بدائل الوقود في العالم
السيارة المستدامة هي التي تنتج تأثيرات أقل ضررا على البيئة من مركبة محرك الاحتراق الداخلي التقليدية. يمكن أن تستخدم الغاز الطبيعي المسال (LNG) والغاز الطبيعي المضغوط (CNG) والوقود الحيوي وأكثر من ذلك. ومع ذلك ، تحتاج السيارة الصديقة للبيئة حقا إلى تلبية متطلبات محددة ويمكن أن تشمل السيارات الكهربائية والمركبات الكهربائية الهجينة ومركبات خلايا الوقود والمزيد. يتم تشغيل هذه المركبات بواسطة بدائل للوقود الأحفوري (البنزين والغاز الطبيعي والديزل) ولا تنتج انبعاثات غازات الدفيئة (GHG).
لماذا نحتاج إلى وقود نقل بديل؟
كانت نتيجة قمة اتفاقية الأمم المتحدة الإطارية بشأن تغير المناخ في باريس في عام 2015 (COP21) هي الموافقة على اتفاقية باريس التاريخية التي التزمت فيها دول العالم ، من بين أمور أخرى ، بتخفيض انبعاثات غازات الدفيئة العالمية بشكل كبير. تتمثل إحدى الأدوات الرئيسية في استراتيجيات تحقيق أهداف اتفاقية باريس في الانتقال من استخدام الوقود الأحفوري إلى الطاقات المتجددة ، بما في ذلك القوى النووية ، والتقدم نحو اقتصادات أقل كثافة في استخدام الطاقة. وغني عن القول أن قطاع النقل يولد حصة كبيرة من انبعاثات غازات الدفيئة.
لدى كل من الشاحنين والناقلين الكثير مما يجب مراعاته لأنهم يهدفون إلى تنويع مزيجهم من مصادر الطاقة للنقل. إنه عمل متوازن يتطلب تقييم العديد من العوامل مثل الاستثمار الرأسمالي وتكلفة استهلاك الطاقة والبنية التحتية المتاحة وأهداف الاستدامة الفردية.
نقسم محركات الاحتراق الداخلي إلى فئتين: مصدر وقود واحد (الأكثر شيوعا) ومصدر وقود متعدد. هنا نستخدم المركبات الكهربائية التي تعمل بالبطاريات ، والطاقة الشمسية ، والوقود الحيوي (الديزل الحيوي ، والكحول الحيوي ، والإيثانول ، والفحم ، والغاز الطبيعي المضغوط ، إلخ). تستخدم المركبات ذات الوقود المزدوج نوعين من أنظمة الوقود الكاملة ويمكن أن تعمل على أي من أنواع الوقود (على سبيل المثال غاز + سائل ، غاز + غاز ، سائل + سائل). يستخدم الوقود المرن ، المعروف باسم الوقود المرن / الوقود المرن في أوروبا أو الوقود المرن في البرازيل ، في المركبات ذات محرك الاحتراق الداخلي المصمم للعمل على أكثر من نوع واحد من الوقود. تستخدم مركبات الوقود المرنة الأكثر شيوعا في السوق مزيجا من البنزين وما يصل إلى 83٪ من الإيثانول.
ما هو الجواب الحقيقي للوقود البديل؟
الوقود الحيوي ، المنتج من الكتلة الحيوية ، متاح بالفعل. ومن الأمثلة على ذلك الإيثانول المصنوع من قصب السكر والذرة والذرة الرفيعة والديزل الحيوي المصنوع من الزيوت النباتية والدهون الحيوانية السائلة. هذه الأنواع من الوقود هي في فئة من الطاقة المتجددة ، وأقل سمية وأكثر استدامة بكثير من الوقود الأحفوري التقليدي ، ويمكن أن تقلل من الانبعاثات في قطاع النقل. بالطبع ، هناك تحديات ، مثل صعوبة استخدام وقود الديزل الحيوي في المناخات الباردة لأنه يسبب التبلور ويميل الوقود إلى الهلام (التجميد) مما قد يتسبب في أضرار جسيمة لمحرك الشاحنة.
كما ذكر أعلاه ، فإن الغاز الطبيعي المضغوط والمسال (CNG و LNG) هي بدائل للبنزين والديزل. كان الغاز الطبيعي المضغوط قيد الاستخدام بالفعل قبل الحرب العالمية الثانية في أوروبا ، ومع ذلك ، فإن مشاكل انخفاض مساحة التخزين جعلت مسافة السفر قصيرة جدا - 50-70 كيلومترا.
اليوم ، يكتسب هذا البديل الأكثر استدامة منخفض الانبعاثات حصة في السوق للنقل الثقيل. ساهمت التطورات في تقنيات المحركات وأنظمة الوقود في استخدام صناعة الخدمات اللوجستية جنبا إلى جنب مع سعر سهمها المنخفض والمستقر.
الغاز الطبيعي المسال أغلى من الغاز الطبيعي المضغوط لإنتاجه وتخزينه ونقله. تنبعث منها مستويات أعلى قليلا من انبعاثات غازات الدفيئة. استخدامه أكثر شيوعا في أوروبا حيث يوجد نقص في خطوط الأنابيب لنقل الغاز الطبيعي المضغوط لمسافات طويلة.
تمتلك الولايات المتحدة موارد وفيرة من الغاز الطبيعي من طفرة الصخر الزيتي التي مكنت من زيادات هائلة في الإنتاج. هناك تحد حول النوع المحدد من المحركات وتوافر محطات الوقود للشاحنات التي تستخدم الغاز الصخري ، الأمر الذي سيتطلب استثمارات إضافية في التكنولوجيا والبنية التحتية. يمكن استخدام الغاز الطبيعي المضغوط في محركات الديزل مع استهلاك أفضل للوقود. فيما يتعلق بالاستدامة ، لا يزال وقودا أحفوريا وإنتاجه يترك بصمة كربونية ضخمة.
لا يزال تخزين الطاقة للسيارات الكهربائية في صناعة الشحن يمثل تحديا كبيرا فيما يتعلق بالسلامة والحجم والتكلفة والإدارة الشاملة للبطارية. قد تجعل تكلفة تعطل الشاحنة أثناء الشحن أقل جاذبية في بعض سلاسل التوريد. إلى جانب ذلك ، بعد الشحن الكامل ، يمكن تشغيل الشاحنة في المتوسط لحوالي 350 كيلومترا ، في حين أن معظم الشحنات الطويلة تبلغ 1000 كيلومتر أو أكثر.
يجب أن نضع في اعتبارنا أن شبكة الكهرباء المحلية تحصل على طاقتها من محطات ليست بالضرورة خالية من الانبعاثات ، لذلك قد يكون من الصعب قياس الانبعاثات الفعلية من المركبات البديلة. على سبيل المثال ، في أيسلندا ، يتم توفير جميع إنتاج الكهرباء تقريبا عن طريق الطاقة المتجددة ، وبالتالي يتم تشغيل محطات شحن المركبات بواسطة الشبكة التي تولد الكهرباء من الطاقة الكهرومائية والطاقة الحرارية الأرضية. من ناحية أخرى ، في الولايات المتحدة ، معظم الكهرباء المولدة هي من الوقود الأحفوري.
ينمو إنتاج الوقود البديل كل عام ، ومع ذلك ، لا تزال هناك العديد من التحديات. حتى لو حللنا مشكلة نقص الموارد ، لا تزال هناك العديد من القضايا البيئية المفتوحة.
استنادا إلى وتيرة تطوير السيارات الهجينة في العالم ، يبدو أنها الفكرة الواعدة للجيل القادم من الشاحنات. ستكون هذه الفترة القادمة خطوة متوسطة في التحرك نحو الكهرباء كمصدر رئيسي للوقود. يعمل الاتحاد الأوروبي والولايات المتحدة الأمريكية واليابان بالفعل على تحسين الكفاءة من خلال تقليص حجم المحرك.
أصبحت المناطق منخفضة الانبعاثات (LEZ) أكثر شعبية في المدن في جميع أنحاء العالم المتقدم. هذه منطقة محددة حيث يتم تقييد الوصول لتحسين جودة الهواء. لا يسمح للشاحنات الملوثة بالدخول ، وبالتالي فإن هذا حافز إضافي لشركات الخدمات اللوجستية لاستخدام المزيد من محركات الوقود المزدوج لضمان عدم انقطاع عمليات تسليم البضائع المنتظمة.
بعد أن نرى الشاحنات الهجينة في السوق ، سنكون قادرين على التفكير في كيفية جعل النظام الكهربائي الكامل أكثر كفاءة. الحل هو إيجاد طريقة لشحن البطارية أثناء الرحلة ، باستخدام التقنيات الموجودة بالفعل مثل الألواح الشمسية أو الطرق اللاسلكية التي تشحن السيارة أثناء القيادة.
هدفنا في الوقت الحالي هو إنشاء التحسين باستخدام مجموعة متنوعة من التقنيات الرقمية لإدارة أساطيل المركبات الثقيلة بكفاءة.
