مسابقه بزرگ خودروسازی چه کسی برنده است

«چالش مسافت» مهم ترین دغدغه بازار نوپای خودروهای برقی محسوب می شود

خودروهای بنزینی یا گازوئیلی با یک باک می‌توانند بیش از ۱۰۰۰ کیلومتر را طی کنند، اما بیشتر خودروهای برقی بعد از مسافت ۱۵۰ تا ۲۰۰ کیلومتر نیازمند شارژ دوباره هستند. البته اگر پول بیشتری داشته باشید، با مدل جدید خودروهای تسلاموتورز اس به قیمت ۷۲۴۰۰ دلار که نوعی خودروی برقی شکاری است، می‌توانید با یک بار شارژ حدود ۴۲۰ کیلومتر را بپیمایید. حتی برای انواع ارزان تر این مدل خودرو که مسافت کوتاه‌تری را می‌پیماید، باتری‌ها می‌توانند ۱۵ هزار دلار به قیمت خودرو بیفزایند. رانندگی با این نوع خودرو بسیار ارزان تمام می‌شود، اما قیمت اضافی باتری‌ها بسیار بیشتر از این صرفه جویی‌ها ضرر وارد مالی می‌کند.

به علاوه، برد این باتری‌ها در طول زمان کاهش می‌یابد. تعداد ایستگاه‌های شارژ باتری کم است و سرعت شارژ باتری کند است. رهبران سیاسی، مانند صدراعظم آلمان که به طرزی غیرعاقلانه اهداف بزرگی را برای ورود خودروهای برقی به خیابان‌های این کشور دنبال می‌کنند (وی خواستار ورود یک میلیون خودروی برقی تا سال ۲۰۲۰ شده) اکنون احساس پشیمانی می‌کنند. سال گذشته خودروی برقی نیسان لیف توانست کمتر از نیمی از هدف فروش نسبتا کم ۲۰ هزار خودرو در آمریکا را محقق کند. کارخانه نیسان در تنسی قابلیت تولید ۱۵۰ هزار خودرو را در طول یک سال دارد. به هر حال، کلیه خودروهای برقی تنها وقتی دوستدار محیط زیست هستند که برق مورد نیاز برای شارژ کردن آنها با روش‌هایی تولید شود که کمتر دی‌اکسید‌کربن منتشر کند.

موسسه تحقیقاتی برنشتاین، ارزیابی کرده در فرانسه که انرژی هسته‌ای دارد، برای تولید برق مورد نیاز راه‌اندازی باتری ماشین برای مسافت یک کیلومتر، تنها ۸ گرم دی‌اکسید‌کربن منتشر می‌شود. اما در چین و هند که بیشتر برق خود را از سوزاندن زغال‌سنگ به دست می‌آورند، انتشار دی اکسید کربن بیش از ۱۲۰ گرم است. بنابراین در این کشورها استفاده از یک خودروی بنزینی جدید، بیشتر به نفع محیط زیست خواهد بود.

همه انواع صنایع در ساخت باتری‌های کارآمدتر و ارزان‌تر سرمایه‌گذاری کرده‌اند، اما هیچ‌گونه پیشرفت زودهنگامی حاصل نشده است. لری‌نیتز، یکی از مهندسان ارشد شرکت جنرال‌موتورز می‌گوید بهترین کاربرد ماشین‌های برقی این است که از آن به عنوان وسیله نقلیه دوم خانواده، برای مسیرهای کوتاه استفاده کنیم.

با توجه به اینکه خودروسازان به دلیل تولید خودروهایی که دی اکسید کربن منتشر می‌کنند با محدودیت‌های بیشتری مواجه می‌شوند، مجبور شده‌اند به امتحان کردن انواع و اقسام سیستم‌های محرک نیرو روی آورند، به امید اینکه ترکیبی از آنها بتواند به اهداف فعالان محیط زیست در این زمینه نزدیک شود. اما در حال حاضر، هیچ یک به موفقیت کاملی دست نیافته‌اند. هنوز هم خودروهای بنزین سوز و گازوئیل سوز که قابلیت توسعه بیشتر دارند، مطلوب خودروسازان است. پس از آن، انواع خودروهای هیبریدی (خودروی برقی دوگانه) در لیست قرار می‌گیرند که موتور درون سوز آنها گاهی اوقات با باتری کار می‌کند. پیل سوختی که گاز هیدروژن را به برق و آب تبدیل می‌کند (و بنابراین هیچ آلودگی ندارد) و قبلا جزو مبدل‌های گران‌قیمت محسوب می‌شد، اخیرا رواج پیدا کرده است. و کشف ذخایر جدید و عظیم گازی در آمریکا، میل به استفاده از وسایل نقلیه نسبتا پاک را که با گاز طبیعی فشرده (CNG) یا گاز طبیعی مایع شده (LNG) کار می‌کنند، افزایش داده است.

● اسب‌های مسابقه

بنابراین صنعت موتور خودرو دوباره به نخستین روزهای خود بازگشته است، زمانی که مخترعین روش‌های مختلف تولید نیرو را امتحان می‌کردند؛ از موتور بخار گرفته تا انواع سوخت‌های مایع و برق باتری. در مجموعه موزه هنری فورد نزدیک شهر دترویت، نقشه‌ای مربوط به سال ۱۹۳۴ از منهتن وجود دارد که ۳۸ ایستگاه شارژ باتری خودروهای برقی در آن سال‌ها را نشان می‌دهد.

با این حال، هنری فورد با استفاده از موتور درون سوز با سوخت بنزیل و گازوئیل توانست کلیه رقبای خود را پشت سر بگذارد و خودروهای قدیمی به مدت چند دهه کارآیی بیشتری پیدا کردند. مطالعات مایکل سیواک از دانشگاه میشیگان، نشان می‌دهد بین سال‌های ۱۹۷۰ تا ۲۰۱۰، میانگین اقتصاد سوخت ناوگان خودروی آمریکا ۶۶ درصد توسعه یافته و در حال حاضر این پول صرف بهینه‌سازی آن می‌شود. بررسی‌های اخیر شرکت خدماتی KPMG نشان می‌دهد به طور خاص در بازارهای نوظهور، صنعت موتورسازی بودجه تحقیقاتی خود را دوباره به سمت موتورهای درون سوز سرازیر کرده است.

ساخت این نوع موتور خودرو همچنان در حال کاهش است، اما اکنون با چیزهایی مثل موتورهای شارژکننده و سیستم‌های تزریق سوختی که فقط برای مدل‌های گران‌قیمت در دسترس هستند، متناسب سازی می‌شوند. این یعنی ساختن این موتورها هزینه بیشتری دارد، اما بدون اینکه کارآیی خود را از دست بدهند، مسافت بیشتری را طی می‌کنند. از دیگر ابزارهایی که در مصرف سوخت صرفه‌جویی می‌کنند، می‌توان به سامانه «روشن-خاموش» (سامانه‌ای که هنگام درجا کار کردن خودرو، موتور را به طور اتوماتیک خاموش می‌کند) و انواع وسایل ذخیره‌کننده انرژی آزاد شده با ترمز خودرو، اشاره کرد.

خودروهای هیبریدی هم نتوانستد به سرعت رواج بیابند. البته تویوتا که در این زمینه پیشتاز بازار است، سال گذشته توانست ۲/۱ میلیون خودروی هیبریدی مدل پریوس خود را در سراسر جهان به فروش برساند. فروش خودروی هیبریدی ولت محصول جنرال موتورز نیز تاکنون ناامیدکننده بوده، اما این شرکت هنوز به تلاش خود ادامه می‌دهد و امیدوار است مصرف کنندگان به این تکنولوژی عادت کنند. تحقیقاتی که از مصرف‌کنندگان خودروی ولت جنرال موتورز صورت گرفته نشان می‌دهد رانندگان این خودروها به طور میانگین ۸۲ درصد موارد از نیروی باتری استفاده می‌کنند که شارژ کردن آن یک شب تا صبح طول می‌کشد و برد باتری هم تنها حدود ۶۱ کیلومتر است. بنابراین، به گفته نیتز، با بالا رفتن کارآیی باتری‌ها، جنرال موتورز برد خودروی ولت را در همین میزان نگه می‌دارد، اما با کاهش سایز باتری، قیمت فروش را به یک خودروی بنزینی نزدیک می‌کند.

این پیشرفت‌ها بیشتر شرکت‌های خودروسازی را به استانداردهای سختگیرانه جلوگیری از انتشار گاز دی اکسید کربن که قرار است در اواسط دهه ۲۰۲۰ میلادی به طور کامل محقق شود، نزدیک می‌کند. بنابراین برخی از آنها نگاه تازه‌ای به تکنولوژی پیل سوختی دارند. بسیاری از این شرکت‌ها، مدل‌های نمایشی کوچکی تولید کرده‌اند، اما تویوتا قصد دارد پیل سوختی خود را در سال ۲۰۱۵ به تولید انبوه برساند و وارد بازار کند. دیدیر لئوری، رییس تویوتا در بخش اروپا توضیح می‌دهد که جذابیت خودروهایی که پیل سوختی دارند این است که شارژ کردن آنها به اندازه پر کردن باک یک خودروی بنزینی وقت می‌برد. مهم‌ترین مانع در این زمینه، هزینه بالا (حتی بالاتر از خودروهای برقی) و نیاز به راه‌اندازی شبکه‌ای از ایستگاه‌های پر کردن گاز هیدروژن است. در برخی کشورها، از جمله ژاپن، چین، کره جنوبی و آلمان، دولت‌ها ایجاد چنین زیرساخت‌هایی را شروع کرده‌اند و بنابراین استقبال عمومی از خودروهای پیل سوختی در میان کشورها بسیار متفاوت است.

در نقاطی که تعداد آسیاب‌های بادی یا سدهای تولید برق با آب زیاد است، زمانی که تقاضا برای برق کم باشد، هیدروژن با الکترولیز کردن آب تولید می‌شود. در نتیجه خودروهای پیل سوختی می‌توانند عامل بخشی از استراتژی استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر باشند. گزینه دیگر، استفاده از هیدروژن تولید شده با توربین‌های بادی است تا بخشی از دی اکسید کربن منتشر شده توسط نیروگاه‌های سوخت فسیلی، جذب شود (بخش آئودی شرکت فولکس واگن امتحان کردن این روش را آغاز کرده است). از ترکیب این دو گاز، گاز متان به وجود می‌آید که از نظر شیمیایی مشابه گاز طبیعی استخراج شده از زمین است. بنابراین بیومتان آئودی به راحتی وارد عرضه منظم گاز می‌شود. وقتی خودروهای CNG جدید این شرکت از این بیومتان استفاده کنند، انتشار دی اکسید کربن به ازای هر کیلومتر تنها ۳۰ گرم خواهد بود که کمتر از یک سوم هدف تعیین شده اتحادیه اروپا برای سال ۲۰۲۰ است.

به علاوه، عرضه فراوان گاز طبیعی ارزان‌قیمت که به واسطه کشف ذخایر گاز «شیل» در بسیاری از کشورها افزایش یافته، تمایل به استفاده از خودروها با سوخت CNG را افزایش داده است. شرکت ادغامی فیات-کرایسلر در این زمینه فعال تر است. کلیه خودروهای دارای برند فیات اکنون گزینه دوگانه‌سوزی را دارند و موتور این خودروها قابلیت تبدیل بین CNG و بنزین را دارد. روش دیگر برای ساخت خودروهای پاک و بهینه‌سوز این است که وزن آنها سبک تر شود. وقتی شرکت جگوار لندرور تولید نوع جدید خودروی خود را در سال گذشته شروع کرد، بیشتر اجزای فولادی بدنه خودرو و چارچوب آن را با لایه آلومینیومی تعویض کرد و وزن خودرو را تا ۴۰ درصد پایین آورد. تحقیقات نشان می‌دهند مواد سبک تر همراه با آیرودینامیک بهتر،

بهینه‌سوزی خودرو را تا دو برابر افزایش می‌دهد و رانندگی با این نوع خودروها را نیز لذت‌بخش‌تر می‌کند. بار دیگر، تولیدکنندگان مختلف روش‌های مختلفی را برای کاهش وزن خودروهای تولیدی خود به کار گرفته اند. جگوار از آلومینیوم استفاده کرده، BMW به استفاده از ترکیبات فیبر کربن روی آورده و هیوندای ترجیح داده حجم کمتری از فولاد مستحکم پیشرفته را جایگزین فولاد معمولی کند.

طبق اعلام موسسه مشاوره‌ای آلکس‌پارتزز، نسبت استفاده از فولاد معمولی در یک خودرو از دو سوم امروزی به حدود یک پنجم در آینده کاهش خواهد یافت و بقیه قسمت‌های خودرو با مواد جدیدی جایگزین خواهد شد که هزینه بر هستند. اجزای فیبر کربن بیشترین پتانسیل را برای کاهش وزن خودرو دارند، اما بازیافت آن نسبت به فولاد سخت‌تر است و ساخت آن هم زمان زیادی می‌برد. برندگان مسابقه ساخت موتورهای بهتر و بدنه سبک‌تر افرادی هستند که در این زمینه نوآوری داشته باشند و مطالعه‌ای که رویترز انجام داده حاکی از افزایش ثبت اختراعات مربوط به خودرو است. حق ثبت اختراعات مربوط به خودروهای جدید (هیبریدی، پیل سوختی و مشابه آن) بین سال‌های ۲۰۰۶ تا ۲۰۱۱ تقریبا سه برابر شده و تویوتا در این زمینه از بقیه فعال‌تر بوده است. پس از تویوتا، شرکت‌های هوندا، جنرال موتورز، دیملر، هیوندای، نیسان، سه شرکت قطعه سازی ژاپنی دنسو، پاناسونیک و سانیو و نیز شرکت آلمانی بوش، جزو ده شرکت اول بوده‌اند.

مترجم: مریم رضایی