Quantifying real-world energy use and CO2 emissions of electric vehicles via a city-scale bottom-up framework
تكشف هذه الدراسة، باستخدام إطار عمل من أسفل إلى أعلى على مستوى المدينة في شنغهاي، أن استهلاك المركبات الكهربائية للطاقة في العالم الحقيقي يتجاوز بشكل كبير قيم دورات الاختبار الرسمية — لا سيما بالنسبة للمركبات الهجبة القابلة للشحن (PHEVs) والمركبات الممتدة المدى (EREVs) — وتُظهر أنه بينما توفر المركبات الكهرباتية بالكامل (BEVs) حالياً أكبر قدر من التخفيف من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون، فإن التحقيق الكامل للفوائد المناخية للكهربة يتطلب مواءمة نمو الأساطيل مع إزالة الكربون من الشبكة ومعالجة فجوات الأداء.
البحث الأصلي مرخَّص بموجب CC BY 4.0 (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). هذا شرح مولَّده بالذكاء الاصطناعي للبحث أدناه. لم يكتبه المؤلفون ولم يصادقوا عليه. وللتحقق من الدقة التقنية، يرجى الرجوع إلى البحث الأصلي. اقرأ إخلاء المسؤولية الكامل
تخيل أنك تحاول معرفة كمية "الوقود" التي تستهلكها فعلياً مجموعة من السيارات الكهربائية في مدينة مزدحمة مثل شنغهاي، وكم مقدار التلوث الذي تسببه حقاً. تمنحنا الحكومة أرقاماً رسمية من اختبارات المختبر، لكن هذه الدراسة تقول: "مهلاً، دعونا نرى ما يحدث فعلياً في الشوارع".
إليك قصة ما وجده الباحثون، مشروحة ببساطة:
1. فجوة "المختبر مقابل الواقع"
فكر في أرقام الطاقة الرسمية التي تقدمها شركات تصنيع السيارات مثل وصف قائمة الطعام في مطعم فاخر. تقول القائمة إن البرجر "شهي وخفيف"، ولكن عندما تأكله بالفعل، تجده وجبة دسمة وثقيلة.
وجد الباحثون أن اختبارات المختبر الرسمية (القائمة) تقلل باستمرار من تقدير كمية الطاقة التي تستهلكها السيارات الكهربائية في الواقع.
- المركبات الكهربائية بالبطارية (BEVs): كان استهلاك الطاقة الحقيقي في الواقع أعلى بنسبة 21% من الأرقام الرسمية.
- السيارات الهجينة القابلة للشحن (PHEVs): كان الاستهلاك الحقيقي أعلى بنسبة 55%.
- السيارات الكهربائية ذات المدى الممتد (EREVs): كانت هذه السيارات هي صاحبة أكبر فجوة؛ حيث استهلكت بعض هذه السيارات طاقة أكثر بـ 3.75 مرة مما ادعت البيانات الرسمية!
لقد تبين أن القيادة في الحياة الواقعية —التعامل مع حركة المرور، والتلال، وتكييف الهواء— تجعل هذه السيارات "أكثر جوعاً" للطاقة مقارنة بالظروف المثالية والسلسة في حلبات الاختبار.
2. مشكلة "الشبكة الملوثة"
قد تعتقد أن السيارات الكهربائية هي آلات صفرية التلوث. لكن الباحثين يوضحون أن السيارة الكهربائية تكون نظيفة بقدر نظافة محطة الطاقة التي تشحنها.
تخيل أن السيارة الكهربائية هي زجاجة مياه نظيفة. إذا ملأتها بمياه ينابيع نقية (طاقة خضراء)، فهي رائعة. ولكن إذا ملأتها بمياه طينية (كهرباء تعتمد على الفحم)، فستظل الزجاجة ممتلئة، لكن الماء بداخلها سيكون متسخاً.
- في شنغهاي، لا تزال شبكة الكهرباء تعمل جزئياً بالوقود الأحفوري (مثل الفحم).
- وبسبب ذلك، فإن 75% إلى 87% من انبعاثات الكربون الناتجة عن هذه السيارات تأتي من محطة الطاقة، وليس من السيارة نفسها.
- في عام 2024، ولدت الكهرباء المستخدمة لشحن هذه السيارات ما يقرب من مليون طن من ثاني أكسيد الكربون.
3. الأنواع الثلاثة للسيارات "الكهربائية"
نظرت الدراسة إلى ثلاثة أنواع مختلفة من المركبات الكهربائية، وهي تتصرف بشكل مختلف تماماً:
- الكهربائية بالكامل (BEV): هذه تشبه القوارب الشراعية. فهي تعتمد كلياً على الرياح (الكهرباء). وهي الأكثر شيوعاً في شنغهاي وتوفر أكبر قدر من الكربون بشكل عام، ولكن فقط إذا كانت الرياح نظيفة. إذا كانت الشبكة ملوثة، فستترك هذه السيارات بصمة كربونية أيضاً.
- الهجينة القابلة للشحن (PHEV): هذه تشبه الدراجات المزودة بمحرك صغير. يمكنها التبدل (بالكهرباء) أو استخدام البنزين. وجدت الدراسة أن العديد من سائقي هذه السيارات يعتمدون بشكل كبير على محرك البنزين، مما يجعلها أقل فعالية في تقليل الانبعاثات مما كان مأمولاً.
- ذات المدى الممتد (EREV): هذه تشبه الدراجات المزودة بمولد احتياطي. تعمل بالكهرباء ولكن لديها محرك بنزين صغير يعمل فقط عندما ينفد شحن البطارية. هذه السيارات تكتسب شعبية كبيرة في شنغهاي. ووجدت الدراسة أنها جيدة بشكل مدهش في الالتزام بالطاقة الكهربائية، خاصة إذا كانت محطات الشحن سهلة الوصول.
4. مفاجأة "الازدحام المروري"
إليك نتيجة غير متوقعة: الازدحامات المرورية قد تساعد السيارات الكهربائية لتبدو بشكل أفضل.
فكر في سيارة تعمل بالبنزين في زحام مروري كأنها صنبور مسرب — فهي تهدر الوقود لمجرد الجلوس هناك. أما السيارة الكهربائية في الزحام فهي مثل صنبور ذكي يتوقف عندما لا تستخدمه. ولأن المحركات الكهربائية فعالة جداً في السرعات المنخفضة، فهي توفر مزيداً من الطاقة مقارنة بسيارات البنزين عندما تكون حركة المرور سيئة.
- وجدت الدراسة أنه إذا ساءت حركة المرور، فإن توفير الكربون للسيارات الكهربائية يزداد فعلياً لأنها تتفوق على سيارات البنزين بشكل أكبر بكثير في ظروف السير المتوقف والمتكرر.
5. المستقبل: ما الذي يجب أن يحدث؟
بنى الباحثون كرة بلورية (نموذج حاسوبي) للتنبؤ بالعشر سنوات القادمة (2025-2035). ووجدوا أن مجرد شراء المزيد من السيارات الكهربائية ليس كافياً. ولتنظيف الهواء حقاً، يجب أن تحدث ثلاثة أشياء معاً:
- تنظيف الشبكة: نحتاج إلى تحويل مصدر الكهرباء من الفحم إلى الرياح والطاقة الشمسية. إذا ظلت الشبكة ملوثة، ستظل السيارات ملوثة.
- إصلاح عملية الشحن: إذا كان من الصعب العثور على محطات الشحن، فسيستخدم الناس محركات البنزين في سياراتهم الهجينة أكثر. جعل الشحن سهلاً يشبه فتح بوابات الحديقة؛ فهو يشجع الناس على استخدام الجزء الكهربائي.
- إدارة حركة المرور: بينما يجعل الازدحام المروري السيارات الكهربائية تبدو أفضل بالمقارنة، إلا أن الهدف لا يزال هو تحريك حركة المرور بسلاسة للجميع.
الخلاصة
السيارات الكهربائية في شنغهاي هي خطوة كبيرة للأمام، لكنها ليست عصا سحرية. الأرقام الرسمية متفائلة للغاية، والسيارات تكون خضراء فقط بقدر نظافة الكهرباء التي تشحنها. وللحصول على الفائدة المناخية الكاملة، تحتاج المدينة إلى تنظيف محطات الطاقة الخاصة بها، وبناء المزيد من محطات الشحن، ومراقبة كيفية قيادة الناس فعلياً، وليس فقط أداء السيارات في المختبر.
غارق في أبحاث مجالك؟
تصلك نشرة يومية بأحدث الأبحاث المطابقة لكلماتك البحثية المفتاحية — مع ملخصات تقنية، بلغتك.