لماذا لا تعمل أجهزة شحن السيارات الكهربائية العامة أبدًا بالسرعة الموعودة؟
يقول ديفيد سلوتزكي، رئيس مجلس إدارة ومؤسس شركة Fermata Energy، وهي شركة ناشئة تعمل على بناء أنظمة شحن من المركبات إلى الشبكة: “الحقيقة هي أننا لا نملك بنية تحتية سريعة الشحن اليوم”. “لقد قاموا جميعًا تقريبًا بتخفيض التهمة بسرعة كبيرة.”
هناك العديد من الأسباب الوجيهة التي تجعل أجهزة الشحن العامة الأكثر ذكاءً نادراً ما تعمل بأقصى طاقتها. يعد السحر الكيميائي لطاقة البطارية أكثر تعقيدًا من صب السائل في خزان، وتؤثر العوامل الداخلية والخارجية على سرعة الشحن.
بالنسبة للمبتدئين، لا يمكن للمركبة الكهربائية نفسها أن تمتص الإلكترونات إلا بهذه السرعة. من بين 55 طرازًا كهربائيًا متوفرة الآن في الولايات المتحدة، نصفها يشحن بقدرة تزيد عن 200 كيلووات، وخمسة فقط يمكنها الشحن بقدرة 350 كيلووات. تتعرض هذه السرعات للخطر بشكل أكبر عندما يكون الجو حارًا جدًا أو باردًا جدًا. يمكن أن تؤدي درجات الحرارة القصوى إلى إتلاف بطارية الليثيوم أيون، لذلك يقوم صانعو السيارات ببرمجة سياراتهم لإبطاء الشحن في درجات حرارة معينة.
والأمر الأكثر صعوبة هو أن شحن السيارة الكهربائية يتباطأ بشكل طبيعي مع اقتراب بطارية السيارة من الامتلاء، وذلك لمنع ارتفاع درجة حرارتها. (الهواتف الذكية وأجهزة الكمبيوتر المحمولة تفعل الشيء نفسه.) إن تفاصيل منحنى الشحن هذا فريدة لكل سيارة، على الرغم من أن العلامات التجارية حذرة بشأن مشاركة هذه التفاصيل، حتى مع الأشخاص الذين يشترون منتجاتها. تتمتع سيارات تسلا، على سبيل المثال، بمنحنيات شحن حادة نسبيًا، مما يعني أن الجزء “السريع” من الشحن لا يدوم طويلاً.
وأخيرًا، تعمل شبكات الشحن نفسها على إعاقة تدفق الإلكترونات. في يوم حار، قد تصل الشبكة المحلية إلى الحد الأقصى بسبب عطش مكيفات الهواء، أو قد تكون خراطيم المقابس قريبة من ارتفاع درجة الحرارة. تقوم العديد من المحطات بتقسيم الطاقة بين السيارات، مما يسمح لها بتركيب المزيد من الأسلاك بنفس الكهرباء. بمعنى آخر، يصبح الشاحن بقدرة 200 كيلوواط شاحنًا بقدرة 100 كيلوواط عندما يستخدم شخص ما سلكه الثاني. (تصنف وزارة الطاقة الأمريكية المقابس بقدرة 50 كيلوواط وما فوق على أنها “سريعة”.)
تقول سارة رافالسون، المديرة التنفيذية للسياسة في شركة EVgo: “هناك نوع من المصافحة المعقدة بين السيارة والشاحن، لذلك أعتقد أن هناك فجوة تعليمية بالتأكيد”.
وتهدد هذه الفجوة بالإضرار باعتماد السيارات الكهربائية في الولايات المتحدة، حيث أصبحت سرعة الشحن مقياسًا للتسويق. يحب صانعو السيارات الإعلان عن مدى السرعة التي يمكن أن تنتقل بها سياراتهم من 10% أو 20% ممتلئة إلى 80%، في حين تميل محطات الشحن العامة إلى عرض الحد الأقصى لمعدل الشحن – وليس المتوسط أو المتوقع – مباشرة على الآلات. وفقًا لـ BloombergNEF، فإن حوالي 17% من أجهزة الشحن العامة في الولايات المتحدة تتمتع بقدرة تزيد عن 100 كيلووات، مقارنة بـ 10% في المملكة المتحدة و2% في هولندا.
يقول أنتوني لامبكين، نائب رئيس العمليات في شركة Electrify America، التي تدير ما يقرب من 1000 محطة أمريكية: “ما زلنا نرى الكثير من التناقض بين ما يتوقعه العميل وما يراه في الموقع”. “الخبر الرائع هو أن لدينا الكثير من السائقين الجدد وهذا مجرد واحد من تلك الأشياء التي تتعلق بمنحنى التعلم.”
المستهلكون أقل تفاؤلاً بعض الشيء. وجدت لقطة واحدة لـ 103.000 جلسة شحن لشركة تسلا أن متوسط سرعات الشحن يبلغ 90 كيلووات، أي أقل من نصف الحد الأقصى، وفقًا لشركة Recurrent Auto، وهي شركة ناشئة تتتبع صحة البطارية. وفي استطلاع أجرته شركة JD Power مؤخرًا، سجل أصحاب السيارات الكهربائية سرعات شحن عامة بالقرب من أدنى 10 فئات تمت دراستها. يقول برنت جروبر، المدير التنفيذي لممارسة السيارات الكهربائية في شركة JD Power، إن المستهلكين يطورون توقعات زائفة “عندما تلصق تلك التوقعات [kilowatt] الأرقام الموجودة على الشاحن نفسه.
ويعترف المسؤولون التنفيذيون عن فرض الرسوم بأن بإمكانهم فعل المزيد لتثقيف المستهلكين، وخاصة أولئك الجدد في مجال السيارات الكهربائية. يقول لامبكين: “لا يزال هذا يمثل تحديًا”. “ولكن هناك جانبًا تقنيًا حقيقيًا لهذا الأمر والذي يبدو أنه يجذب الناس إليه. يشعر الناس بحماس شديد للغاية عندما يرون أنهم يحصلون على الحد الأقصى لمعدل الشحن.”
إن التعقيد المتأصل في عملية الشحن يعني أن فجوة السرعة لن تغلق تمامًا أبدًا، ولكنها ستضيق في المستقبل القريب. تقوم شبكات الشحن ببناء محطات أسرع وأكبر في الولايات المتحدة، مما سيخفف الحاجة إلى تخفيف الطاقة عبر المقابس. منذ نهاية عام 2022، أصبحت كل محطة أنشأتها شركة Electrify America قادرة على توليد 350 كيلووات، ويحتوي موقعان من مواقعها الآن على 20 فتحة شحن.
أدركت شركات صناعة السيارات أيضًا أن الحد الأقصى لمعدل الشحن هو عامل حاسم لمشتري السيارات، ويقومون بطلبه في الطرازات القادمة. يقول لامبكين: “سيكون هناك اللحاق بالركب في الجانب التكنولوجي الذي يجب أن يلبي هذا اللحاق في جانب منحنى التعلم”.
ولكن في الوقت الحالي، فإن أفضل طريقة للتعامل مع عدم القدرة على التنبؤ هي الاستعداد لها – وأحيانًا بإصرار. قبل أن ينطلق جاكوب إسبينوزا في أي رحلة برية من منزله في نيو مكسيكو، يمر عبر قائمة مرجعية مكونة من ثلاثة أجزاء: قم بتوصيل وجهته بتطبيق تخطيط الطريق؛ التحقق من تطبيقات شبكة الشحن؛ وتحقق من Plugshare، وهي منصة لمراجعات أجهزة الشحن الجماعية.
يقول إسبينوزا، الذي يسجل رحلاته البرية التي تعمل بالبطارية على موقع يوتيوب: “عندما تفعل هذه الأشياء الثلاثة، ليس من الصعب حقًا القيام برحلات طويلة بسيارة كهربائية”.
بالعودة إلى روك سبرينجز، كنت أدفع ثمن تخطي خطوتين إسبينوزا الثانية والثالثة. بعد حوالي 15 دقيقة من الشحن بقدرة 50 كيلووات، قلصنا خسائرنا وسافرنا مسافة 100 ميل أخرى شمالًا إلى باينديل، وايومنغ، حيث كان هناك سلكان معطلان في قطعة أرض متربة خلف Stockman’s Saloon and Steakhouse. كان مهرجان “Frontier Days” في المدينة، فتجولنا هناك لحضور حفل موسيقي شعبي.
مع سرعة شحن قصوى تبلغ 120 كيلووات، كان من المفترض أن يكون قابس Pinedale أبطأ بكثير من آلتنا البالغة 350 كيلووات في روك سبرينغز. ولكن لم يكن أمامنا سوى 90 ميلاً لنقطعها وقد غطينا ذلك في دقائق معدودة. أيام الحدود، في الواقع.
