كهربة الأسطول التجاري</trp-post-container

الوجبات الرئيسية

• يمكن أن تقلل السيارات الكهربائية التي تعمل بالبطاريات من التكلفة الإجمالية للملكية بمقدار 20-401 تيرابايت على مدى 5-8 سنوات عند اقترانها بالشحن الذكي والتعريفات خارج أوقات الذروة والتخطيط الجيد للبنية التحتية.
• يمكن للحوافز الحكومية، بما في ذلك الائتمانات الأمريكية وقواعد البنية التحتية في الاتحاد الأوروبي والإعانات الهندية، أن تعوض التكاليف الأولية للمركبات والبنية التحتية لشحن السيارات الكهربائية.
• تبدأ جهود الكهربة الناجحة ببيانات المسار، ووقت المكوث، وتحليل الحمولة، واستهلاك الطاقة، والنشر التدريجي.
• يمكن للشركات التي تسرِّع من وتيرة التحول الكهربائي لأسطولها الآن أن تقلل من الانبعاثات، وتتجنب رسوم أو غرامات الانبعاثات، وتبني سمعة أقوى في مجال الاستدامة.

مقدمة: أهمية كهربة الأسطول التجاري الآن

تمثل المركبات التجارية حصة صغيرة من حركة المرور على الطرقات ولكنها مصدر رئيسي لانبعاثات غازات الاحتباس الحراري وأكاسيد النيتروجين والجسيمات وتلوث الهواء في المناطق الحضرية. تقلل كهربة أسطول المركبات التجارية من تكاليف التشغيل وتقلل من انبعاثات العوادم، في حين أن انبعاثات العوادم الصفرية من المركبات الكهربائية تقضي على ملوثات الهواء المحلية مثل أكاسيد النيتروجين (NOx). من المتوقع أن ينمو سوق المركبات التجارية الكهربائية من $61.3 مليار دولار أمريكي في عام 2023 إلى $480.26 مليار دولار أمريكي بحلول عام 2032، أي بمعدل نمو سنوي مركب يبلغ 25.71T5T. ومن المتوقع أن وكالة الطاقة الدولية تتوقع أن تسير 145 مليون سيارة كهربائية على الطرقات بحلول عام 2030، مما يقلل الطلب العالمي على النفط بمقدار 5.3 مليون برميل يومياً.

تشير كهربة الأسطول إلى استبدال أساطيل المركبات التجارية التي تعمل بمحركات الاحتراق الداخلي بمركبات كهربائية تعمل بالبطاريات، مدعومة ببنية تحتية للشحن ومحطات شحن وإدارة الطاقة. يركز هذا المقال على حالات استخدام الأساطيل التجارية المملوكة أو المستأجرة من قبل الشركات: الخدمات اللوجستية، والتوصيل في آخر ميل، والخدمات الميدانية، ومؤسسات القطاع العام، وأساطيل البلديات.

محركات نمو السوق العالمية والسياسات العالمية

تتصدر أساطيل المركبات التجارية في الصين وأوروبا وأمريكا الشمالية عمليات التبني لأن اللوائح الأكثر صرامة وحظر الديزل في المدن والمناطق منخفضة الانبعاثات تغير اقتصاديات الأساطيل. وتنفذ الحكومات في جميع أنحاء العالم تدابير مالية وتنظيمية لتسريع عملية تحويل الأساطيل إلى أساطيل السيارات الكهربائية، بما في ذلك الإعفاءات الضريبية التي تصل إلى $40,000 للمركبات الكهربائية التجارية في الولايات المتحدة والإعانات في الهند التي يمكن أن تخفض تكاليف المركبات الكهربائية بنسبة 15-20%.

تشمل محركات السياسة الرئيسية ما يلي:

• قواعد الاتحاد الأوروبي الخاصة بالمركبات الثقيلة للمركبات الثقيلة التي تتطلب تخفيضات حادة حتى عامي 2030 و2040، بدعم من أفير.
• قواعد كاليفورنيا للشاحنات النظيفة المتقدمة والأساطيل النظيفة المتقدمة للشاحنات النظيفة المتقدمة للمشتريات عديمة الانبعاثات.
• لندن وباريس وغيرها من المدن التي تستخدم رسوم الازدحام المروري أو القيود المفروضة على الديزل أو مناطق الهواء النظيف.

تُعد البنية التحتية للشحن الآن فئة استثمارية رئيسية، حيث تخلق البنية التحتية للشحن فرصًا تزيد قيمتها عن $200 مليار دولار على مستوى العالم. تؤثر مواقع الشحن، مثل نقاط الشحن التجارية وأماكن وقوف السيارات الخاصة بالمؤسسات، بشكل كبير على معدلات اعتماد السيارات الكهربائية بين الأساطيل. كما أن مناقصات FAME II في الهند ومناقصات الحافلات في أمريكا اللاتينية تجلب المركبات الكهربائية الكهربائية إلى المدن ذات الكثافة السكانية العالية.

ما هي كهربة الأسطول التجاري؟

كهربة أسطول المركبات هو تحويل أسطول المركبات من مركبات البنزين أو الديزل إلى مركبات كهربائية تعمل بالبطاريات باستخدام طاقة الشبكة، وبشكل متزايد باستخدام الطاقة المتجددة. وهو يغطي الشاحنات والحافلات والجرارات والشاحنات الصلبة والشاحنات الكهربائية ومركبات أسطول الخدمات.

على عكس اعتماد المركبات الكهربائية للركاب، يجب أن يراعي استخدام المركبات الكهربائية في المركبات التجارية دورات العمل ووقت التشغيل والحمولة وسعة البطارية وتوقيت المناوبة وعمليات الأسطول التي تتمحور حول المستودعات. يتطلب استبدال مركبات ICE بالمركبات الكهربائية تقييم المسافة المقطوعة يومياً وأوزان الحمولة ومسارات التشغيل.

أفضل المرشحين الأوائل هم

• عربات توصيل الطرود وطرق البقالة
• شاحنات خدمات الاتصالات والتدفئة والتهوية والتبريد والتكييف والمرافق العامة
• شاحنات النفايات البلدية
• الحافلات المكوكية والمدرسية وحافلات المدينة
• الشاحنات الكهربائية والمركبات الكهربائية التجارية الإقليمية

قد تستخدم بعض طرق المسافات الطويلة الهيدروجين في وقت لاحق، لكن السيارات الكهربائية عديمة الانبعاثات والسيارات الكهربائية الخالية من الانبعاثات تهيمن على العمليات الحضرية والإقليمية على المدى القريب.

فوائد كهربة الأسطول بالنسبة للمشغلين التجاريين

تشمل فوائد كهربة الأسطول انخفاض التكاليف والفوائد البيئية وإدارة المخاطر وتحسين أداء الأسطول عندما يتم التخطيط للمشاريع بشكل جيد.

تكلفة إجمالية أقل للملكية وتكاليف تشغيل أقل

وعادةً ما تكون التكاليف الأولية للمركبات الكهربائية أعلى من المركبات الجليدية بما يتراوح بين 20 و601 تيرابايت و 5 تيرابايت، ويمكن أن تزيد تكلفة الشاحنات الثقيلة بعدة مئات الآلاف من الدولارات عن المركبات الجليدية. ولكن يجب أن تأخذ التكلفة الإجمالية للملكية (TCO) في الحسبان تكاليف الوقود والصيانة والحوافز المالية المحلية، وليس فقط سعر الشراء.

عادةً ما تكون الكهرباء أرخص لكل ميل من الديزل أو البنزين. يمكن للمركبات الكهربائية (EVs) أن توفر على مالكي أساطيل السيارات حوالي $4,700 أو أكثر من تكاليف الوقود على مدى السنوات السبع الأولى، مع إمكانية تحقيق وفورات في التكلفة الإجمالية للملكية تصل إلى $10,000 بسبب انخفاض تكاليف التشغيل مقارنةً بالمركبات التي تعمل بمحركات الاحتراق الداخلي. عادةً ما تكون تكاليف تشغيل السيارات الكهربائية (EVs) أقل مقارنةً بالمركبات التي تعمل بمحركات الاحتراق الداخلي، مع إمكانية تحقيق وفورات في الوقود والصيانة قد تصل إلى $10,000 على مدى السنوات السبع الأولى من الملكية.

تنخفض نفقات الصيانة أيضاً لأن السيارات الكهربائية (EVs) تحتوي على عدد أقل من الأجزاء المتحركة، مما يقلل من احتياجات الصيانة ووقت التعطل. يمكن أن تكون تكاليف الصيانة أقل بنسبة 30-50% بفضل الكبح المتجدد، وعدد أقل من السوائل، وعدد أقل من الأعطال الميكانيكية.

انخفاض الانبعاثات وتحسين أداء الاستدامة

تساعد الكهرباء شركات الخدمات اللوجستية والنقل على تقليل البصمة البيئية. تساعد كهربة الأساطيل التجارية الشركات على تحقيق أهداف الاستدامة المؤسسية وتجنب رسوم أو غرامات الانبعاثات. يمكن لكهربة الأساطيل التجارية أن تقلل بشكل كبير من انبعاثات الكربون من النطاق 1، مما يساعد الشركات على تلبية المتطلبات التنظيمية ومبادرات الاستدامة المؤسسية.

مع وجود شبكات أنظف، تكون البصمة الكربونية للمركبات الكهربائية التي تعمل بالبطاريات أقل بكثير من الشاحنات التي تعمل بالديزل، حتى بعد إنتاج البطاريات. يمكن لعقود الطاقة الشمسية والطاقة المتجددة في الموقع أن تدفع بأسطول السيارات الكهربائية إلى الاقتراب من الانبعاثات التشغيلية الصفرية.

مزايا العلامة التجارية والعملاء والمواهب

تُعد أصول الأسطول الكهربائي المرئية دليلاً متداولاً على أهداف الاستدامة. يمكن لكهربة الأسطول أن تعزز سمعة الشركات، حيث يفضل المستهلكون والمستثمرون بشكل متزايد الشركات ذات الممارسات المستدامة، لا سيما بين الأجيال الشابة. ويفضل كبار الشاحنين وتجار التجزئة بشكل متزايد شركات النقل منخفضة الكربون، مما يمنح الشركات التي تتبنى هذه الممارسات في وقت مبكر ميزة.

يميل السائقون أيضاً إلى تفضيل السيارات الكهربائية: مقصورة أكثر هدوءاً وتسارعاً أكثر سلاسة واهتزازاً أقل.

فرص تخزين الطاقة والفرص التفاعلية للشبكة

كل أصل من أصول أسطول المركبات الكهربائية هو أيضاً مخزن للطاقة. يمكن أن تكون مركبات الأسطول الكهربائي بمثابة أنظمة تخزين للطاقة، مما يسمح لمالكي الأساطيل بشحنها خارج ساعات الذروة وإعادة إرسال الطاقة إلى الشبكة، مما يؤدي إلى توفير محتمل في التكاليف. ويمكن أن يدعم هذا الأمر الطاقة الاحتياطية وتوفير الطاقة في أوقات الذروة والاستجابة للطلب وتدفقات الإيرادات المستقبلية. وتختبر الحافلات المدرسية التجريبية في أمريكا الشمالية بالفعل أنظمة تحويل المركبات إلى شبكة خلال فترات الذروة الصيفية، على الرغم من أن تقنية V2G التجارية واسعة النطاق لا تزال في طور التطوير.

التحديات الرئيسية وكيفية التغلب عليها

إن استخدام الكهرباء في الأساطيل التجارية أمر عملي، ولكن يجب على مديري الأساطيل حل مشاكل التكلفة والمدى والبنية التحتية واستخدام الطاقة.

ارتفاع الاستثمار المقدم في المركبات وأجهزة الشحن

يواجه الانتقال إلى أساطيل السيارات الكهربائية تحديات كبيرة، بما في ذلك ارتفاع تكاليف الاستثمار الأولية، والتي يمكن أن تثني الشركات عن تحويل أساطيلها إلى أساطيل كهربائية بالكامل. عادةً ما تكون التكاليف الأولية للمركبات وأجهزة الشحن أعلى، خاصةً بالنسبة للمركبات التجارية الثقيلة.

يقدم ائتمان المركبات التجارية النظيفة ائتماناً ضريبياً يصل إلى $40,000 لكل مركبة كهربائية للمركبات الكبيرة مثل الحافلات وشبه الشاحنات، و$7,000 للمركبات والسيارات الخفيفة، مما يساعد على تعويض الاستثمار الأولي المرتفع لتزويد أسطول المركبات بالكهرباء. إن ائتمان المركبات النظيفة التجارية من مصلحة الضرائب الأمريكية حالياً ما يصل إلى 1,000 تيرابايت و40,000 تيرابايت للمركبات الكبيرة المؤهلة وما يصل إلى 1,500 تيرابايت و7,500 تيرابايت للمركبات الأصغر، لذا يجب على الأساطيل التحقق من القواعد الحالية. تتوفر حوافز حكومية، بما في ذلك المنح والمزايا الضريبية في العديد من المناطق للمساعدة في تقليل الاستثمار المالي الأولي المطلوب لكهربة الأساطيل، مما يجعلها خياراً أكثر جدوى للشركات.

يمكن أن يؤدي التأجير والبطارية كخدمة والشحن كخدمة إلى توزيع التكلفة الإجمالية على مدار الوقت.

تعقيد البنية التحتية للشحن وقيود طاقة المستودع

تعد إدارة البنية التحتية للشحن تحدياً كبيراً للشركات التي تعتمد السيارات الكهربائية، حيث غالباً ما يواجه مديرو الأساطيل صعوبة في تحديد عدد ونوع أجهزة الشحن اللازمة بناءً على نموذج أعمالهم الخاص وجداول المركبات. يجب أن يختار معظم مشغلي الأساطيل مزيجاً من محطات الشحن من المستوى 2 للشحن الليلي وبعض محطات المستوى 3 لإمكانيات الشحن السريع لاستيعاب عمليات الشحن السريع.

غالبًا ما يواجه مديرو الأساطيل تحديات في تحديد عدد ونوع شواحن المركبات الكهربائية اللازمة، والتي تعتمد إلى حد كبير على نموذج أعمالهم وجداول المركبات. تُعد ترقية البنية التحتية أمراً ضرورياً لكهربة الأساطيل التجارية، وهو ما ينطوي على تخطيط استراتيجي للخدمات اللوجستية للشحن. قد تحتاج الشركات إلى التفاوض على ترقيات مع مشغلي شبكات التوزيع المحلية (DNO) للحصول على سعة كافية للشبكة.

استخدم شواحن المركبات الكهربائية القادرة على شحن المركبات المتطايرة ذات القدرة على الشحن الترددي (OCPP)، والتركيبات المرحلية، والطاقة الشمسية، والتخزين، والشحن المُدار لتقليل إعادة العمل.

المدى والحمولة والملاءمة التشغيلية

يمثل القلق بشأن المدى مصدر قلق كبير لمشغلي الأساطيل، حيث يمكن أن يؤدي نفاد البطارية أثناء العمل الميداني إلى اضطرابات تشغيلية وخسائر مالية. غالباً ما يتراوح مدى السيارة في المناطق الحضرية بين 100 و200 ميل، ولكن الحمولات الثقيلة والطقس البارد يقلل بشكل كبير من مدى بطارية السيارة الكهربائية.

من الضروري إجراء تقييم للأسطول وتدقيق المسارات لتحديد المركبات المناسبة للتحول إلى الكهرباء. ويساعد تركيب أجهزة القياس عن بُعد في تحليل أداء الأسطول لمعرفة جدوى التحول الكهربائي. يحسّن التوجيه الذكي من خلال نظم المعلوماتية عن بُعد المسارات بناءً على نطاق البطارية ومواقع الشحن. يعد تدريب السائقين أمراً بالغ الأهمية لزيادة الكبح المتجدد ومدى السيارة إلى أقصى حد.

تتطلب السيارات الكهربائية تخطيطاً صارماً لورديات العمل بسبب فترة التوقف المرتبطة بالشحن.

إدارة تكاليف الطاقة ورسوم الطلب على الطاقة

يمكن أن تتكبد الأساطيل الكهربائية رسومًا كبيرة في ذروة الطلب على الطاقة بسبب الارتفاع المفاجئ في استخدام الطاقة، مما قد يؤدي إلى زيادة التكاليف التشغيلية إذا لم تتم إدارتها بشكل صحيح. تعمل منصات الشحن الذكية على خنق شحن البطارية وجدولة الجلسات الليلية وتقليل تكاليف الطاقة.

يؤدي دمج عناصر التحكم في الشاحن مع إدارة الطاقة في المبنى والطاقة الشمسية والتخزين إلى تقليل استهلاك الطاقة خلال الفترات الباهظة الثمن.

اتجاهات التكنولوجيا التي تحول أساطيل المركبات الكهربائية التجارية

تعمل التحسينات السريعة في تكنولوجيا التطور على تسهيل تزويد أساطيل المركبات التجارية بالكهرباء.

تحسينات البطارية وقدرات السيارة

أسعار البطاريات آخذة في الانخفاض، وتتحسن النطاقات، وتكتسب حزم البطاريات قيمة حياة ثانية معيارية. وبحلول عام 2030، من المتوقع أن تشكل الشاحنات الكهربائية 35% من مبيعات المركبات المتوسطة والثقيلة على مستوى العالم، مع توقع وصولها إلى 70% في الأسواق الرائدة مثل كاليفورنيا والاتحاد الأوروبي.

الشحن الذكي، وإدارة الأحمال، وبرامج الطاقة والشحن الذكي

تعطي حلول الشحن الآن الأولوية للمركبات حسب وقت المغادرة وسعة البطارية وحاجة المسار. يمكن للشحن الذكي أن يساعد المستودع على دعم المزيد من المنافذ دون الحاجة إلى ترقيات فورية للشبكة.

تكنولوجيا المعلوماتية عن بُعد وتحليلات البيانات والذكاء الاصطناعي في عمليات الأسطول

يتتبع نظام التحكم عن بُعد الموقع وحالة الشحن واستخدام الطاقة وسلوك السائق. يمكن للذكاء الاصطناعي التنبؤ باستهلاك الطاقة على مستوى المسار، وتقليل وقت التعطل، وتحسين تخطيط الصيانة.

معايير الشحن عالي الطاقة والشحن ثنائي الاتجاهات

تظهر أنظمة التيار المستمر عالي الطاقة وأنظمة الميغاواط عالية الطاقة للشحن الثقيل. يمكن لأجهزة الشحن ثنائية الاتجاه أن تدعم تدفقات الإيرادات الجديدة عندما تسمح اللوائح بذلك، ولكن يجب أن تخطط الأساطيل للتوافق مع المعايير على مدى 10-15 سنة.

بناء استراتيجية كهربة الأسطول التجاري

إن التحول الناجح للأسطول التجاري إلى أسطول تجاري كهربائي هو عملية انتقالية متعددة السنوات، وليس طلب سيارة لمرة واحدة.

1. تقييم الأسطول والمسارات والمرافق الخاصة بك

اجمع بيانات المسافة المقطوعة والمسافة المقطوعة والحمولة والوقوف والوقود والصيانة لمدة 6-12 شهراً. ثم تقسيم مركبات الأسطول حسب طول المسار وسلوك العودة إلى القاعدة.

2. بناء دراسة الجدوى وتأمين موافقة أصحاب المصلحة

نمذجة التكلفة الإجمالية للملكية، والاسترداد، والتدفق النقدي، والحوافز، وتكاليف الصيانة، وانخفاض الإنفاق على الوقود، وخفض الانبعاثات. إشراك الشؤون المالية والعمليات والاستدامة والمشتريات وتكنولوجيا المعلومات.

3. تصميم البنية التحتية الصحيحة للشحن وخطة الطاقة المناسبة

تعيين أجهزة الشحن إلى المستودعات والمناوبات والطرق. تصميم حركة الكابلات، والتوسعة المستقبلية، ومواقع الشحن، والجداول الزمنية للمرافق.

4. البدء بالمشاريع التجريبية وعمليات الطرح المرحلية

ابدأ ب 10-50 مركبة حيث تكون المخاطر منخفضة. قم بقياس تكاليف الطاقة ووقت التشغيل وملاحظات السائقين وموثوقية الخدمة قبل التوسع.

5. التحسين والتوسع والتكامل مع مرور الوقت

دمج بيانات المركبات الكهربائية في أنظمة الأسطول، وإعادة النظر في الافتراضات كل عام إلى عام أو عامين، ومقارنتها مع نظرائها.

المشهد التنظيمي والتحفيزي الذي يشكل الأساطيل التجارية

تدفع اللوائح التنظيمية المزيد من الشركات نحو السيارات الكهربائية. تشمل السياسات معايير الانبعاثات وتفويضات الانبعاثات الصفرية والمناطق منخفضة الانبعاثات والإعفاءات الضريبية ومنح الشاحن. ويُعد الانتقال إلى الأساطيل الكهربائية إجراءً استباقياً ضد التغييرات التنظيمية المستقبلية، حيث من المتوقع أن تكون لوائح الانبعاثات أكثر صرامة، مما يجعل الشركات في وضع متقدم على المنافسين.

في الولايات المتحدة، يمكن أن تعوض الحوافز تكاليف المركبات والبنية التحتية. أما في أوروبا والمملكة المتحدة، فتحدد سياسات الهواء النظيف وقواعد ثاني أكسيد الكربون وسياسات الهواء النظيف شكل المشتريات. في الهند، تخفض الإعانات التكاليف الأولية للحافلات والمركبات ذات العجلتين والمركبات التجارية الخفيفة.

التوقعات المستقبلية لكهربة الأسطول التجاري

وبحلول عام 2035، ستتعامل العديد من الأساطيل مع السيارات الكهربائية على أنها الافتراضية للعمل في المناطق الحضرية والإقليمية. قد تمزج أساطيل المسافات الطويلة بين السيارات الهيدروجينية والهجينة والكهربائية التي تعمل بالبطاريات، لكن الأساطيل التجارية القائمة في المستودعات ستتعامل مع الأساطيل التي تعمل بالبطاريات الكهربائية أولاً.

نتوقع انخفاض أسعار البطاريات، وبنية تحتية أوسع للشحن، وقواعد أكثر صرامة بشأن تغير المناخ، وروابط أقوى بين النقل والمباني والطاقة الموزعة. ستكون المؤسسات التي تتحرك الآن في وضع أفضل لتحقيق الامتثال وتوقعات العملاء والوفورات على المدى الطويل ومستقبل أكثر استدامة.

الأسئلة الشائعة

كيف يمكنني معرفة أي المركبات في أسطولي التجاري يجب أن تكون كهربائية أولاً؟

ابدأ بالمركبات التي تسلك طرقاً يمكن التنبؤ بها، وتعمل في نطاق المركبات الكهربائية الحالية، وتعود إلى المستودع. عادةً ما يكون للمركبات التجارية الخفيفة والطرق الحضرية المتوسطة الحجم أسرع مردود.

ما هو الجدول الزمني الواقعي لكهربة أسطول تجاري متوسط الحجم؟

قد تحتاج بضع مئات من المركبات من 6 إلى 12 شهرًا من التقييم، ومن 12 إلى 24 شهرًا من التجارب التجريبية، ومن 5 إلى 10 سنوات من التوسع التدريجي المتوافق مع دورات الاستبدال.

هل يمكن للشبكة أن تتعامل مع كهربة الأسطول التجاري على نطاق واسع؟

عادة، نعم، إذا تمت إدارة الشحن. يمكن أن يقلل الشحن الليلي والطاقة الشمسية في الموقع والتخزين الثابت وتنسيق المرافق من ذروة الطلب.

كيف ستؤثر كهربة أسطولي التجاري على عمليات الصيانة؟

تزيل السيارات الكهربائية تغييرات الزيت والعديد من الأجزاء البالية، لكن الفنيين يحتاجون إلى تدريب عالي الجهد وإجراءات سلامة جديدة وأدوات تشخيص.

هل من الأفضل امتلاك البنية التحتية للشحن أم الاستعانة بمصادر خارجية؟

تمنح الملكية تحكمًا وتكلفة أقل على المدى الطويل لمستودعات مستقرة. يقلل الشحن الخارجي كخدمة من احتياجات رأس المال. تستخدم العديد من الأساطيل نموذجاً هجيناً.