژ سریع و فوق سریع ممکن است که فشار تقاضای اوج را بر شبکه‌های محلی افزایش دهند. راه‎کارهایی چون جایگزینی باتری، ایستگاه‌های شارژ با ذخیره‎ی بافر و شارژ ناوگان وسایل نقلیه‎ی برقی در شب ممکن است در ترکیب با شارژ سریع و فوق سریع ضروری شوند تا از سرمایه‌‎گذاری‎های بالای زیرساخت جلوگیری کنند.شکل 5 اثر شارژ بسته به نوع شارژبرای این که راجع به شارژ هوشمند بیشتر بدانید، گزارش IRENA را با عنوان چشم‌انداز نوآوری: شارژ هوشمند برای وسایل نقلیه‌ی برقی بخوانید. این گزارش درجه‎ی پتانسیل مکمل‌بودن را بین منابع گوناگون انرژی تجدیدپذیر و وسایل نقلیه کاوش می‌کند و بررسی می‌کند که چگونه این پتانسیل از طریق شارژ هوشمند بین حال حاضر و نیمه‌ی قرن، می‌تواند در اختیار قرار بگیرد و نیز تاثیر ممکن تغییرات قابل انتظار جابه‌جایی در دو تا سه دهه‌ی پیش‌رو را بررسی می‌کند.منبع[i] https://energypost.eu/smart-charging-parked-ev-batteries-can-save-billions-in-grid-balancing/ aryan aryan Sat, 21 Sep 2019 17:45:09 +0430 https://virgool.io/mobility/%D8%AE%D9%88%D8%AF%D8%B1%D9%88%D9%87%D8%A7%DB%8C-%D8%A8%D8%B1%D9%82%DB%8C%D8%9B-%D8%AA%D9%86%D9%87%D8%A7-%DB%8C%D8%A7%D8%B1%D8%A7%D9%86%D9%87%D9%87%D8%A7%DB%8C-%D8%B2%DB%8C%D8%A7%D8%AF-%D8%B3%D9%87%D9%85-%D8%A8%D8%A7%D8%B2%D8%A7%D8%B1-%D8%B1%D8%A7-%D8%A7%D8%B2-%DA%A9%D9%81-15-%D8%A8%D8%A7%D9%84%D8%A7-%D9%85%DB%8C%D8%A2%D9%88%D8%B1%D9%86%D8%AF-n4thhxgkyked مقدمه[i]تنها نیاز است که ایالات متحده را با نروژ مقایسه کنید تا ببینید که چگونه محرک اصلی برای فروش وسایل نقلیه‌ی برقی دارد از یارانه‌های دولتی می‌آید. کل مشوق‌های نروژ برای وسایل نقلیه‌ی برقی، هزینه‌ی استفاده از یک پک باتری 60 کیلووات‌ساعتی را از بیش از 200 دلار به ازای هر کیلوات‌ساعت به منفی 336 دلار بر کیلووات‌ساعت پایین می‌آورند. مشوق‌های ایالات متحده آن را به منفی 23 دلار بر کیلووات‌ساعت پایین می‌آورند. نتیجه واضح است: نروژ با دست‌ودل‌بازی خود می‌بیند که وسایل نقلیه‌ی برقی 31% سهم بازار را در خودروها به دست می‌آورند. در ایالات متحده این عدد برابر 1.4% است. این وسایل نقلیه‌ی برقی را در ایالات متحده (مانند بسیاری از کشورهای دیگر) به یک چیز لوکس تبدیل می‌کند: وسایل نقلیه‌ی برقی مقرون‌به‌صرفه‌ی زیر 40 هزار دلار، هنوز حوالی 0.3% از سهم بازار هستند. در نروژ این عدد 25% است.نکات برجستهایالات متحده و نروژ به ترتیب در سال 2018 به سهم بازار 1.4% و 31% رسیدند.این فروش‌ها به مقدار زیادی با مشوق‌هایی پیش رانده شده‌اند که هزینه‌های موثر را برای یک پک باتری 60 کیلووات‌ساعتی به منفی 23 دلار بر کیلووات‌ساعت در ایالات متحده و منفی 336 دلار بر کیلووات‌ساعت در نروژ کاهش می‌دهند.به بیان دیگر، مشتریان در ایالات متحده و (به خصوص) در نروژ در حال حاضر می‌توانند خودروهای برقی را با قیمتی بسیار کمتر از مقداری که هرگز در یک بازار باز ممکن می‌بود، بخرند.اولین چهارماهه‌ی سال 2019 تاثیر کاهش نسبتا اندک مشوق‌ها برای تسلا در ایالات متحده را که منجر به کاهش‌های زیاد در فروش و سود گشت، نشان می‌دهد.معرفیهزینه‌ی باتری عموما به عنوان مهمترین فاکتور در تعیین رقابتی‌بودن وسایل نقلیه‌ی برقی باتری‌ای (BEV) پذیرفته شده است. پشتیبانان این وسایل نقلیه اظهار می‌کنند که کاهش‌های هزینه‌ی باتری به زودی وسایل نقلیه‌ی با موتور احتراق داخلی (ICE) را غیررقابتی خواهد کرد، که منجر به یک تغییر پله‌ای از ICEها به BEVها می‌گردد.این مقاله، تلاش خواهد کرد که قدری واقع‌نگری به این نگاه افراطی بیاورد. امروزه، توسعه‌ی BEVبه طور سنگینی وابسته به مشوق‌های گوناگون است. بنابراین ما می‌توانیم دیدی راجع به رقابتی‌بودن آینده‌ی BEVها با کم کردن این مشوق‌ها از هزینه‌ی جاری پک باتری برای محاسبه‌ی هزینه‌ی موثر پک باتری که امروز توسط خریداران خودرو دیده می‌شود، پیدا کنیم. حین انجام این کار، می‌توانیم چیزی راجع به تقاضای آینده‌ی BEVاز آمار فروش امروز بیاموزیم.هزینه‌ی موثر پک باتری برای یک باتری 60 کیلووات‌ساعتی برای دو بازار مهم BEV با داده‌های واضح و آزاد کمی‌سازی خواهد گردید: بازار ایالات متحده و بازار نروژ.داده‌ها از ایالات متحدهپس از چالش‌های اولیه‌ی تولید، مدل 3 تسلا در بازار ایالات متحده در نیمه‌ی دوم 2018 طوفانی به پا کرد. فروش پس از دو و نیم سال تقاضای سرکوب‌شده، شدت زیادی به خود گرفت. چنان که در پایین نشان داده شده است، میانگین متحرک (Moving Average) 12 ماهه‌ی ایالات متحده حالا در 1.5% سهم بازار BEVایستاده است.شکل 2 اعداد فروش BEV از InsideEVsبه جز مدل 3، تغییر ناچیز بوده است. BEV های مقرون‌به‌صرفه هنوز حول 0.3% سهم بازار هستند که نشان می‎دهد که خودروهای برقی هنوز یک کالای لوکس در ایالات متحده هستند.مشوق‌های ایالات متحده عمدتا شامل 7500 دلار بخشودگی مالیاتی فدرال، حوالی 2500 دلار بازپرداخت در سطح ایالتی، و بخشودگی‎های مقرراتی مختلف به مقدار حوالی 2000 دلار به ازای هر وسیله‌ی نقلیه می‌گردند. BEV ها همچنین هیچ مالیات سوختی نمی‌پردازند، که باعث صرفه‌جویی حوالی 300 دلار در سال می‌گردد. یک مقاله‌ی‌ پیشین جزئیات بیشتری را راجع این تخمین‌ها در اختیار می‌گذارد.چنان که در پایین نشان داده شده است، این مشوق‌ها هزینه‌ی موثر باتری را تا منفی 23 دلار بر کیلووات‌ساعت پایین می‌آورند. توجه کنید که مشوق‌ها ممکن است اندکی بزرگ‌تر باشند، چرا که ارزش دسترسی به باند جاده‌ی HOV (وسیله‌ی نقلیه‌ی با اشغال بالا) و شارژ رایگان در نظر گرفته نشده است.شکل 3 هزینه‌ی موثر (هزینه‌ی واقعی منهای مشوق‌ها) برای یک پک باتری 60 کیلووات‌ساعتیبنابراین واضح است که مشوق‌های ایالات متحده با اساسا دادن پک باتری به رایگان به مشتریان، قیمت خودروهایی مثل شِوی ولت، مدل 3 و هیوندای کونا را پایین‌تر از پایین‌ترین نقطه‌ای می‌آورند که آن‌ها هرگز می‌توانستند در یک بازار باز به آن برسند.همین که مدل‌های بیشتری به بازار می‌آیند و زیرساخت شارژ گسترش می‌یابد، فروش وسایل نقلیه‌ی برقی باید افزایش یابد، اما این داده‌ها نشان می‌دهند که یک گذار سریع از ICEبه BEV نامحتمل است.داده‌ها از نروژنروژ نیز یک افزایش شگفت‌انگیز در سهم بازار در سال 2018 به خود دید. دو فاکتور عمده می‌تواند برشمرده شود: نیسان لیف خیلی خوب فروخت، در حالی که عوارض و مالیات‌های سوخت بر خودروهای معمولی حتی بیشتر افزایش یافت. در ماه مارس امسال، مدل 3 همه‌ی رکوردها را با گرفتن سهم 30% از همه‌ی خودروهای فروخته‌شده شکست، اما فروش در ماه آوریل به 6% پایین آمد.شکل 4 داده‌های فروش از OFVافزایش در تعداد ایستگاه‌های عوارض و قیمت‌های عوارض، به خصوص حول ناحیه‌ی اسلو، قابل توجه بوده است. چنان که با چند مثال در این مقاله‌ی نروژی نشان داده شده است، خانواده‌ها در ناحیه‌ی اسلو حالا حوالی 2000 دلار در هر سال عوارض می‌پردازند. هر چند، BEVها نیز مجبورند حوالی یک چهارم این هزینه را از ژوئن امسال بپردازند. محاسبات مشوق‌ها فرض می‌کند که در هر سال 1000 دلار در عوارض صرفه‌جویی خواهد شد. جزئیات بیشتر راجع به این و مشوق‌های دیگر می‌تواند در مقاله‌ی پیشین یافت شود.شکل 5 هزینه‌ی موثر (هزینه‌ی واقعی منهای مشوق‌ها) برای یک پک باتری 60 کیلووات‌ساعتیسر جمع، کل مشوق‌های BEV نروژ هزینه‌ی یک پک باتری 60 کیلووات‌ساعتی را به منفی 336 دلار بر کیلووات‌ساعت می‌رسانند. بنابراین خرید یک BEV در نروژ همچنان یک تصمیم آسان برای هر کسی است که می‌تواند یک سبک زندگی مطابق با BEV را اختیار کند. این، آن نوع مشوقی است که لازم است تا به پیاده‌سازی عمومی BEV دست یابیم.داستان تسلا و مشوق‌هادر آغاز سال 2019، تسلا نیمی از بخشودگی مالیاتی فدرال (3750 دلار در هر خودرو) را از دست داد. چنان که پیش‌تر نشان داده شد، این با یک کاهش 60 درصدی در فروش تسلا از فصل 4 سال 2018 تا فصل 1 سال 2019 همراه شد. فروش جهانی نتوانست این کسادی و رکود را جبران کند و تسلا یک فصل اول ناامیدکننده داشت که منجر به پایین آمدن سهام آن به مقدار 25% تاکنون در امسال شده است.قطعا فاکتورهای دیگری از کاهش یارانه‌ها وجود دارد که این افت در فروش ایالات متحده‌ی تسلا را توضیح می‌دهد. شاید مهم‌ترین آن این است که 3 سال تقاضای سرکوب‌شده برای مدل 3 حالا دارد تمام می‌شود.تسلا قیمت‌ها را به طور جدی در فصل 1 سال 2019 کاهش داد تا بیشتر اثر کاهش بخشودگی مالیاتی را کنسل کند. بیانیه‌های مالی اخیر نشان می‌دهد که بخشی از کاهش حاشیه که در نتیجه رخ داد با فروش (ناپایدار) به طور نامعمولی زیاد بخشودگی‌های مقرراتی که به 4000 دلار در هر خودرو می‌رسید، جبران شد. در نتیجه، هزینه‌ی موثر باتری خودروهای تسلا برای مصرف‌کنندگان، تغییر زیادی نکرد:یک مشوق پنهان مهم دیگر نیز دارد با گذشت زمان بیش‌ازپیش آشکار می‌گردد: تامین مالی ضرر توسط سرمایه‌گذاران خوشبین.تسلا یک برند لوکس است، جایی بین نام‌هایی مثل بی‌ام‌و و مرسدس (که خودروهایی به قیمت متوسط 45000 دلار با سود خالص 3500 دلار در هر خودرو می‌فروشند) و پورشه (که خودروهایی به قیمت متوسط 110000 دلار با سود خالص 18000 دلار در هر خودرو می‌فروشد). در سال 2018، فروش عالی ترکیب‌های با بالاترین حاشیه‌ی مدل 3 به علاقمندان مشتاق، ضررهای خالص را به 3500 دلار در هر خودرو در یک قیمت فروش متوسط 75000 دلار محدود کرد. در فصل 1 سال 2019، ضررها به مقدار زیادی تا 10000 دلار در هر خودرو گسترده‌تر شد، که مقدار زیادی به دلیل قیمت‌های فروش پایین‌تر بود (60000 دلار در هر خودرو).تسلا چنین ضررهایی را برای سال‌های زیادی می‌داده است، با تکرار این قول که سوددهی بلندمدت نزدیک است. حالا، مدل 3 دارد بیرون داده می‌شود و تسلا هنوز بیش از 10000 دلار در هر خودرو کمتر از مقداری که برای یک کسب‌وکار پایدار لازم است، دارد در می‌آورد.برای منظر دادن، یک نمودار در پایین داده شده است که چنین «یارانه سرمایه‌گذار»ی را به مقدار 10000 دلار در هر خودرو در آن آمده است. داده‌های مالی از باقیمانده‌ی سال 2019 برای تخمین بهتر اندازه‌ی این یارانه، بسیار اطلاع‌دهنده خواهد بود.عملکرد مالی سوال‌برانگیزش به کنار، تسلا هنوز دارد به طرز قابل‌توجهی خوب عمل می‌کند. چنان که در پایین نشان داده شده است، فروش تسلا حالا در همان سطح رقبای لوکس آلمانی در ایالات متحده است، اگر چه هنوز جایگزینی برندهای آلمانی قابل مشاهده نیست. اگر یارانه‌ها دوباره افزایش نیابند، فروش تسلا احتمالا در سال 2019 کاهش خواهد یافت، اما این برند همچنان یک بازیگر عمده در فضای لوکس در ایالات متحده باقی خواهد ماند.شکل 6 داده‌های فروش از carsalesbase.comخودروهای برقی مناسب برندهای لوکس هستند، جایی که هزینه‌های باتری کسر کوچکتری از کل هزینه‌ی خودرو هستند و گشتاور در لحظه و عملکرد بی‌صدای موتورهای الکتریکی ارزش بالایی دارد. جالب خواهد بود که تماشا کنیم آیا تسلا می‌تواند در تلاشش برای آوردن وسایل نقلیه‌ی برقی باتری‌ای برای خریداران عمومی خودرو، احتمالات را به نفع خود تغییر دهد.منبع[i] https://energypost.eu/electric-cars-only-big-subsidies-lift-market-share-off-the-1-5-floor/ aryan aryan Sat, 21 Sep 2019 17:10:35 +0430 https://virgool.io/mobility/%D9%85%D8%AF%D8%A7%D9%82%D9%87%D8%A7%DB%8C-%D8%A8%D8%B1-%D9%87%DB%8C%D8%AF%D8%B1%D9%88%DA%98%D9%86%D8%9B-%D9%82%D8%B3%D9%85%D8%AA-2-%D8%AA%D9%88%D9%84%DB%8C%D8%AF-fu27tej7ayb3 مقدمه[i]‌الکترولیز، با قدرت تامین‌شده از منابع تجدیدپذیر، اغلب به عنوان راه ایده‌آل برای تولید هیدروژن شناخته می‌شود. اما الکترولیز گران است و همیشه بهره‌ور نیست. راه‌های دیگری هستند که بهره‌ورتر هستند و همچنین دوستدار محیط زیست نیز هستند. این بخش دوم از یک سری دو بخشی راجع به هیدروژن است. بخش 1 راجع به کاربردهای هیدروژن در حمل‌ونقل است.در بخش 1، ما وضعیت جاری و مشکلات حول وسایل نقلیه‌ی باتری‌ای را در مقایسه با پیل سوختی مرور کردیم. هدف کلی ما اینجا این است که مشکلات حول برق و هیدروژن را در یک اقتصاد پایدار انرژی پاک بررسی و شفاف کنیم. به طور خاص، می‌خواهیم اهمیت بازگشت توجه‌ها به پیل‌های سوختی و اقتصاد هیدروژنی را بفهمیم. به خاطر این هدف، فکر می‌کنیم دستور کار بعدی نگاه کردن به گزینه‌های تولید هیدروژن باشد. امکانات جدیدی وجود دارند که ممکن است مهم شوند.چه چیز الکترولیز مشکل دارد؟راه‌های بسیاری برای تولید هیدروژن وجود دارند. هر چند، دو تای آن‌ها هستند که به لحاظ تجاری مهم هستند. یکی بازتشکیل متان با بخار (SMR) است که با گاز طبیعی به عنوان خوراک اولیه شروع می‌کند. دیگری الکترولیز آب است.ورودی‌های الکترولیز فقط برق و آب هستند. اگر آن برق از منابع تجدیدپذیر بدون کربن باشد، هیدروژن محصول آن نیز بدون کربن خواهد بود. این الکترولیز را برای پشتیبانان انرژی تجدیدپذیر بسیار جذاب می‌کند. به الکترولیز به عنوان راهی برای استفاده از توان اضافی و پایدار کردن شبکه وقتی که منابع بادی و خورشیدی توان بیشتر از ظرفیت جذب شبکه تولید می‌کنند، نگاه می‌شود.هیدروژن قطعا می‌تواند این را انجام دهد. و تولید هیدروژن با الکترولیز با ارزش تر از کم‌کردن تولید توان یا هدر دادن آن در یک مخزن مقاومت وقتی که مازاد عرضه وجود دارد، است. هرچند، مشکل بزرگتر برای انرژی تجدیدپذیر کمبود عرضه است، نه مازاد عرضه. وقتی که خورشید نمی‌درخشد، و باد نمی‌وزد، هنوز تقاضا برای پاسخگویی وجود دارد. لازم است راهی باشد که به آن پاسخ گفته شود. اگر قرار نیست آن راه سوخت‌های فسیلی باشند، باید انرژی گرفته شده از یک ذخیره‌ساز باشد.هیدروژن، در واقع ذخیره‌ی انرژی کافی برای پاسخگویی به تقاضا حین کمبودهای عرضه را ممکن می‌کند. حتی برای کمبودهای طولانی. مسئله این است که ذاتا گران است. این مهم است، چرا که راه‌حل‌هایی که هزینه‌ی بیشتری دارند، به کار گرفته نمی‌شوند وقتی که جایگزین‌های ارزان‌تر وجود دارند. و به کار گیری ژنراتورهای سوخت فسیلی جایگزینی ارزان‌تر است که قطعا در دسترس است.خب، چرا هیدروژن الکترولیزی ذاتا گران است؟ اگر برق به کار گرفته شده در الکترولیز مازاد است، تا حدی که جایگزین الکترولیز کاهش تولید است، هزینه‌ی آن برق باید تقریبا هیچ باشد. آیا هیدروژن تولیدی نیز بسیار ارزان در نخواهد آمد؟ خب، می‌توانست این طور باشد، اگر هزینه‌ی سرمایه‌ی تجهیزات الکترولیز قابل اغماض بود، یا اگر انرژی تجدیدپذیر موجود به هزینه‌ی تقریبا هیچ به اندازه‌ی کافی رایج بود که توان آن تجهیزات را در سیکل کاری قابل قبولی تامین کند. هر چند، هیچ کدام از این شرایط حکمفرما نیستند.کسری از توان تحویل‌شده که نیاز است هیدروژن ذخیره‌شده عرضه کند، بسیار وابسته است به این که چه منابع دیگری وصل هستند، و چه سطحی از مدیریت طرف تقاضا به کار بسته شده است. در سناریوی جذاب به لحاظ مفهومی ولی به لحاظ اقتصادی بدترین حالت 100% بادی و خورشیدی، هیچ مدیریت طرف تقاضایی، و هیچ سیستم انتقال کلانی، انرژی از هیدروژن ذخیره‌شده حوالی سه چهارم از همه‌ی کیلووات‌ساعت‌های تحویل‌شده را تشکیل می‌دهد.این البته خیلی واقع‌گرایانه نیست، چرا که حتی یک سناریوی 100% تجدیدپذیر، شامل درجه‌ای از هیدروالکتریک، قدری از مدیریت طرف تقاضا، و یک سیستم انتقال که برای فراهم‌کردن یک‌سطح‌سازی آماری بخشی در دسترس‌بودن بادی و خورشیدی کافی است، می‌گردد. حتی اگر این گونه باشد، با هیچ عرضه‌ی بار پایه‌ای و هیچ استفاده‌ای از تولید با سوخت فسیلی، هیدروژن ذخیره‎شده نیاز دارد که حداقل یک چهارم از کیلووات‌ساعت‌های تحویل‌شده را در بیشتر شهرهای پایین عرض 40 درجه فراهم کند. در عرض‌های بالاتر، تغییرات فصلی در دسترس بودن خورشیدی آن عدد را بالا می‌برد.در هر سیستمی که در آن کسر قابل توجهی از کیلووات‌ساعت‌های تحویل‌شده باید از ذخیره بیاید، بهره‌وری انرژی ضعیف در دور توان به گاز به توان اذیت می‌کند. 40% معمولا بالاترین بهره‌وری در دور است که می‌توانیم از یک ترکیب الکترولیزکننده-پیل سوختی PEMانتظار داشته باشیم.اگر طرف گاز به توان به جای پیل‌های سوختی، توربین‌های احتراقی ساده را به کار بگیرد – چنان که ممکن است در مورد تولید توان خروجی بالای مقطعی از یک تاسیسات مرکزی نزدیک یک حفره‌ی ذخیرسازی گاز این گونه باشد – بهره‌وری دور به آسانی می‌تواند زیر 30% باشد. اما حتی در یک حالت خوشبینانه‌ی 40%، 2.5 کیلووات‌ساعت انرژی ورودی برای هر کیلووات‌ساعت انرژی تحویل‌شده از ذخیره‌ساز نیاز است.اگر انرژی تحویل‌شده از ذخیره‌ساز 25 درصد انرزی مصرف‌شده بود، آن‌گاه کل انرژی تولیدشده بایستی سه هشتم (37.5%) افزوده می‌شد تا افت‌های انرژی دور را برای آن 25% بپوشاند. تولید انرژی تجدیدپذیر در 137.5% بارگذاری کل، به 75% برای سرویس مستقیم بارگذاری و 62.5% برای تولید هیدروژن برای ذخیره‌سازی انرژی تقسیم می‌شد.اعداد به سرعت بدتر می‌شوند اگر کمتر 40% بهره‌وری دور فرض کنیم یا بیشتر از 25% بارگذاری عرضه‌شده از انرژی ذخیره‌شده فرض نماییم. هر چند این در واقع برای آخر خط ما فرقی نمی‎‌کند. آخر خط این است که اگر سازگاری با وقفه‌ی عرضه در یک اقتصاد 100% انرژی تجدیدپذیر قرار بود بر اساس الکترولیز آب باشد، الکترولیز نماینده‌ی بزرگترین بار بر روی سیستم می‌بود. آن نمی‌توانست با استفاده از انرژی مازاد «تقریبا رایگان» پیش برود، چون آنقدر انرژی مازاد «تقریبا رایگان» وجود نمی‌داشت.بار الکترولیز هر ذره از خروجی توان را که برای بارهای با اولویت بالاتر لازم نبود، مصرف می‌کرد و هنوز بیشتر نیاز می‌داشت. آن می‌توانست در زمان‌های کمبود از مدار خارج شود و لذا از هزینه‌های زمان اوج مصرف جلوگیری کند، اما هرگز نمی‌توانست تنها با توان مازاد «تقریبا رایگان» پیش برود. برای آن مجبور می‎بودیم که نرخ کامل مورد نیاز را برای مستهلک‌کردن سرمایه و هزینه‌های عملیاتی سیستم‌های انرژی تجدیدپذیر تخصیص داده شده به تغذیه‌ی آن، بپردازیم.احتمالات بهبود؟در مورد احتمالات بهره‌وری بهتر در آینده چطور؟ پتانسیل تئوریک آن همیشه وجود دارد، اما احتمالات آینده‌ی نزدیک ضعیف به نظر می‌رسند. یک بخش خوبی از نابهره‌وری الکترولیزکننده‌های آب و پیل‌های سوختی هیدروژنی «تقریبا پایه‌ای» است و ریشه در اضافه ولتاژ قابل توجه مربوط به واکنش تکامل اکسیژن (در الکترولیزکننده‌ها) و معکوس آن (در پیل‌های سوختی) دارد.اضافه ولتاژ برای واکنش‌های اکسیژن شبیه افت ولتاژ به جلو در عرض یک تقاطع دیود P-N است. در هر بایاس مثبت رو به جلو، تقاطع دیود P-N به لحاظ نظری باید مقداری جریان عبور دهد. و در واقع ما می‌توانیم مشاهده کنیم که این کار را می‌کند – با داشتن یک دستگاه آزمایشگاهی به اندازه‌ی کافی حساس. جریان با ولتاژ رابطه نمایی دارد، اما زانوی منحنی خودش را نشان نمی‌دهد تا این که بایاس رو به جلو تا حوالی 0.6 تا 0.7 ولت بالا رود.در یک رفتار مشابه، یک سلول الکترولیز مقادیر بسیار کوچکی از هیدروژن و اکسیژن را در هر ولتاژ سلول بالای 1.23 ولت ولتاژ تعادل آب در دمای محیط، تکامل می‌دهد. اما مقادیر کوچک‌تر از آنی خواهد بود که مشاهده شود، تا این که ولتاژ سلول به بالای حوالی 1.7 ولت می‌رسد. به طور معکوس، پیل سوختی هیدروژنی با یک ولتاژ سلول بالاتر از حوالی 0.8 ولت جریان قابل مشاهده‌ای تولید نخواهد کرد.اضافه ولتاژ لازم می‌تواند در دماهای بالا به مقدار قابل توجهی کاهش یابد – منظور در این مورد بالای 500 درجه‌ی سلسیوس است. «الکترولیز بخار» که نزدیک به فناوری پیل سوختی اکسید جامد است، مدت‌هاست که به عنوان یک راه بهره‌ورتر تجزیه‌ی آب مورد توجه بوده است. اما هرگز به طور موفق تجاری‌سازی نشده است. مشکل دوام ضعیف الکترولیت سرامیکی در یک محیط هیدروژنی داغ بوده است. ما هیچ نشانی از آن که بخواهد تغییر کند، ندیده‌ایم.بازتشکیل متان با بخاراگر هیدروژن نمی‌تواند به ارزانی توسط الکترولیز در اندازه‌ای که برای ذخیره‌سازی انرژی در ابعاد شبکه به اندازه‌ی کافی بزرگ باشد، تولید شود –بسیار کمتر برای یک سوخت عمده‌ی حمل‌ونقل – در مورد روش‌های دیگر تولید چه؟ در مورد بازتشکیل متان با بخار چه؟هزینه‌ی هیدروژن از روش SMRبا هزینه‌ی گاز طبیعی پیوند خورده است. اما هزینه‌ی برق نیز بیش از پیش این گونه است. به طور تاریخی، هزینه‌ی هیدروژن از SMRبه طور متوسط تقریبا یک چهارم تا یک سوم هزینه‌ی هیدروژن از الکترولیز بوده است. این با آن‌چه ممکن است انتظار داشته باشیم همخوان است، وقتی بدانیم که به طور متوسط برای تولید یک واحد الکتریسیته، تقریبا سه واحد گاز طبیعی نیاز است، در حالی که بهره‌وری تبدیل الکتریسیته به هیدروژن بدتر از تبدیل گاز طبیعی به هیدروژن است.با آن مقدار از تفاوت هزینه، جای تعجب ندارد که SMR 95% بازار برای هیدروژن استفاده شده در پالایش نفت و صنایع دیگر را عرضه می‌کند. هیدروژن الکترولیزی فقط زمانی استفاده می‌شود که مقادیر مورد نیاز کوچک هستند یا نیازمندی‌های خلوص به طرز استثنایی بالا هستند.عیب هیدروژن از روش SMRاین است که گاز طبیعی یک سوخت فسیلی است، و روش‌های رایج اجرای SMR کربن فسیلی را به اتمسفر می‌دهند. این به دلیل آن است که واکنش اصلی آن:CH₄ + H₂O + گرما ⇌ CO + 3H₂به شدت گرماگیر است؛ یعنی نیاز به گرما دارد تا پیش برود. آن گرما معمولا با سوزاندن مقداری از گاز طبیعی به دست می‌آید که تولید CO2 می‌کند. CO موجود در جریان خروجی از واکنش اصلی نیز معمولا از طریق واکنش جابه‌جایی آب به گاز به CO2تبدیل می‌شود.راه‌های بسیاری وجود دارد که زنجیره‌ی واکنش برای SMR مهندسی شود. در بیشتر موارد یک جریان خروجی CO2 و N2 (از هوای استفاده شده در سوزاندن مقداری از آن گاز) تولید می‌شود. این ترکیب معمولا به هوا داده می‌شود. هر چند، در وضعیت‌هایی که یک جریان CO2ارزش دارد، می‌تواند با هزینه‌ی کوچک اضافه‌شده‌ای فراهم شود. یا آن CO2 می‌تواند جدا شود، یا این که زنجیره‌ی واکنش می‌تواند به گونه‌ای مهندسی شود که N2اتمسفری هرگز از اول به جریان گاز وارد نشود.یک ارایه‌ی فنی از مدرسه‌ی معادن کلرادو چند نوع از زنجیره‌های SMR را پوشش می‌دهد. آن کامل نیست و انواع برجسته‌ای وجود دارند که پوشش نمی‌دهد، شامل یکی که اخیرا اعلام شده و گفته شده که می‌تواند SMR پاک با یک جریان خروجی CO2تولید کند که در ابعاد یک ایستگاه سوختگیری هیدروژن کاربردی است. هزینه‌ی سرمایه‌ی آن پایین است. ایستگاه لازم است که نزدیک یک لوله‌ی CO2 قرار گیرد تا امکان دفع CO2فراهم شود اما غیرممکن نیست.هزینه‌ی پایین تولید هیدروژن از گاز طبیعی، همراه با آسانی نسبی تولید یک جریان دفع CO2که آماده‌ی لوله باشد، به این معنی است که هیدروژن بدون کربن در واقع می‌تواند برای وسایل نقلیه‌ی پیل سوختی به هزینه‌ای عرضه گردد که پایین‌تر از مقدار معادل بنزین است.دفع CO2اگر باید از SMRبرای تولید هیدروژن ارزان برای وسایل نقلیه‌ی پیل سوختی (FCVها) استفاده کنیم، چگونه از شر CO2خلاص می‌شویم. و چگونه دفع آن بر هزینه‌ی هیدروژن تولیدشده تاثیر می‌گذارد؟ این یک سوال مهم است.با نرخ پایین جایگزینی در ناوگان وسایل نقلیه خودرویی، حتی برای مطلوب‌ترین فناوری‌ها هم یک یا دو دهه طول می‌کشد تا به ناوگان نفوذ کنند. با این نگاه، مقدار CO2مربوط به تولید هیدروژن برای FCV ها کم احتمال دارد که به زودی مهم شود. استفاده‌های تجاری برای مقادیر کوچک CO2 وجود دارند که مسئله‌ساز نیستند. آن بازار احتمالا به اندازه‌ی کافی بزرگ است که عرضه‌ی CO2 از تولید هیدروژن برای بازار خودرو را حداقل برای 10 سال آینده جذب کند. فراتر از آن – و به خصوص اگر هیدروژن برای پشتیبانی انرژی‌های تجدیدپذیر در شبکه‌ی برق اتخاذ شود – بازارهای بزرگتر برای CO2لازم است که پیدا شوند.یک بازار موجود برای CO2وجود دارد که تقریبا بزرگ هم هست. اگر چنان که بسیاری انتظار دارند طی دهه‌های آِینده توسعه پیدا کند، به اندازه کافی بزرگ خواهد بود که عرضه‌ی CO2 حتی از تولید با ابعاد بزرگ هیدروژن توسط SMR را هم جذب کند. اما بدون دردسر نیست. آن بازار، بازار بازیافت نفت تقویت‌شده (EOR) مبتنی بر CO2است.EORمبتنی بر CO2 شامل پمپ‌کردن CO2 تحت فشار از طریق چاه‌های تزریق به یک سازند دارای نفت است. آن فشار داخل سازند را بازیابی می‌کند و نفت باقیمانده را به سمت چاه‌های تولید هدایت می‌کند. آن همچنین با نفت مخلوط می‌شود و حجم آن را افزایش می‌دهد و ویسکوزیته‌ی آن را کاهش می‌دهد. این باعث می‌شود که نفت راحت‌تر داخل سنگ‌های متخلخل مخزن نفت جریان یابد. چنان که در این سند از انستیتو گلوبال سی سی اس توضیح داده شده است، تزریق CO2 داخل میدان‌های نفتی بالغ بیش از پیش به عنوان موثرترین روش موجود برای احیا کردن خروجی و تولیدکننده نگه‌داشتن میادین تلقی می‌شود.چالش حول EORمبتنی بر CO2 در سطوح چندگانه‌ای است. این روش نفت را از میادین بالغ بازیابی می‌کند که در غیر این صورت قابل بازیابی نبود. بسیاری، به تنهایی بر اساس همین، با آن مخالفت می‌کنند. آن‌ها احساس می‌کنند که آن نفت باید در زمین باقی گذاشته شود، و هر فناوری که اجازه می‌دهد مقدار بیشتری از آن بازیابی شود باید با آن مخالفت شود. اما آن موضع‌گیری بر فرض پنهانی استوار است که ما نهایتا همه‌ی نفتی که قابل بازیابی است را می‌سوزانیم و آن فناوری برای افزایش مقداری که می‌تواند بازیابی شود، مقداری که به اتمسفر وارد می‌شود را افزایش می‌دهد.اگر ما انتظار داریم که دنیایی قابل زندگی برای نسل‌های بعد بگذاریم، ما مجبوریم سوزاندن همه‌یی نفتی که قابل بازیابی است را متوقف کنیم. اما در آن صورت، نهایتا مهم نیست که فناوری مقدار بیشتری از نفت را از میادین نفتی بالغ قابل بازیابی می‌کند. آن تنها در این تاثیر می‌گذارد که چه کسی آن مقدار نفت که ما خواهیم سوزاند را تولید خواهد کرد و آن نفت کجا تولید خواهد شد. ما پیش از آن که همه‌اش تمام شود، توقف خواهیم کرد، چرا که مجبوریم.در آن صورت، با نزدیک‌شدن عصر نفت به یک پایان ضروری، معنی دارد که روی تمایل تولیدکنندگان متصدی برای حفظ موقعیتشان برای مدتی که تقاضا باقی است، سرمایه‌گذاری شود. با استخراج هر چه بیشتر از چاه‌های قدیمی، ما می‌توانیم بازار را برای چاه‌های جدید کاهش دهیم در حالی که به علاوه از شر مقادیر عظیمی از CO2 خلاص می‌شویم.مخالفت‌های دیگر با EORمبتنی بر CO2 به طرز گوناگونی به نگرانی‌هایی راجع به ایمنی، طول مدت تجزیه و جداسازی، و امکان‌پذیری اقتصادی ربط دارند. این‌ها موضوعات بزرگی هستند، و ما تلاش نمی‌کنیم که به ‌آن‌ها با جزئیات در این پست بپردازیم. هر چند، EORمبتنی بر CO2 یک جیز جدید نیست و صنعت نفت و گاز دهه‌ها تجربه دارد که می‌تواند از آن استفاده کند.در واقع، همین الان حوالی 3600 مایل (حوالی 5800 کیلومتر) لوله در آمریکای شمالی برای انتقال CO2از منابع مختلف به سایت‌های EOR وجود دارد. نقشه‌ی پایین، از یک مرور زیرساخت لوله‌کشی CO2 در ایالات متحده از NETL، لوله‌ها و منابع CO2 را در سال 2014 و نواحی میدان نفتی مربوطه را نشان می‌دهد.به طور قابل ملاحظه‌ای جای میادین نفتی کرن کاونتی و کالیفرنیای جنوبی خالی است. طبیعت آن میادین آن‌ها را گزینه‌های خوبی برای EOR مبتنی بر CO2 می‌کند، اما نزدیک آن‌چا هیچ منبع طبیعی بزرگ CO2 وجود ندارد که شبکه‎ای از لوله‌ها را به میادین برای سرمایه‌گذاران جذاب کند. آن‌جا قطعا تاسیسات صنعتی بسیاری وجود دارد که می‌توانند برای جذب کربن تجهیز شوند. اگر یک لوله‌ی CO2از نزدیکی آن‌ها می‌گذشت، آن‌ها می‌توانستند به آن وصل شوند و از فروش CO2 جذب‌شده سود ببرند. هر چند، هیچ کدام به اندازه‌ی کافی بزرگ نبوده است که لوله‌کشی در آن‌جا را باعث شود. لذا این اتفاق نیفتاده است.ممکن است که دولت ایالت کالیفرنیا، اگر به این نتیجه برسد که SMR با جذب کربن عملی‌ترین راه برای موفقیت FCVهای هیدروژنی با آلایندگی صفر است، کاری برای آن بکند. آن‎ها می‎‌توانند برای لوله‌کشی، همراه با ساخت کارخانه‌های SMR که تغذیه‌ی آن را فراهم می‎کنند، وام بدهند. دفع CO2آن موقع هزینه‌ی ایستگاه‌های سوختگیری هیدروژن را که دولت این ایالت می‎خواهد ببیند، کاهش می‌داد، نه این که افزایش دهد. اگر ما یک مدیر ارشد اجرایی در تویوتا، هندا یا هیوندای بودیم، اپراتورهای میادین نفتی و لابی‎گران در ساکرامنتو را به این ایده ترغیب می‎کردیم.فراتر از SMRممکن است یک راه دیگر برای تولید هیدروژن از گاز طبیعی وجود داشته باشد که نیاز به دفع CO2را حذف می‌کند. این روش با شکافت متان (و هیدروکربن‌های فرار دیگر در گاز طبیعی) برای تولید کربن خالص و هیدروژن است. آن یک واکنش با دمای بالاست که برای مهندسین شیمی بسیار آشناست. آن حتی به طور تجاری استفاده می‌شود تا دوده‌ی کربن (Carbon Black) برای استفاده در تایرها و محصولات دیگر لاستیکی تولید شود. اما روش مورد استفاده برای پیش راندن واکنش یک قوس پلاسما بوده است. آن رویکرد بسیار انرژی‌بر است.تعداد کمی از گروه‌های پژوهشی در حال کاوش رویکردهای دیگر بوده‌اند که بسیار بهره‌‎ورتر خواهند بود. امیدوارکننده‌ترین جایگزین ممکن است آنی باشد که در مقاله‌ی روی جلد نسخه‌ی آگوست 2016 نیوساینتیست گزارش شده است. عنوان آن مقاله گذاشته شده بود : «واکنشی که دنیا را تغییر خواهد داد». این واکنش شامل حباب دادن گاز طبیعی از داخل قلع گداخته شده در 1000 درجه سلسیوس است. کربن گاز طبیعی از اتم‌های هیدروژن آن جدا می‎شود و در آن قلع حل می‎شود. هیدروژن جدا شده به صورت حباب به بالای استخر می‌آید و در آن‌جا از هر متان واکنش‌نداده‌ای از طریق یک غشای نفوذ هیدروژن جدا می‌شود. متان واکنش‌نداده دوباره به چرخه برگردانده می‌شود. کربن حل‌شده، در این میان، به صورت میکروذرات دوده‌ی کربن رسوب می‌کند که به سطح استخر می‌آیند. دوده‌ی کربن جمع‌شده می‌تواند از استخر قلع همان‌گونه که اسلگ از استخر فولاد گداخته خراشیده و برداشته می‌شود، برداشته شود.این فرایند تنها نصف SMRهیدروژن به ازای واحد گاز طبیعی تولید می‌کند، اما این کار را با بهره‌وری انرژی بالا انجام می‌دهد. هیچ مقدار CO2که نیاز داشته باشد با لوله حمل شود و در مخازن ذخیره‌سازی زیرزمینی بسیار عمیق پمپ شود وجود ندارد. جریان دفع‌شده دوده‌ی کربن خالص است که کاربردهای بالقوه‌ی بسیاری دارد. کاربردهای با ارزش بالا در فیلترهای آب و هوا (به جای زغال فعال‌شده) و به عنوان ماده‌ی پرکننده در تایرها و در محصولات لاستیکی و پلاستیکی خواهد بود.اگر برای عرضه‌ی هیدروژن در ابعاد بزرگ به کار گرفته شود، مقدار محصول جانبی دوده‌ی کربن تولیدشده از شکافت متان از نیاز بازارهای با ارزش بالای استفاده بیشتر خواهد شد. باقیمانده‌ی آن ممکن است که به عنوان اصلاح‌کننده‌ی خاک با خواصی مشابه بیوچار فروخته شود – هر چند درجه تاثیر و ثمربخشی آن نیاز دارد که اثبات شود. هر چند، یک کاربرد مقیاس‌شونده‌ی دیگر وجود دارد که ممکن است امکان‌پذیر باشد: آن ممکن است که برای تامین سوخت تولید منعطف نیرو توسط پیل‌های سوختی کربن مستقیم استفاده شود.پیل‌های سوختی کربن مستقیم با طراحی‌های گوناگون دمو شده‌اند و تلاش‌های جاری برای تجاری‌سازی آن‌ها وجود دارند. بعضی از رویکردها بهره‌وری‌هایی به اندازه‌ی 80 درصد برای الکتریسیته‌ی خروجی بر انرژی پتانسیل شیمیایی ورودی نشان داده‌اند. اما تلاش‌ها تقریبا همه‌شان توسط وزارت انرژی به عنوان بخشی از ابتکار «زغال‌سنگ پاک» آن، تامین مالی شده‌اند. آن‌ها مطابق این ابتکار هدایت شده‌اند تا کاری کنند که پیل‌ها با استفاده از زغال‌سنگ پودرشده به عنوان سوخت کار کنند. ناخالصی‌های موجود در زغال‌سنگ این کار را دشوار کرده است. ممکن است که با یک شکل بسیار خالص از دوده‌ی کربن به عنوان سوخت، به امکان‌پذیری تجاری بسیار آسان‌تر رسیده شود. اگر چنین باشد، دوده‌ی کربن محصول جانبی شکافت متان می‌تواند تبدیل به منبع عالی انرژی ذخیره‌شده گردد. ذخیره‌ی تراوات‌ساعت‌ها از انرژی به آسانی می‌تواند تجمیع شود.البته، در واقع استفاده‌ی دوده‌ی کربن به عنوان سوخت برای پیل‌های سوختی کربن مستقیم (DCFC) باب مشکل جداسازی را برای CO2 خروجی حاصل باز می‌کند. اما آن یک جریان خروجی CO2 خالص است، و آسانی حمل عمده‌ی دوده‌ی کربن یعنی که نیروگاه‌های DCFCمی‌توانند نزدیک سایت‌های تزریق CO2مکان‌یابی شوند. اگر رویکرد DCFC جواب بدهد، یک راه دور زدن مسئله‌ی زیرساخت لوله‌کشی CO2خواهد بود.پشتیبانی تجدیدپذیرهابدون توجه به این که آیا شکافت متان و احتمالا رویکرد DCFC به انرژی عظیم ذخیره‌شده کار می‌کنند یا نه، برای ما به نظر می‌رسد که ایده‌ی هیدروژن پاک از پردازش شیمیایی سوخت‌های فسیلی پتانسیل تغییر دادن بازی را دارد. کربن یا جریان خروجی CO2 می‌توانند با هزینه‌ی کمی جداسازی شوند –یا هزینه‌ی منفی در حالت فروش CO2برای EOR. این یعنی این که هیدروژن تولیدشده واقعا می‌تواند بدون کربن باشد، حتی قبل از این که شبکه‌ی نیرو بدون کربن شده است.جالب‌ترین آن برای ما آن عدد 53 دلار بر کیلووات است که در قسمت اول به عنوان تخمین وزارت انرژی از هزینه‌ی جاری سیستم برای پشته‌های (استک‌های) پیل سوختی PEM (در تولید در حجم بالا) اشاره کردیم. مدت‌هاست که بر این عقیده‌ایم که بزرگ‌ترین مسئله با تجدیدپذیرهایی که وقفه‌ی تولید دارند، تاثیر آن‌ها بر تدارکات عرضه‌ی پشتیبان است. تحت سناریوهای نفوذ بالا، تدارکات عرضه‌ی پشتیبان دوره‌های عملیاتی کوتاه، نرخ‌های شیب (رمپ) سریع، و سیکل‌های کار کل پایین را تجربه می‌کنند. این امر خدمات رفاهی را مجبور می‌کند که به ارزانترین واحدهایی که برای ایفای این نقش دارند روی بیاورند. این واحدها غالبا توربین‌های احتراقی ساده هستند که اثرات آلایندگی کربن بالایی دارند. هر چند، 53 دلار بر کیلووات حتی ارزان‌تر توربین‌های احتراقی ساده است. به علاوه، پشته‌های پیل سوختی PEM کاری به کار دوره‌های عملیاتی یا نرخ‌های شیب (رمپ) ندارند. بهره‌وری دمایی آن‌ها قابل مقایسه با بهترین CCGTها است و دچار عملیات با ظرفیت ناتمام نیستند. آن‌ها ایده‌ال هستند!تنها مسئله تغذیه‌ی آن‌ها با سوخت هیدروژن کافی است. الکترولیز، چنان که پیش‌تر اشاره شد، بسیار نابهره‌ور و بسیار گران است. اما وقتی انرژی تجدیدپذیر مازاد به کار گرفته می‌شود تا واکنش‌های گرماگیر SMR یا شکافت متان را راه بیندازد، مقداری معادل 10 برابر هیدروژن بیشتر از الکترولیز آزاد می‌کند. ما هنوز سوخت بدون کربن تولیدشده با توان ارزان، «آن‌قدری که در دسترس است»، داریم، و لذا منفعت یک «باتری مجازی» را با کنترل توان هدایت‌شده به این فرایند داریم. هر چند، مقدار انرژی تجدیدپذیر مازاد که برای تغذیه‌ی سوخت نیاز است، به شدت کاهش یافته است.منبع[i] https://energypost.eu/the-lowdown-on-hydrogen-part-2-production/ aryan aryan Sat, 21 Sep 2019 16:42:02 +0430 https://virgool.io/mobility/%D9%85%D8%AF%D8%A7%D9%82%D9%87%D8%A7%DB%8C-%D8%A8%D8%B1-%D9%87%DB%8C%D8%AF%D8%B1%D9%88%DA%98%D9%86%D8%9B-%D9%82%D8%B3%D9%85%D8%AA-1-%D8%AD%D9%85%D9%84%D9%88%D9%86%D9%82%D9%84-ketunoz5v97z مقدمه[i]به زعم بسیاری از مشاهده‌گران صنعت، اقتصاد هیدروژن به عنوان یک شکست کنار گذاشته شده بود. هر چند، اخیرا، به نظر می‌رسد که هیدروژن بازگشتی را به میادین تجربه می‌کند. نه به خاطر هیچ پیشرفت خاصی در تکنولوژی، بلکه به خاطر این که پشتکار و پیشرفت‌های معمولی دارند جواب می‌دهند.پس از تقریبا دو دهه هیجان راجع به فرارسیدن یک «اقتصاد هیدروژنی» متحول‌کننده، بسیاری از مشاهده‌گران خبره‌ی تکنولوژی در مورد آن به این نتیجه رسیده بودند که هیجانی بیش نبوده است. به طور خاص، وسایل نقلیه‌ی پیل سوختی هیدروژنی یک رویای شکست‌خورده به نظر می‌رسیدند. نوآورانی چون جف بالارد کانادایی به مسئله نزدیک شده بودند و هزینه‌های سرمایه‌گذاری هنگفتی مصرف کرده بودند در تلاش برای این که محصولی توسعه دهند که بتواند در سختی‌های صنعت خودرو تاب بیاورد. همه‌ی این‌ها با موفقیت اندکی همراه بوده است، و ورای مشکلات هزینه و دوام خود پیل‌های سوختی، معضل ذخیره‌سازی هیدروژن به سختی مانع راه‌حل‌های کاربردی تجاری می‌شد.در سال‌های اخیر، خودروهای هیبرید و برقی باتری‌ای به نظر میدان حمل‌ونقل کم‌کربن و بدون کربن را در دست گرفته‌اند. تسلا نگاه‌ها را از این که چه چیزی برای خودروهای برقی باتری‌ای ممکن است، تغییر داده است. هزینه‌ی پک‌های باتری لیتیوم-یون پایین آورده شده است، در حالی که ظرفیت، عملکرد و قابلیت اتکای آن‌ها بسیار بالا رفته است. برنامه‌های دولتی به حمایت پژوهش و توسعه‌ی پیل سوختی ادامه داده‌اند. اگر برای هیچ چیز دیگری نباشد، پیل سوختی هنوز جذابیت گسترده‌ای برای برنامه‌های نظامی دارد. اما برای آن‌هایی از ما که گمان می‌کردیم مشکلات را می‌فهمیم، موانع استفاده‌ی گسترده‌ی هیدورژن به عنوان یک حامل انرژی، بسیار پایه‌ای به نظر می‌رسید. ما واقعا انتظار نداشتیم که این موانع در مدت کوتاهی فرو بریزند.با وجود این انتظار، تعداد زیادی از اعلانات و مقالات خبری در طول سال‌های اخیر مربوط به هیدروژن جای تعجب و شگفتی دارد. برجسته‌ترین آن‌ها اعلانات اخیر تویوتا، هوندا، و هیوندای از خودروهای جدید پیل سوختی برای عرضه‌ی تولید در بازارهایی بوده است که ایستگاه‌های سوخت‌رسانی هیدورژن موجود است. تویوتا، خودروی «میرای» را معرفی کرد، هوندا «کلریتی فیول سل» را معرفی کرد، و هیوندای خودروی شاسی بلند «تاکسن فیول سل» را معرفی نمود. اما این‌ها فقط اعلانات تجاری پشتیبانی شده با کمپین‌های تبلیغاتی بودند. وقتی شروع به کاوش بیشتر می‌کنیم، تعداد زیادی خبر برجسته و اعلانات از اطراف دنیا مشاهده می‌شوند. ایده‌ی اقتصاد هیدورژنی –که هرگز از بین نرفت- به نظر می‌رسد که دارد باز می‌گردد. خب، چه چیزی بوده که وقتی ما توجه نداشتیم، اتفاق افتاده است؟ به نظر می‌آید که یک مرور کامل، نیاز است. از آن‌جایی که وسایل نقلیه‌ی برقی باتری‌ای در مقایسه با پیل سوختی جلوی چشم هستند، از آن‌جا شروع می‌کنیم. سپس ادامه می‌دهیم و به مسایل وسیع‌تر ذخیره‌سازی انرژی و تولید هیدروژن نگاهی می‌اندازیم.مسابقه‌ی فناوری وسایل نقلیه‌ی برقیبه رغم پیشرفت دلسردکننده در سال‌های ابتدایی حرکت «خودروی آزادی» بوش، پژوهش و توسعه‌ی پیل سوختی هرگز متوقف نشد. این پژوهش و توسعه ادامه داشته است و همه‌ی آن با محرک‌های سیاسی نبوده است. همواره امکان موفقیت واقعی در فناوری پیل سوختی بوده است. مسائل اصلی هزینه و قابلیت اتکا بوده‌اند. هیچ پیشرفت خاص واحدی پشت سر بازگشت توجه‌ها به هیدروژن نبوده است. بلکه پشتکار و پیشرفت‌های معمول در فناوری مواد و تولید شروع به جواب دادن کرده‌اند. یک مثال کوچک: ماشین‌آلات اتوماتیک که می‌توانند جوش‌های قابل اتکا مقاوم در برابر نشتی گاز بین ورق‌های فلزی بدهند. این مسئله‌ای حیاتی برای ساخت صفحات دو قطبی بهره‌ور در پیل سوختی‌های PEM (Polymer Electrolyte Membrane)است.تحلیلی توسط دفتر فناوری‌های پیل سوختی وزارت انرژی ایالات متحده هزینه‌ی حاضر پشته‌های (Stacks) پیل سوختی خودرویی را 53 دلار به ازای هر کیلووات برای حجم تولید سالانه نیم میلیون واحد برآورد کرده است. این نصف مقدار پیش‌بینی شده برای لبه‌ی فناوری در سال 2006 است.جالب این که، یک چیزی که به طور گسترده‌ای دیده می‌شود که نیاز به تغییر دارد پیش از آن که وسایل نقلیه‌ی برقی پیل سوختی بتوانند کاربردی شوند، تغییر نکرده است: فناوری حمل هیدروژن در وسیله‌ی نقلیه. به رغم تعداد زیادی از توسعه‌های آزمایشگاهی امیدوارکننده، به نظر می‌رسد هیچ پیشرفت کاربردی‌ای در ذخیره‌سازی هیدروژن رخ نداده است. وسایل نقلیه‌ی پیل سوختی جدید همه از هیدروژن گازی فشار بالا در تانک‌های فشار پلیمری فیبرپیچ شده استفاده می‌کنند. تانک‌های مشابهی توسط کوانتوم در دهه 1980 ساخته می‌شدند. تانک‌ها همچنان سنگین، پرحجم و پرهزینه هستند. هر چند، با روش‌های تولید بهتر و فیبرهای کربن ارزان‌تر و قوی‌تر، هزینه‌ی آن‌ها حالا در رده‌ی پایین هزارها دلار به جای رده‌ی بالای ده‌ها هزار دلار است.مزایای پیل سوختی: وزن، هزینه‌ی سرمایه، زمان سوختگیریبنا به کاتالوگ تویوتا برای «میرای»، سیستم پیل سوختی آن 2 کیلووات بر کیلوگرم با حداکثر توان خروجی 114 کیلووات تحویل می‌دهد. این یعنی وزن سیستم پیل سوختی برابر با 57 کیلوگرم است. تانک‌های هیدروژن 5 کیلوگرم H2 با درصد وزنی 5.7% نگهداری می‌کنند. این یعنی وزن تانک برابر با 83 کیلوگرم است. بنابراین، 145 کیلوگرم جمع تانک‌ها+سیستم پیل سوختی+5 کیلوگرم هیدروژن، تقریبا بردی برابر 312 مایل (تقریبا 502 کیلومتر) می‌دهد. این قابل مقایسه است با 540 کیلوگرم برای پک باتری در یک تسلا مدل اس با بردی برابر با 265 مایل (تقریبا 426 کیلومتر).به نظر می‌رسد که به رغم تانک‌های فشار سنگین و پرحجم، «میرای» برد عملیاتی رانندگی بیشتری از مدل اس، با تقریبا مزیت وزنی 4 به 1 برای سیستم تحویل انرژی می‌دهد. هر چند، برای بیشتر خریداران مهم‌تر، هزینه‌ی سیستم به ازای هر کیلووات‌ساعت انرژی تحویل داده شده به موتورهای پیشران آن است. این برای اندازه‌گیری قدری سخت‌تر است، چون تولیدکنندگان معمولا داده‌های هزینه را برای عموم عرضه نمی‌کنند.یک صنعت کوچک برای حدس‌زدن و پیش‌بینی هزینه‌ی پک‌های باتری تسلا وجود دارد. جی تی ام ریسرچ پیش‌بینی می‌کند که تا 2020، هزینه‌ی متوسط تسلا برای پک‌ها 217 دلار بر کیلووات‌ساعت خواهد بود. با استفاده از این عدد، پک باتری مدل اس 85 کیلووات‌ساعتی برابر با 18500 دلار خواهد شد. این کمتر از برخی تخمین‌هاست، اما بیشتر از 12000 دلاری است که خود تسلا متمایل است که برای دارندگان مدل اس به عنوان هزینه‌ی جایگزینی پس از 8 سال گارانتی کند. همه موافقند که هزینه‌ها همین که تولید گیگافکتوری‌ها آغاز شود، رو به کاهش هستند، بنا بر این 18500 دلار احتمالا عدد معقولی برای استفاده در مقایسه‌های کوتاه مدت بین وسایل نقلیه‌ی باتری‌ای و پیل سوختی می‌باشد. بر اساس آن، پیل‌های سوختی به نظر می‌رسند که از باتری‌ها در زمینه‌ی هزینه و وزن جلو می‌افتند. با 53 دلار به ازای هر کیلووات، سیستم پیل سوختی 114 کیلوواتی «میرای» هزینه‌ای تقریبا برابر 6000 دلار خواهد داشت. منبع ذخیره‌سازی فشار بالا برای 5 کیلوگرم H2 احتمالا حوالی 3000 دلار باشد. لذا، هزینه‌ی سرمایه‌ای سیستم تحویل انرژی با برد طولانی‌تر به نظر می‌رسد تقریبا نصف هزینه‌ی پک باتری برای مدل اس است.البته، وسایل نقلیه‌ی پیل سوختی به لحاظ زمان سوختگیری مجدد بسیار سریع‌تر هستند. این به طور گسترده‌ای قوی‌ترین مزیت بازار آن‌ها دانسته می‌شود. اما پیش‌فرض آن، یک شبکه از ایستگاه‌های عمومی سوختگیری هیدروژن است که بیشتر آن، هنوز وجود ندارد.به طور نرمال، یک مسئله‌ی «مرغ و تخم‌مرغ» مثل این برای معرفی یک محصول جدید کشنده است که ممکن است اثبات شود که در این مورد نیز این گونه است. هر چند، فاکتورهای خاصی برای هیدروژن وجود دارند که بالقوه ممکن است به آن امکان پیشرفت بدهند. به آن‌ها خواهیم رسید. اما اول، ما باید به مشکلات دیگر از روی دیگر سکه‌ی پیل‌های سوختی در مقایسه باتری‌ها نگاهی بیندازیم.معایب پیل سوختی: بهره‌وری، اثرات آلایندگی کربن، هزینه‌ی سوختراه‌های بسیاری برای تولید هیدروژن وجود دارد. به خاطر برقی‌سازی حمل‌ونقل، چشم‌انداز سبز این است که این کار با الکترولیز آب انجام شود. این چشم‌انداز برای ایستگاه‌های سوختگیری هیدروژن مناسب است. H2 مصرفی هر روز، همان روز یا روز قبل در محل تولید می‌شود. این باعث می‌شود که موجودی در محل H2 کاهش یابد که به نوبه‌ی خود باعث تقویت ایمنی شده و هزینه‌ی سرمایه‌ی ایستگاه را کمینه می‌کند. این همچنین باعث می‌شود که به زیرساخت جدید و پرهزینه‌ی توزیع هیدروژن نیاز نداشته باشیم. دیگر نیازی به کندن خیابان‌ها برای لوله‌گذاری هیدروژن یا داخل‌شدن تانکرهای هیدروژن مایع در ترافیک شهر نیست.در این سناریو، بهره‌وری پایین پیل‌های سوختی PEM و الکترولیزکننده‌ها یک عیب واضح پیل‌های سوختی در مقایسه با باتری‌ها است. برای هر کیلووات‌ساعت تحویل داده شده به موتورهای وسیله‌ی نقلیه، سیستم الکترولیزکننده-پیل سوختی، تقریبا دو برابر کیلووات‌ساعت‌های انرژی ورودی در سیستم باتری لازم دارد.تفاوت تقریبی 2 به 1 در بارگذاری الکتریکی که وسایل نقلیه‌ی پیل سوختی تحمیل می‌کنند به اندازه‌ی کافی بد است، اما به اثرات آلایندگی غیرمستقیم کربن این دو کلاس از وسایل نقلیه مربوط می‌شود. به لحاظ آن‌چه از آلایندگی که آن‌ها در جاده تولید می‌کنند، هر دو BEV(وسایل نقلیه‌ی برقی باتری‌ای) و FCEV(وسایل نقلیه‌ی برقی پیل سوختی) وسایل نقلیه‌ای با آلایندگی صفر هستند. هر چند، هر دو بواسطه‌ی شبکه‌ی قدرت آلایندگی دارند. اگر برق شبکه کاملا از منابع قدرت بدون کربن تغذیه می‌شد، آن‌گاه هر دو BEV ها و FCEV ها بدون آلایندگی کربن می‌بودند. اما امروزه این دور از واقعیت است. یک تفاوت 2 به 1 بین بارگذاری الکتریکی FCEV ها و BEVها یعنی یک FCEV دو برابر یک BEV آلایندگی غیرمستقیم کربن به ازای هر کیلومتر خواهد داشت.تفاوت واقعی در هزینه‌ی سوخت به ازای هر کیلومتر قدری بزرگتر از تفاوت 2 به 1 در بارگذاری الکتریکی است. برای BEV ها هزینه‌ی سوخت تنها هزینه‌ی برقی است که در شارژ مصرف می‌شود. هیچ تجهیزات سرمایه‌ای بزرگی بین وسیله‌ی نقلیه و شبکه‌ی قدرت نیست. اما برای FCEV ها، الکترولیزکننده، منبع ذخیره‌سازی هیدروژن، سیستم توزیع، و ملک تجاری که ایستگاه در آن قرار گرفته است، وجود دارند. همچنین، سربار عملیاتی روزانه‌ی گرداندن ایستگاه نیز هست. این موارد هزینه‌ی خرده‌فروشی هیدروژن توزیع‌شده را بسیار بالاتر از هزینه‌ی برق ورودی به الکترولیزکننده می‌برند.تخمین‌های محکم از این که در آینده‌ی نزدیک چه می‌توان انتظار داشت، سخت به دست می‌آیند. مجموعه‌ای از یارانه‌ها تصویر را مبهم می‌کنند، و تخمین‌های هزینه‌های آینده حساس به فرض‌هایی راجع به نرخ اتخاذ، ابعاد و اندازه‌ی ایستگاه‌های سوختگیری، و فناوری مورد استفاده برای عرضه‌ی H2هستند. اهداف وزارت انرژی ایالات متحده برای سال 2020 هزینه‌ی تولید عمده‌فروشی 2 دلار یا کمتر gge (gallon of gas equivalent; ~1kg of H2) است. هدف برای قیمت بدون مالیات سر پمپ، 4 دلار یا کمتر است. (به اینجا مراجعه کنید.)حرف آخر در این زمینه این است که برای سال‌های پیش‌رو، هزینه‌های سوخت برای یک FCEV حداقل 5 تا 10 برابر بیشتر از هزینه‌ها برای یک BEV است. شک داریم که هیدروژن الکترولیزی بدون کربن هرگز کمتر از 4 برابر شود. هر چند برای منظر دادن، هزینه‌های سوخت برای یک BEV کسری از هزینه‌های یک خودروی بنزینی هستند و معمولا قابل اغماض تلقی می‌شوند. اگر هزینه‌ی هیدروژن در یک FCEV 4 برابر هزینه به ازای کیلومتر برق در یک BEV بود، رانندگان بسیاری آن را قابل قبول می‌دانستند. سوخت هنوز بخش کوچکی از هزینه‌ی سر جمع داشتن و استفاده‌کردن از یک وسیله‌ی نقلیه می‌بود. شاهد بر این مدعا، این واقعیت است که تولیدکنندگان وسایل نقلیه‌ی پیل سوختی می‌توانند هیدروژن رایگان را در قیمت خرید یا لیزینگ وسایل نقلیه در بازارهای تست کالیفرنیا بگنجانند.وضعیت در جریانمزایا و معایب نسبی برشمرده‌شده در بالا برای FCEV ها در مقایسه با BEVها اغلب نرم هستند. آن‌ها تابع تغییرات در فناوری، رویکرد طراحی، الگوهای استفاده هستند. برای مثال، توسعه‌هایی در فناوری باتری و تولید، تقریبا قطعا معایب هزینه‌ی اولیه و وزن BEV ها را کاهش می‌دهند. در همان زمان، تغییراتی روش‌های تولید هیدروژن می‌تواند معایب هزینه‌ی به ازای هر کیلومتر FCEV ها را کاهش دهد. همچنین یک تغییر طراحی آسان در FCEV وجود دارد که به طرز قابل توجهی هزینه‌ی رانندگی آن‌ها را کاهش می‌دهد و چالش زیرساخت H2 را حل می‌کند. (پایین را ببینید.)شاید بیشتر از همه، به عرصه آمدن و گسترش توانمندی‌های خودرانی وسیله‌ی نقلیه بازار خودرو را به اشکالی تغییر دهد که به وضوح بر تقابل‌های بین هیدروژن و باتری‌ها تاثیر بگذارد. در مورد آن بعدا صحبت خواهیم کرد.هیبریدهای جهانی؟چالش بین باتری‌ها و پیل سوختی به کنار، بر یک جنبه فناوری وسیله‌ی نقلیه آینده اتفاق نظر وجود دارد. موتور-ژنراتورهای الکتریکی و کنترلرهای قدرت حالت جامد به طور فزاینده‌ای در قلب سیستم‌های محرکه خواهند بود. آن‌ها ارزانتر و قابل‌اتکاتر و با عملکرد بالاتر از انتقال‌قدرت‌های مکانیکی و شفت‌های محرکه‌ی کوپل شده با موتور هستند. در نهایت، همه‌ی وسایل نقلیه‌ی آینده BEV های خالص یا هیبریدها خواهند بود.بلند جار زده نمی‌شود، ولی وسایل نقلیه‌ی پیل سوختی جدید، در حقیقت، هیبرید هستند. «میرای» تویوتا بر روی سیستم محرکه‌ی پریوس ساخته شده است. این دو تعداد زیادی از اجزایشان مشترک است، شامل باتری کشش و کنترلر قدرت، که ترمز احیاکننده (ریجنرتیو) و پاسخ دفعی گاز را ممکن می‌کنند. همچنین، نقش ذخیره‌کننده‌ی بافر را در سیستم پیل سوختی ایفا می‌کند و هزینه‌ی آن را پایین می‌آورد. اشتراک اجزا با پریوس و یک محیط پیل سوختی سازگار، موارد کلیدی‌ای بوده‌اند که به کمک آن‌ها تویوتا توانسته است، هزینه‌های میدانی کردن یک کلاس وسیله‌ی نقلیه‌ی پیل سوختی را محدود کند.همه‌ی آن چه لازم است تا یک نسخه‌ی هیبرید پلاگین از میرای تولید شود اضافه کردن یک پورت شارژ پلاگین است. همین احتمالا برای تولیدات پیل سوختی هوندا و هیوندای نیز درست است. اما باتری‌ها و پیل‌های سوختی دارند برای سهم از ذهن مردم در بازار وسایل نقلیه‌ی برقی رقابت می‌کنند. قابل درک است که شرکت‌هایی که از یک بازی پیل سوختی حمایت می‌کنند، نمی‌خواهند ریشه‌های HEV (وسیله‌ی نقلیه‌ی برقی هیبرید) وسایله نقلیه‌ی پیل سوختی پرچمدارشان آشکار شود. به لحاظ بازاریابی چنین کاری معنا ندارد. هر چند، یک پورت شارژ به لحاظ فنی معنا دارد. مسافت محلی می‌تواند بیشتر در حالت برقی باتری‌ای رانندگی شود. هزینه به ازای هر کیلومتر پایین خواهد بود. مصرف هیدروژن برای یک پروفایل رانندگی معمول به کمتر از نصف یا کمتر از آن کاهش می‌یابد. در اروپا، Symbio FCell در واقع این رویکرد را برای یک ون Nissan e-NV200که برد آن افزایش یافته برای بازار تاکسی انتخاب کرده است.یک توانمندی هیبرید پلاگین مشکل زیرساخت هیدروژن را برای وسایل نقلیه‌ی پیل سوختی حل می‌کند. آن‌ها حتی در محیط‌های بدون ایستگاه‌های سوختگیری هیدروژن، قابل رانندگی باقی می‌مانند. برد محدود با باتری پلاگین ممکن است که اذیت‌کننده باشد، و رانندگان هنوز خواهند خواست که سوختگیری هیدروژن نزدیک خانه داشته باشند. اما آن‌ها به سختی وابسته به آن نخواهند بود. توانمندی پلاگین، با استفاده از هیدروژن برای افزایش برد بین شارژهای پلاگین، یا با استفاده از شارژ پلاگین برای افزایش برد بین سوختگیری‌های هیدروژن، انعطاف را فراهم می‌کند.تغییر به محرکه‌ی برقی تقابل‌های بین باتری‌ها و پیل‌های سوختی را تغییر می‌دهد. دیگر یک انتخاب صرف این یا آن نیست. اگر محرکه‌ی برقی و حداقل اندکی ظرفیت باتری داده شوند، آن‌گاه مشکلات این خواهند بود که چقدر ظرفیت باتری داشته باشیم و چه فناوری‌ای برای عرضه‌ی برد اضافه‌تر از مقداری که باتری محرکه‌ی هیبرید پشتیبانی می‌کند، به کار بگیریم. اگر این آخری کافی است تا اجازه دهد که مسافت محلی بیشتری در حالت برقی باتری‌ای رانندگی شود، آن‌گاه راه‌حل بهینه برای برد اضافه آنی است که هزینه‌ی اضافه‌شده‌ی وسیله‌ی نقلیه را کمینه می‌کند. این حتی در هزینه‌های بالاتر سوخت نیز برای زمان‌هایی که به توانمندی برد افزایش‌یافته رسیده شده است، صادق است.سوخت‌های جایگزینممکن است هیچکدام از باتری‌های بزرگ یا پیل‌های سوختی هیدروژن گزینه‌های بهینه برای برد نباشند. با باتری‌های بزرگ، ممکن است ظرفیت بالاتر و بیشتر از نیاز رانندگی محلی، راه پرهزینه‌ای برای رسیدن به یک توانمندی بردی باشد که کمتر دست یافته شده است. و در حالی که باتری‌های آینده سبک‌تر و ارزان‌تر خواهند بود، آن همچنین این را جذاب می‌کند که ظرفیت بیشتری برای رانندگی محلی عرضه شود. ظرفیت افزایش‌یافته در پک باتری پایه تناوب مراجعه به ظرفیت برد اضافه را کاهش می‌دهد. سادگی مفهومی داشتن یک باتری بزرگ تک ممکن است به هزینه‌ی آن نیرزد. زیرسیستم‌های جداگانه می‌توانند برد بیشتری را در هزینه‌ی پایین‌تر وسیله‌ی نقلیه، در حالی که سوختگیری سریع را به عنوان یک امتیاز اضافه ممکن می‌کنند، فراهم کنند.زیرسیستم جداگانه برای برد اضافی ممکن است هیدروژن باشد یا نباشد. هزینه‌ی اضافه‌شده‌ی وسیله‌ی نقلیه برای رویکرد هیدروژن به نظر می‌رسد که حوالی 9000 دلار باشد. کوچک نیست، اما آنقدر هم بالاتر از هزینه‌ی یک موتور احتراق داخلی و زیرسیستم‌های گوناگون حول و حوش آن نیست. سوال این است که با آن چه می‌شود خرید؟با یک شبکه‌ی برق کاملا بدون‌کربن‌شده و هیدروژن الکترولیزی، رویکرد پیل سوختی هیدروژنی حمل‌ونقل بدون کربن را به ارمغان می‌آورد. اما اگر اضافه‌کردن توانمندی پلاگین آسان و همه‌جا حاضر با باتری‌های بزرگتر محرکه‌ی هیبرید، پیش‌تر باعث شده است که بیشتر کیلومترهای محلی در حالت برقی باتری‌ای رانندگی شود، بنابراین اثرات آلایندگی کربن، پیش‌تر از این، کاهش یافته‌اند. اگر مصرف سوخت متوسط برای وسایل نقلیه‌ی پلاگین جدید، پیش‌تر از این، 150mpg یا بهتر است، بنابراین انگیزه برای به‌کارگیری هیدروژن ضعیف خواهد بود. مانع یک پیشرفت عمده در فناوری ذخیره‌سازی هیدروژن و کاهش‌های بیشتر در هزینه‌ی پیل سوختی، و رقیب پیش‌فرض هر دو باتری و پیل سوختی برای رانندگی با برد اضافی، احتمالا بنزین یا سی ان جی باشد. شاید، اگر قیمت آلایندگی کربن سوخت‌های فسیلی به اندازه‌ی کافی بالا برود، یک سوخت ترکیبی کربن-خنثی ممکن است ارزان‌تر و رقابتی‌تر در بیاید. هزینه‌ی انرژی تولید سوخت‌های ترکیبی از CO2 و H2 از هزینه‌ی انرژی تولید H2 چندان بالاتر نیست.حمل‌ونقل سنگینبحث تا حالا درباره‌ی خودروهای سواری بوده است. برای یک دید وسیع‌تر از اقتصاد هیدروژنی، ما نیاز است که حمل‌ونقل سنگین را نیز بررسی کنیم: کامیون‌ها، اتوبوس‌ها، قطارها، کشتی‌ها، و هواپیماها. به اینها، ماشین‌آلات کشاورزی و سنگین ساختمانی را هم اضافه کنید. برای خلاصه‌تر شدن، ما هیچ کدام از این آخری‌ها را اینجا پوشش نمی‌دهیم. اما کامیون‌ها و اتوبوس‌ها نقش بزرگی را ایفا می‌کنند و نیاز به توضیح دارند.برای کامیون‌ها و اتوبوس‌ها، فاکتورهای به نفع سیستم‌های محرکه‌ی برقی هیبریدی حداقل به قوت وسایل نقلیه‌ی سواری هستند. توانایی عرضه‌ی گشتاور به نرمی کنترل‌شده برای شتاب و رانندگی در شیب در طول بازه‌ی کامل سرعت، با ظرفیت همراه برای ترمز احیاکننده (ریجنرتیو)، جذاب هستند. محرکه‌ی برقی می‌تواند مزیت‌های عملکردی و ایمنی را همراه با اقتصاد سوخت، هوای پاک، و عملیات بی‌سروصدا در اختیار بگذارد. حجم تولید پایین برای باتری‌های سنگین، واحدهای کنترل قدرت و موتور-ژنراتورها مانع اتخاذ گسترده‌ی آن‌ها تاکنون شده‌اند، ولی اوضاع دارد تغییر می‌کند.برای عرضه‌ی انرژی به سیستم محرکه‌ی الکتریکی، تقابل‌های مختلف و انتخاب‌های مختلفی بسته به بخش کاربرد آن وجود دارد. همه‌ی رویکردهای باتری برای اتوبوس‌های شهری و کامیون‌های خدماتی جذاب هستند. اتوبوس‌های شهری ساعت‌هایی را در روز پارک هستند، یا در محل‌های توقفشان در زمان‌های خارج از خدمات یا در انتهای مسیرهای خدماتیشان در حالی که رانندگان تعویض می‌شوند، یا پیش از آغاز دور بعدیشان استراحت می‌کنند. باید نسبتا آسان باشد که شارژ سریع در آن نقطه‌ها فراهم شود. در خدمات معمول، باتری‌های اتوبوس لازم نیست که بیش از حوالی 25 مایل (حوالی 40 کیلومتر) را پشتیبانی کنند.برای کامیون‌های برد بلند و اتوبوس‌های بین شهری، همه‌ی رویکردهای باتری فعلا غیرکاربردی هستند. هیدروژن فرصت‌های بالقوه‌ای آن‌جا دارد. رونمایی اخیر نمونه‌ی اولیه‌ی «نیکولا وان الکتریک سمی» (تصویر زیر) در حقیقت، باعث تحولی شده است.این کامیون یک مدل پیل سوختی هیدروژنی است و مشخصاتش قابل تحسین هستند. 1000 اسب بخار (دو برابر یک کامیون دیزلی معادل)، گشتاور 2000 فوت پاوند، برد 1200 مایل (حوالی 1931 کیلومتر)، ... . اگر نیکولا موتورز بتواند به قولش عمل کند، برنده‌ای را خواهد داشت. تحویل‌های تولیدی برنامه‌ای برای شروع تا سال 2020 ندارند، اما کامیون‌داران پیشاپیش 1500 دلار برای رزرو پرداخت کرده‌اند.هزینه‌ی بالای هیدروژن الکترولیزی هنوز هزینه‌ی سوخت به ازای هر کیلومتر را برای یک «نیکولا وان» نسبتا بالا می‌برد –با فرض این که نیکولا موتورز حتی بتواند طرح‌های جاه‌طلبانه‌ای که راجع به ساخت مزارع خورشیدی برای تامین سوخت هیدروژن بدون کربن برای کامیون‌هایش دارد، را عملی کند. شرایط مالی وسایل نقلیه احتمالا قوی‌تر می‌بود اگر آن‌ها به جای H2از سی ان جی استفاده می‌کردند. آن‌ها هنوز هیبرید بودند. «نیکولا وان» بناست که یک باتری 315 کیلووات‌ساعتی را حمل کند که به آن قدرتی می‌دهد که 65 مایل بر ساعت (105 کیلومتر بر ساعت) در یک شیب 6 درصد بزرگراه برود و انرژی پایین آمدن از شیب کوهستانی را بدون استفاده از ترمزها جذب کند –اما این گونه، عنوان و خاصیتش را به عنوان یک وسیله‌ی نقلیه پیل سوختی هیدروژنی از دست می‌دهد.«نیکولا وان» می‌توانست بخشی از آن عنوان را حفظ کند اگر از پیل سوختی‌های اکسید جامد دما بالا (SOFCها) که مستقیما با متان کار می‌کنند، استفاده می‌نمود. این رویکردی است که اخیرا توسط یک اتحاد بین اَسند انرژی و اِیترکس انرژیبه نمایش گذاشته شده است. SOFC های دما بالا حداقل به بهره‌وری PEMFC ها هستند و اگر خروجی با دمای بالای آن‌ها برای قدرت دادن به توربین یک چرخه‌ی برایتون استفاده شود، آن‌ها بسیار بهره‌ورتر هستند. این ترکیب قطعا یک خودروی با آلایندگی کربن پایین می‌سازد. هر چند، برای این که بدون کربن باشد، متان سوزانده شده نیاز دارد که از یک منبع کربن-خنثی باشد.موضوعات بیشترما هنوز تاثیر احتمالی توسعه‌های خودروهای خودران را نپوشانده‌ایم. همچنین، ما از فناوری‌های مختلف برای تولید هیدروژن یا کاربرد هیدروژن برای ذخیره‌سازی هیدروژن و پشتیبانی انرژی‌های تجدیدپذیر که وقفه‌ی تولید دارند، نگفته‌ایم که موضوعات مهمی هستند. اما بحث راجع به آن‌ها را به بخش دوم واگذار می‌کنیم.منبع[i] https://energypost.eu/the-lowdown-on-hydrogen-part-1-transportation/ aryan aryan Thu, 19 Sep 2019 15:06:43 +0430