حمل و نقل میتواند نقش مهمی در زندگی روزمره افراد داشته باشد، و طبیعت انسان تنها وقتی یک تغییر بزرگ را راحت میپذیرد که این رفتار به یک هنجار اجتماعی تبدیل شده باشد. اگرچه آگاهی از خودروهای الکتریکی (EV) بالا است، اما تقریباً دو سوم (۶۵ درصد) آمریکاییها هرگز یک خودرو الکتریکی نراندهاند یا کسی را نمیشناسند که یکی داشته باشد.
با این وجود، پذیرش خودروهای الکتریکی با سرعت زیادی در حال افزایش است، که به دلیل افزایش هزینه بنزین، بردهای طولانیتر (Battery range) به دلیل بهبود عملکرد باتری، کاهش هزینه باتری و مشوقهای فدرال و ایالتی است. جوانان آمریکایی بهویژه از مسائل زیستمحیطی آگاه هستند، به طوری که ۴۲ درصد از نسل Z میگویند که احتمالاً به خرید یک خودروی الکتریکی فکر میکنند، در مقایسه با ۳۲ درصد از نسل بومرها (یعنی متولدین سال های پس از جنگ دوم جهانی)
اینها روندهای مثبتی هستند، اما صنعت خودروهای الکتریکی با چالشهای زیادی مواجه است.
در اینجا ده مسئلهای که باید با پیشرفت این صنعت به آنها پرداخته شود آورده شده است.
۱. هزینه خرید
۲. استرس تمام شدن شارژ باتری
۳. انتخاب محدود
۴. سختی یافتن تکنسین
۵. زیرساخت های شارژ
۶. سرعت شارژ
۷. سازگاری شارژرها
۸. ظرفیت شبکه برق
۹. تامین مالی و مالکیت ایستگاههای شارژ
۱۰. ساختارهای قیمتگذاری شارژ
1- هزینه خرید
بزرگترین چالش صنعت خودروهای الکتریکی هزینه خرید خودرو است. به دلیل گرانی فناوری باتری ، هزینه تولید خودروهای الکتریکی از خودروهای بنزینی گرانتر است. باتریهای خودروهای الکتریکی باید شارژ زیادی نگه دارند تا حداقل برد مورد نیاز برای بیشتر رانندگان را فراهم کنند، که نیازمند مواد خام گرانقیمتی برای تولید است.
حتی با در نظر نگرفتن هزینه باتری، عرضهی عظیمی از خودروهای بنزینی در آمریکا وجود دارد که آنها را نسبتاً ارزان میکند. اگرچه خودروهای الکتریکی ممکن است در عمل ارزانتر از خودروهای بنزینی باشند، در حال حاضر مدلهای برقی کمی با قیمت کمتر از ۳۰,۰۰۰ دلار در بازار وجود دارند (بدون احتساب اعتبارهای مالیاتی دولتی). مدلهای دست دوم که به نصف یا کمتر از قیمت خودروهای جدید فروخته میشوند، معمولاً مدلهای قدیمی با برد باتری کمتر هستند.
این وضعیت با افزایش فروش خودروهای الکتریکی بهطور کلی و رسیدن صاحبان خودروهای الکتریکی به مرحله تعویض بهبود خواهد یافت.
نکتهای درباره هزینه عملیاتی: طبق گفته وزارت انرژی ایالات متحده و آزمایشگاه ملی انرژیهای تجدیدپذیر (NREL) و آزمایشگاه ملی آیداهو، خودروهای الکتریکی بین ۴,۵۰۰ تا ۱۲,۰۰۰ دلار در هزینههای عملیاتی برای صاحبان خود صرفهجویی میکنند. مقدار دقیق آن به محل زندگی راننده بستگی دارد، بهطوری که هاوایی کمترین صرفهجویی و کالیفرنیا بیشترین صرفهجویی را دارد.
2- استرس تمام شدن شارژ باتری
اضطراب از تمام شدن شارژ باتری واقعی است. آمریکاییها عادت دارند که بدون نگرانی از یافتن پمپ بنزین برای پر کردن سریع سوخت، با خودروهای خود به هر جایی (و به هر اندازه دور) بروند.
اما مردم نگران این هستند که چقدر میتوانند با خودروهای الکتریکی قبل از یافتن یک ایستگاه شارژ سفر کنند و سپس باید زمان یک شارژ طولانی مدت و کامل را تحمل کنند. این چالش به ویژه در زمستان که ممکن است کاهش قابل توجهی در شارژ باتری خودروی الکتریکی به دلیل دماهای زیر صفر وجود داشته باشد، مورد توجه است.
بیشتر خودروهای الکتریکی فروخته شده میتوانند بین ۲۰۰-۳۰۰ مایل را با یک شارژ در شرایط آب و هوایی معتدل طی کنند. این مقدار کافی است وقتی در نظر بگیریم که آمریکاییها به طور متوسط روزانه ۳۶ مایل (حدود ۱۳,۵۰۰ مایل در سال) رانندگی میکنند. اما برای روزهای طولانی در جاده، تعطیلات آخر هفته، مسافرتهای رانندگی یا فقط هوای سرد، یک مالک خودروی الکتریکی ممکن است هر ۳-۴ ساعت به یک شارژ نیاز داشته باشد.
و با توجه به این که کمتر از ۸۰ درصد از ایستگاههای شارژ عمومی در سطح ۲ قرار دارند، زمان لازم برای شارژ کردن خودروی الکتریکی برای ۳-۴ ساعت رانندگی بعدی، میتواند ۴-۶ ساعت یا بیشتر باشد.
3- انتخاب محدود
ده سال پیش، مدلهای خودروهای الکتریکی در ایالات متحده به نیسان Nissan Leaf 24kWh، تسلا Roadster 1.0 و میتسوبیشی iMIEV محدود بود. انتخابها اکنون به سرعت در حال افزایش هستند زیرا تولیدکنندگان سرعت گرفته اند. از سال ۲۰۲۲، ۲۸ مدل خودروهای الکتریکی در آمریکا از ۱۸ تولیدکننده وجود داشته است.
هنوز انتخاب خودروهای الکتریکی نسبت به خودروهای بنزینی محدود است و بیشتر تولیدکنندگان خودرو تنها چند مدل ارائه میدهند. سدانها، هاچبکها و SUVها بیشتر در دسترس قرار میگیرند. با این حال، افرادی که به دنبال کامیون یا مینیون هستند، هنوز نیاز به انتخابهای بیشتری دارند.
فورد در سال ۲۰۲۲ F-150 لایتنینگ را معرفی کرد، نسخه خودروی الکتریکی از پرفروشترین کامیون مسافری آمریکا. این خودرو چنان محبوب شده که تولید برنامهریزی شده آن برای یک سال کامل پیشفروش شده است.
4- سختی یافتن تکنسین
بیشتر صاحبان خودرو میدانند که سرویس خودرو توسط نمایندگی میتواند به طور قابل توجهی گرانتر از استفاده از یک تعمیرگاه مستقل و معتبر باشد.
با وجود اینکه صنعت خودروهای الکتریکی هنوز نسبتاً کوچک است، تکنسینهای آموزشدیده تعمیر خودروهای الکتریکی نسبتاً کم هستند و حتی تعمیرگاههای مستقل معتبر کمتر هستند. کار روی یک خودروی الکتریکی به جز لاستیکها، ترمزها، لامپها و قطعات صوتی میتواند برای تکنسین آموزش ندیده خطرناک باشد، به این معنی که بیشتر صاحبان خودروهای الکتریکی برای خدمات به نمایندگی مراجعه میکنند.
خوشبختانه، خودروهای الکتریکی به تعمیر و نگهداری کمتری نسبت به خودروهای بنزینی نیاز دارند. اما اگر یک قطعه گرانقیمت نیاز به تعویض داشته باشد (مانند بسته باتری که معمولاً ۵,۰۰۰ دلار یا بیشتر، بسته به مدل خودروی الکتریکی)، در حال حاضر رقابت کمی برای پایین نگه داشتن هزینهها وجود دارد.
5- زیرساخت های شارژ
کمیابی ایستگاههای شارژ در بسیاری از مناطق کشور، استرس ناشی از تمام شدن شارژ خودرو را افزایش میدهد. دولت فدرال در حال کمک به بهبود این وضعیت از طریق تصویب قانون سرمایهگذاری و مشاغل زیرساخت در سال ۲۰۲۱ است، که ۷.۵ میلیارد دلار بودجه جدید برای ایستگاههای شارژ خودروی الکتریکی و زیرساختهای مرتبط فراهم میکند.
این قانون شبکهای عادلانه از ۵۰۰,۰۰۰ شارژر خودروی الکتریکی در طول ۷۵,۰۰۰ مایل از کریدورهای مشخص شده در سراسر ایالات متحده تامین مالی میکند، که به همان اندازه به جوامع روستایی و مناطق پرجمعیت کمک میکند. این طرح مقرر میکند که هر ۵۰ مایل یک ایستگاه شارژ در طول بزرگراهها وجود داشته باشد.
حدود ۵۶,۰۰۰ ایستگاه شارژ خودروی الکتریکی در ایالات متحده وجود دارد، که ۵۲,۰۰۰ از آنها برای عموم قابل استفاده هستند. که یافتن آنها با تشکر از اپلیکیشنهای مکانیابی شارژ خودروی الکتریکی مانند PlugShare آسانتر میشود. این ایستگاهها از حدود ۱۴۸,۰۰۰ EVSE (پورتهای شارژ فردی) پشتیبانی میکنند که حدود ۸۰ درصد از آنها سطح ۲ هستند، ۸ درصد واحدهای شارژ سریع DC و ۲ درصد باقیمانده پورتهای سطح ۱ هستند.
با وجود تمامی منابع شارژ عمومی، بیشتر شارژ خودروی الکتریکی هنوز در خانه انجام میشود، که برای کسانی که در مسکنهای اشتراکی (واحدهای چند خانواری، یا MUDها یعنی مناطق خدمات شهری) زندگی میکنند و کسانی که باید در خیابان پارک کنند، چالشی مهم است.
مطالعات نشان میدهد که دسترسی به شارژ در محل میتواند در تصمیم یک راننده خودروی الکتریکی برای نقل مکان به یک ملک مسکونی خاص یا ماندن در آن تاثیرگذار باشد. ایالتی که بیشترین تعداد خودروی الکتریکی را دارد، یعنی کالیفرنیا، قبلاً الزام کرده است که ۳ درصد از فضای پارکینگ جدید MUD باید برای شارژ خودروی الکتریکی آماده باشد.
6- سرعت شارژ
شارژ خودروهای الکتریکی میتواند برای رانندگانی که مشکل تطبیق با سبک زندگی خودروی الکتریکی دارند، که میتواند به معنای زندگی با سرعت آهستهتری باشد، مشکلساز باشد.
سه سطح اصلی از شارژرهای خودروی الکتریکی وجود دارد:
سطح ۱: از یک پلاگ ۱۲۰V استاندارد استفاده میکند و میتواند بیشتر خودروها را در طول شب شارژ کند. باتریهای فوق بزرگ ممکن است ۲۰ ساعت یا بیشتر طول بکشد تا کاملاً شارژ شوند. بیشتر شارژرهای خانگی سطح ۱ هستند.
سطح ۲: از پلاگهای ۲۴۰V و اتصالات SAEJ1772 استفاده میکند. بیشتر ایستگاههای شارژ عمومی سطح ۲ یا ترکیبی از سطح ۲ و سطح ۳ هستند.
سطح ۳: از شارژرهای سریع DC استفاده میکند تا سریعترین شارژ ممکن را فراهم کند.
شارژرهای سطح ۲ در کمترین حالت میتوانند یک شارژ کامل را در ۳-۴ ساعت فراهم کنند (یا تا ۱۰-۱۲ ساعت، بسته به اندازه باتری). یک ایستگاه شارژ سریع DC میتواند ۳۰-۶۰ دقیقه طول بکشد تا باتری یک خودروی الکتریکی را تا ۸۰ درصد شارژ کند، که سریع به نظر میرسد تا وقتی که در نظر بگیرید چقدر زمان میتواند به سفرهای طولانی اضافه کند.
با بهبود فناوری باتری، این زمانها به طور قابل توجهی کاهش خواهند یافت. به عنوان مثال، پورشه قبلاً سرعتهای شارژ DC را تا ۲۳ دقیقه برای ۸۸ درصد برای مدل Taycan خود محقق کرده است و ادعا میکند که تنها ۵ دقیقه میتواند تا ۶۲ مایل برد فراهم کند. تسلا میگوید که مدل S آن میتواند ۱۳۰ مایل برد (حدود ۳۵ درصد از کل آن) را تنها با ۱۵ دقیقه شارژ DC فراهم کند.
7- سازگاری شارژرها
شارژرهای سطح ۲ بیشترین سازگاری را دارند، با این که تمامی تولیدکنندگان به جز تسلا از نوع مشابهی از پورت شارژ استفاده میکنند (رانندگان تسلا نیاز به یک آداپتور دارند). اما سه نوع مختلف از شارژرهای سریع DC وجود دارد:
- سیستم شارژ ترکیبی SAE (CCS): توسط اکثر تولیدکنندگان استفاده میشود
- CHAdeMO: توسط نیسان و میتسوبیشی استفاده میشود
- تسلا سوپرشارژر: فقط توسط خودروهای تسلا استفاده میشود
با در نظر گرفتن دسترسی جهانی به ایستگاههای سوختی که خودروهای بنزینی دارند، این تفاوت در سازگاری های شارژر ها میتواند مانعی برای پذیرش گسترده خودروهای الکتریکی باشد.
8- ظرفیت شبکه برق
تغییر از خودرو های بنزینی به خودروهای الکتریکی به معنای این است که میلیونها نفر به روشهای جدیدی به شبکه برق وابسته خواهند شد و ظرفیت شبکه باید افزایش یابد تا از ایجاد فشار جلوگیری شود. کارشناسان درباره میزان برق اضافی مورد نیاز اختلاف دارند، اما وزارت انرژی ایالات متحده پیشبینی کرده است که مصرف برق تا سال ۲۰۵۰ به میزان ۳۸ درصد افزایش خواهد یافت، عمدتاً به دلیل همین خودروهای الکتریکی.
مؤسسه انرژی در دانشگاه تگزاس ارزیابی کرده است که نیاز برق چقدر خواهد بود اگر هر ایالت تمامی خودروهای شخصی، کامیونها و SUVها را به خودروهای الکتریکی تبدیل کند. آنها دریافتند که مصرف انرژی ایالتی بین ۱۷ درصد تا ۵۵ درصد افزایش خواهد یافت. بیشتر ایالتها در محدوده ۲۰-۳۰ درصد قرار داشتند. تنها برخی ایالتها ظرفیت اضافی برای تامین نیازهای افزایشی با زیرساختهای موجود دارند.
9- تامین مالی و مالکیت ایستگاههای شارژ
ایستگاههای شارژ عمومی خودروهای الکتریکی میتوانند گران باشند، با هزینه قطعات از ۲,۵۰۰ دلار برای یک شارژر سطح ۲ تا ۳۶,۰۰۰ دلار برای یک شارژر سریع DC. تازه این شامل نصب یا “هزینههای نرم” مانند اخذ مجوزها و اتصال به شبکههای برق نمیشود.
تولیدکنندگان خودرو، شرکتهای برق و صاحبان کسبوکار (پارکینگها، گاراژها، مراکز خرید، و غیره) معمولاً هزینه ساخت ایستگاه شارژ را برای جذب کاربران خودروهای الکتریکی پرداخت میکنند. شبکه سوپرشارژر تسلا و برنامه Electrify America فولکسواگن از بزرگترین شبکههای تجاری کشور هستند، که هر کدام حدود ۲ میلیارد دلار در شبکه خود صرف کردهاند.
10- ساختارهای قیمت گذاری شارژ
شارژ خودروهای الکتریکی شامل چندین ساختار قیمتگذاری مختلف است، برخلاف بنزین که همیشه بر اساس هر گالن قیمتگذاری میشود. این تفاوت میتواند منجر به قیمتگذاری ناسازگار و هزینههای شارژ متورّم شود، که میتواند به دلیل ناامیدی و تجربیات منفی، موانعی برای پذیرش خودرو های الکترونیکی ایجاد کند.
سیاست گذاران انرژی، نرخهای ثابت بر اساس کیلوواتساعت را برای شارژ خانگی تعیین میکنند. ایستگاههای شارژ عمومی ممکن است شامل هزینههای هر جلسه (یعنی هر نوبت شارژ)، هزینههای هر دقیقه یا قیمتگذاریهای مرحلهای بر اساس سرعت شارژ باشند. رانندگان خودروهای الکتریکی معمولاً ساختار قیمتگذاری بر اساس کیلوواتساعت را ترجیح میدهند، که به نظر میرسد نزدیکترین به ساختار قیمتگذاری هر گالنی است که به آن عادت دارند. برخی ایالتها نیز مدلهای قیمتگذاری بر اساس کیلوواتساعت را با مراحل بر اساس سرعت شارژ ترکیب میکنند.
