آیا باتری آلومینیوم و هوا برای خودروهای الکترونیکی برد طولانی به ارمغان می آورد؟

یک رکن اساسی برای انتقال موفقیت آمیز به سوی خودروهای الکتریکی ، محدوده برد مسافت طی شده توسط باتری های خودرو است.  تاکنون این مسافت انتظارات کاربران را برآورده نکرده بود. این ممکن است اکنون تغییر کند.

باتری های آلومینیوم و هوا دارای دو مزیت عمده نسبت به باتری های یون لیتیوم هستند: ظرفیت آنها به طور قابل توجهی بیشتر است و مواد اولیه مورد نیاز برای تولید بسیار گسترده تر هستند. با این حال ، تاکنون به ندرت از آنها استفاده شده است. این عمدتا به وجود یک مشکل برمی گردد: باتری های آلومینیوم و هوا بسیار کوتاه عمر هستند. با این حال ، یک راه حل موجود میباشد.

باتری آلومینیوم-هوا-روغن

باتری های آلومینیوم و هوا خاصیت آزار دهنده ای دارند و آن اینستکه این باتریها هنگام استفاده نشدن از آنها هم تخلیه می شوند. در نتیجه ، طول عمر آنها تنها چند روز است. شارژ مجدد نیز امکان پذیر نیست. باتری جدیدی پس از یکبار استفاده مورد نیاز است. با این حال ، دانشمندان موسسه فناوری ماساچوست (MIT) برای حل سریع خود تخلیه شدن راه حلی یافته اند.  الکترود فلزی به طور معمول توسط الکترولیت خورده می شود تا زمانی که از کار بیفتد. برای جلوگیری از این امر ، محققان در زمان خاموشی روغن را جایگزین الکترولیت کردند که از الکترود در برابر خوردگی محافظت می کند. به محض اینکه جریان برق دوباره جریان یابد ، مایعات دوباره مبادله می شوند. این می تواند عمر باتری را به حدود یک ماه افزایش دهد. با این حال ، باید دید که آیا این محلول برای استفاده روزمره نیز مناسب است یا خیر و می تواند در عملکرد استاندارد پیاده سازی شود.

پتانسیل احتمالی اینگونه باتریها شگفت انگیز است

چگالی انرژی باتری های آلومینیوم و هوا بسیار بیشتر از باتری های یون لیتیوم است. به گزارش دیلی میل ، گفته می شود که آنها نه برابر بیشتر انرژی تولید می کنند. این بدان معناست که دامنه برد مسافتی از 1500 تا 2500 کیلومتر برای خودروها امکان پذیر است. این باتری همچنین می تواند در وسایل نقلیه بسیار سنگین تر مانند اتوبوس یا کامیون مورد استفاده قرار گیرد. این عملکرد راه های کاملا جدیدی را برای تحرک الکتریکی باز می کند. بعلاوه ، آنها نباید به اندازه باتری های لیتیوم یون برای محیط زیست مضر باشند و بازیافت آنها نیز آسان میباشد. بدینوسیله هم تولید و هم بازیافت ارزان تر تمام میشوند.

مهندس Trevor Jackson شروع به تولید می کند

مهندس انگلیسی Trevor Jackson برای پژوهشهای بیشتر در این زمینه قراردادی چند میلیون پوندی برای آغاز تولید باتری های آلومینیوم هوا با شرکت انگلیسی Austin Electric امضا کرده است.

برد مسافتی تسلا مدل S چیزی حدود 600 کیلومتر است. بنا به گفته ترور جکسون در دیلی میل ، همین خودرو قادر خواهد بود مسافتی بیش از 4300 کیلومتر را با یکی از باتری هایش انجام دهد.  اینجا تنها یک مشکل اساسی وجود دارد. فناوری جدید هنوز قابل شارژ نیست ، بنابراین این یک محصول یکبار مصرف گران قیمت است - قیمت هر باتری 5000 پوند، معادل 5800 یورو است.

اینكه در حال حاضر این باتریها قابل شارژ مجدد نیستند، از دید او مشكلی ایجاد نمی كند. او میگوید تنها لازم است كه در صورت لزوم ، شبكه فروشندگانی وجود داشته باشد تا با خالی گشتن باتری، یک باتری جدیدی خریداری كنید. باتری قدیمی را می توان به راحتی تعویض کرد و برای بازیافت به فروشگاه بازگرداند.  واضح است که این ایده تاکنون از سوی خودروسازان مورد استقبال قرار نگرفته است. با این حال ممکن است که امضای این آخرین قرارداد توانسته باشد با بالا بردن توان سرمایه گذاری جدید در به روز کردن  آلومینیوم هوا راه موفقیت را برای او هموار کرده باشد.    

خودروهای برقی جنرال موتورز

 بزرگترین خودروسازِ ایالاتِ متحده آمریکا هم که زمانی‌ نیز بزرگترین خودروسازِ جهان بود،  میخواهد تعدادِ محصولاتِ برقی‌ِ خود را قویا افزایش دهد. در یک سال و نیمِ آینده قرار است که دو مدلِ کاملاً برقی‌ِ نو به بازار عرضه گردند و در مجموع در ۵ سالِ آینده (۲۰۲۳)  جنرال موتورز ۲۰ مدلِ برقی‌ میسازد.

به گمانِIHS  (Information Handling Services)۱۰  مدل از ۲۰ مدلِ نامبرده شده برایِ بازارِ چین ساخته می‌شوند و جایِ شگفتی نیز نخواهد داشت، که دیر یا زود  ادامه  طراحی‌ و تولیدِ آنها نیز به چین فرستاده گردد. جنرال موتورز بر این گمان است که نمیتوان هر مدل را در هر کشور و ناحیه عرضه نمود.

کارشناسان اما بر این باورند که جنرال موتورز از اندوخته‌های تجربی ۱۰ مدلی‌ که برایِ بازارِ چین در نظر گرفته شده اند، بهره‌هایِ فراوانی خواهد برد.

از سالِ ۲۰۱۶ جنرال موروز به همراهِ شعبه اش در آلمان اپل (که اکنون به فرانسویها فروخته شده) توانستند که مدلِ برقی‌ِ Chevrolet Bolt EV  را به بازار عرضه نمایند (این خودرو در آلمان زیرِ نامِ اپل آمپرا عرضه گشت).

این مدل با قابلیتِ راندنِ ۳۰۰ کیلومتر  (۲۰۰ کیلومتر کمتر از  تسلا ۳) بدونِ شارژ و قیمتِ تقریبیِ ۳۰۰۰۰ دلار (۱۰۰۰ دلار کمتر از تسلا ۳) بوده و جنرال موتورز توانسته ۱۰۰۰۰ عدد از آن‌ را در آمریکا بفروش برساند.

خودروهای برقی فورد

در نوشتارِ پیشین که در موردِ تسلا ۳ بود اشاره کردم که رقبای بومی تسلا یعنی خودروسازانِ بزرگِ آمریکابی در نظر دارند بر رویِ خودروهایِ برقی‌ بیشتر سرمایه گذاری کنند. بطورِ مشخص هم از جنرال موتورز و فورد نام بردم.

اینجا میخواهم که جزئیاتِ بیشتری در این رابطه در اختیار قرار دهم، دستکم در موردِ یکی‌ از آندو. فورد.

در ژانویهِ امسال (۲۰۱۷) مارک فیلدز رئیسِ وقت کارخانجاتِ فورد اعلام داشت که فورد در نظر دارد در ۵ سالِ آینده ۱۳ مدلِ خودروهایِ برقی‌ و هایبرید به بازار عرضه کند. در ماهِ ژوئن جیم هاکت جانشینِ مارک فیلدز گردید و اعلام کرد که سیاستِ خودروهایِ برقی‌ِ فورد با جدیتِ بیشتری دنبال خواهد شد زیرا فورد معتقد است که آینده خودروهای جهان برقی خواهد بود.

استراتژیِ فورد اینستکه در کنارِ عرضه انبوه نمودنِ یک مدلِ برقی‌ِ مستقل، ۱۰۰% خودروهایِ عرضه شدهِ نو را در آمریکا را  تا سال ۲۰۱۹ با شبکه تکنولوژیِ نوین مجهز نماید و در سطحِ جهانی نیز‌ تا سالِ ۲۰۲۰ همین‌کار را با ۹۰% خودروهایِ تولیدیِ فورد انجام دهد. به همی‌ جهت نیز تیمی بنامِ گروهِ ادیسون در فوردِ دیترویت مقر اصلی کارخانجات فورد، تشکیل شده تا این امر را از نظرِ تکنیکی‌ و تاکتیکی مدیریت نماید.

برایِ  تامینِ هزینه این برنامه جیم هاکت میخواهد که دیگر هزینه‌ها را در پنج سالِ آینده  به اندازهِ   ۱۲ میلیارد یورو کاهش دهد تا بتواند در زمینه تکمیلِ خودروهایِ برقی‌ بیشتر سرمایه گذاری نماید. پیشتر قرار بر این بود که فورد مبلغِ ۴،۱ میلیارد یورو در برنامهِ خودروهایِ برقی‌ سرمایه گذاری کند.

فورد همچنین بر رویِ طراحی‌ِ یک مدل خودرویِ بدونِ راننده که از زمانِ مارک فیلدز مطرح شده بود، هنوز کار می‌کند و قرار است سالِ ۲۰۲۱ به بازار عرضه گردد.  به گمانِ فورد ۲۰% خودروها تا پایانِ دهه دیگر (۲۰۳۰) بدونِ راننده بوده و همچنین بیشترِ خودروها تا آنزمان برقی‌ خواهند شد.

در حالِ حاضر فورد خودروی فوکوس الکترا را در لیستِ خودروهایِ قابلِ فروشِ سال ۲۰۱۷ خود  دارد که بهایش ۳۴۹۰۰ یورو ( ۳۹۰۰ یورو بیشتر از تسلا مدلِ ۳) میباشد و قادر است تا ۲۲۵ کیلومتر را یک ‌نفس و بدونِ شارژ بپیماید ( تسلا مدلِ ۳ حدود ۵۰۰ کیلومتر).

برایِ سالِ ۲۰۱۹ فورد مدلِ الکتریکی‌ِ Transit Custom  را درنظر گرفته که به  بازارِ اروپا عرضه نماید. طراحی‌ِ مدلِ ترانزیتِ فوردِ ترکیه با همکاریِ میا‌‌نِ فوردِ آلمان و فوردِ ترکیه انجام گرفته ولی‌ در کشورِ ترکیه تولید می‌شود.

فورد در سالِ ۲۰۲۰ مدلِ هایبریدِ فورد موستانگِ خویش را به بازار می‌فرستد.

 در همین سال مدلِ پیک اپِ F-150   بصورتِ  هایبرید  تولید خواهد شد.

خازنهایِ لیتیوم – یون در خودروهای برقی

حتی اگر از نظر ظاهر خارجی،  خودروهای برقی در مرحله نخست فرقی با خودروهای معمولی نداشته باشند ولی بسبب خصوصیات منحصر بفرد باتریهای خودروهای برقی، ساختار آنها با خودروهایی که سوخت فسیلی دارند متفاوت میباشد. و در این میان تفاوت نقش باتری بعنوان تامین کننده نیروی محرکه و موتور کاملا مشخص میباشند. از اینرو در سازماندهی خودروهای برقی از باتری و خازن بصورت مشخص و جداگانه یاد میشود. باتری که همان نقش باتری را در خودروهای معمولی بازی میکند با اندکی تفاوت و دیگری خازن که نقش باک ماشین را بعهده گرفته. امروزه پس از انجام آزمایشهای گوناگون و با در نظر گرفتن شرایط بخصوص خازنهای لیتیوم – یون را عمدتا در خودروهای برقی بکار میبرند که در این نوشتار کمی به آن میپردازیم.

خازنهایِ لیتیوم – یون  در همه جایِ جوامع امروزی وجود دارند. آنها در تقریباً همه دستگاه‌هایِ برقی‌ مانند کامپیوتر، موبایل، لپ تاپ، دوربینهای عکس و فیلمبرداری و خیلی چیزهای دیگر و همچنین خودروهایِ برقی‌ حضور‌ دارند و در نظر گرفته شده است که در آینده مشکلاتِ ذخیره کردنِ برقِ موردِ نیازِ لوازمِ برقی‌ را حل کنند.

بر خلافِ باتریهایِ معمولی‌ که با موادِ همیشگی‌ مانندِ نیکل کادمیوم و یا سرب ساخته می‌شوند، میتوان در ساختِ خازنهایِ لیتیوم‌یون موادِ گوناگونی را بکار برد. از همینرو نیز پیوسته کاوش و کوشش میگردد که با بکار بردن مواد و آلیاژهایِ نو، توان و  حجمِ نیرویِ ذخیره شده را در این خازنها بالاتر ببرند.

نخستین قواعد و قوانینِ پایهِ خازنهایِ لیتیوم ‌یون در سالِ ۱۹۷۰ در دانشگاهِ صنعتی‌ِ مونیخ پس از انجام پژوهش‌هایی منتشر گشتند. اما در این پژوهش‌هایِ آکادمیک و علمی‌  نحوه‌هایِ بکار گیریِ عملی‌ِ آنها در نظر گرفته نشده بودند.

ابتدا در سالِ ۱۹۹۱ بود که نخستین باتریهایِ لیتیوم ‌یون بصورتِ عملی‌ توسط کارخانجاتِ سونی ساخته و به همراهِ دوربینهایِ فیلمبرداری سونی بنامِ مدلِ  CCDTR1روانه بازار گشتند.

 بلافاصله پس از این موفقیتِ سونی، شرکتِ سانیو کاوش‌هایِ بیشتری بر رویِ اینگونه باتریها انجام داد و خازنی ساخت که در آن‌ از گرافیت در آندِ خازن استفاده گشته بود. این روش تا به امروز هم در ساختِ خازنهایِ لیتیوم – یون بکار گرفته میشود.

 سلولها در تکنولوژیِ خازن سازی کوچکترین واحد هستند. یک خازن میتواند یک یا چندین سلول داشته باشد.

                                                      یک سلولِ خازنِ لیتیوم‌ یون

جزئیاتِ یک سلولِ خازنِ لیتیوم‌ یون در نگاره زیر نمایش داده شده که بدنبالِ آن‌ شرحشان خواهد آمد.

                           

الکترودِ منفی‌ که آند خوانده میشود از یک لایهِ مسین و یک لایه ذغالی (گرافیت) تشکیل گشته به اینصورت که بر رویِ لایه مسین یک لایهِ گرافیتی با ضخامتِ تقریبیِ ۱۶ میکرومتر قرار گرفته.

به مجموعِ آن‌  ماده میزبان می‌گویند و به هنگامِ پر کردنِ باتری بصورتِ خنثی میا‌‌نِ الکترود‌ها و لیتیوم ‌یون عمل می‌کند. بجز گرافیت موادِ دیگری هم وجود دارند که اینکار را انجام دهند اما هیچکدام قدرتِ جذبِ ذغال را نداشته (۳۷۲ میلی‌ آمپر ساعت / گرم) و از نظرِ ایمنی‌ به پایِ آن‌ نمیرسند.

کاتد که همان الکترودِ مثبت است، از یک لایه آلومینیومی و یک اکسیدِ فلزی تشکیل شده. لایه آلومینیومی تقریباً ۱۵ میکرومتر ضخامت داشته و وظیفه هدایتِ جریانِ برق در سمتِ کاتد را دارد. ضخامتِ اکسیدِ فلزی بستگی به نوعِ آن‌ اکسید دارد، برایِ مثال اگر نیکل منگان کبالت به کار رفته باشد، ضخامتی برابرِ با ۱۵۰ میکرومتر دارد.

با گذشتِ زمان آلیاژ‌هایِ گوناگونی جهتِ ساختنِ کاتد‌ها عرضه گشتند که ما در اینجا به سه‌ تا از مهمترینِ آنها اشارهِ کوتاه می‌کنیم.

تفکیک کننده که در واقع عایقِ الکتریکی‌ و سپرِ مکانیکی میا‌‌نِ الکترود‌هایِ مثبت و منفی‌ِ یک سلول میباشد. تفکیک کننده که معمولا از لایه پلاستیکیِ ۲۰ – ۲۵ میکرومتری درست شده، می‌باید که بطورِ دائم از ایجادِ اتصالی جلوگیری کند و تا دستِ کم ۹۰° سانتیگراد نیز مقاومت داشته باشد.

همهِ این عناصر درون یک سیال بدونِ آب با قابلیتِ هدایتِ بالا قرار دارند که الکترولیت خوانده میشود. الکترولیت میبایست بسیار پاک و غنی‌ باشد تا عملیات پر و خالی‌ گشتنِ خازن براحتی انجام پذیرد.

مجموعهِ همه موادِ یاد شدهِ بالا، یک پایه را تشکیل میدهند. یک سلولِ لیتیوم ‌یون میتواند دارایِ یک یا چند پایه باشد.

در حالِ حاضر سه‌ گونه سلولِ لیتیوم ‌یون از بقیه متداولتر میباشند.

۱ -  سلولهایِ کیسه ای، اینها به این سبب کیسه ای خوانده می‌شوند زیرا بدنه آنها از آلومینیومِ نرم ساخته شده که با بیرون کشیدنِ هوا در آن‌ خلع ایجاد گشته و سپس لبه‌هایش به هم جوش داده شده‌اند. این گونه سلولها به سببِ وزنِ کمشان بیشتر در وسایلِ الکتریکی‌ مانندِ سمارت فون، لپ تاپ و همچنین در صنعتِ خودرو سازی بکار میروند. ایرادی که به سلولِ کیسه لی میتوان گرفت پایین بودنِ ضریبِ ایمنیِ آنست که هم خراش و هم ضربه پذیر میباشد و هم در برابرِ حرارتِ بالا مقاومتِ زیاد ندارد.

۲ – سلولهایِ منشوری که دیواره‌هایِ مقاوم دارند. اینها در حالِ حاضر قطعاتِ ثابت و اجتناب ناپذیر در صنعتِ خودروسازی، ساختمان و کارخانجات هستند. دیوارهِ این سلولها بیشتر از جنسِ آلومینیومِ مقاومی ساخته شده است که عنصر یا عناصرِ پایه را در خود جای میدهد.

در هنگامِ اضافه بارِ الکتریکی‌ و یا اتصالی دریچه ای در آن‌ باز میشود که گاز‌هایِ تولید شده را بگونه مهار شده به خارج می‌فرستد. از همینرو سلولهایِ منشوری بخصوص در صنایع خودروسازی ترجیح داده می‌شوند.

۳ – سلولهایِ استوانه ایِ ۱۸۶۵۰. این سلولها نامِ خود را مدیونِ قطرِ ۱۸ میلیمتری و طولِ ۶۵۰ میلیمتریِ خود هستند که بصورتِ لوله ای پیچیده شده‌اند. این سلولها نیز ضریبِ ایمنیِ بالا دارند و در آغاز برایِ کامپیوتر و لپ تاپ ساخته شدند.

در پایان میخواهم اشاره کوتاهی نیز به وضعیتِ لیتیوم نمایم.

همانطور که پیشتر نیز به آن اشاره شد، در حالِ حاضر با بیشتر مطرح شدن خودروهایِ برقی‌، در کنارِ باتریها و خازنهایِ دیگر وسایلِ الکترونیکی‌ ساختِ خازن برایِ خودروهایِ برقی‌ نیز به میا‌‌ن آمده. برایِ اینکار بیشتر از هرچیزی نیاز به دسترسی به لیتیوم میباشد که بیشتر از کانهایِ مثلثِ لیتیوم (آرژانتین، شیلی و بولیوی) تامین میگردد. منابع این معادن بنا به پیش‌بینی‌ها تا سالِ ۲۰۵۰ به پایان میرسند، یعنی هنوز آغاز نکرده زنگِ پایان دارد به صدا در میاید.

در کشورِ مجاورِ ما افغانستان اما در سالِ ۲۰۱۰ معادنی شناسائی شده اند که به تنهایی‌ میتوانند نبودِ مثلثِ لیتیوم را تا دهه‌ها پس از بپایان رسیدنِ آنها جبران نمایند و به افغانستان آن‌ ارج و منزلتی را دهند که نفت امروزه به عربستان داده است.

در کنارِ همه اینها نیز نباید از نظر دور داشت که بازیافتِ باتریهایِ خودروهایِ برقی‌ یکی‌ از بزرگترین چالش‌هایِ موجود میباشد که تا کنون راهِ حلِ مناسبی برایِ آن‌ یافته نشده و هر چند که دو شرکتِ کانادایی و بلژیکی دست به کارهایی زده اند ولی‌ هم از نظرِ تعداد کم میباشند و هم اینکه روش‌هایِ بکار گرفته شده توسطِ ایشان تا کنون متخصصین را متقاعد نکرده است.

تاریخِچه کوتاه اتوبوسهای برقی‌ بخش سه

اورابوس ( اروپا + اتوبوس)

 در سالِ ۱۹۹۶  شرکتِ یوروکام گروپ اینترناشنال در برلین توسطِ فردی بنامِ توماس  کریستیان سایتز Christian Seitz  بنیان گذاشته شد. این شرکت بزودی به عنوانِ تولید کننده و تحویل دهنده ماشین آلاتِ ویژه  در بازار و در میان رقبا نامی‌ برایِ خود کسب نمود.

 آقایِ سایتز میگوید : تجربه ما در زمینهِ ساخت و تولید و همچنین انعطاف پذیر بودن در امرِ برآورده ساختنِ تقاضاهایِ مشتریان برایمان خیلی‌ مؤثر واقع گردیدند که بتوانیم در سالِ ۲۰۰۹ پروژه اتوبوسِ برقی‌ خود را آغاز و عرضه نمائیم. 

برایِ پیشرفتِ سریعِ کارها و مجبور نبودنِ به آزمودنِ دوباره خطاهایی که دیگران کرده و از آنها یاد گرفته بودند، سایتز بدنبالِ همکاریِ با شرکتها و کارخانجاتی گشت که سابقهِ طولانی و موفق در زمینه‌هایِ طراحی‌، ساختِ سازه‌هایِ سبک، تکنولوژی باتری و دستگاه‌هایِ بازیافتِ انرژیهایِ هدر رفته بودند، افتاد و این فرآورده‌ها را با دیگر تولیداتِ کارخانجاتِ نامی‌ ادغام کرده و مدل‌هایِ نوینی به بازار عرضه نمود. 

اینگونه بود که شرکت‌هایِ بزرگی‌ مانندِ توو tewoo در چین که بیش از ۳۴۰ زیر شرکت دارد مایل به همکاری با آن‌ گشتند.

از آنجا که بدست آوردنِ موادِ خامِ اولیهِ موردِ نیازِ کارخانجاتِ چینی‌ با افزایشِ و بالا بردنِ سطحِ تولیدات، کفاف نمی‌دهند، برایِ چینی‌ها دو راهِ حل بیشتر باقی‌ نمیماند، یا بدنبالِ بدست آوردنِ موادِ خامِ بیشتر برود مانند آهن و دیگر فلزات و نفت در آفریقا و پرو و یا اینکه بخشی نه‌ چندان کوچک از تولیداتِ خود را به کشورهایی ببرند که هم امن باشد و هم آگاهی‌ و دانشِ موردِ نیاز را داشته باشند. از اینروست که شرکتهایی مانند توو گاهی ناجی شرکتهای و نوآورهای کشورهای دیگر و بخصوص غربی میشوند. 

در موردِ اتوبوس‌هایِ اورابوس دقیقاً همین اتفاق افتاد و شرکتِ یوروکام گروپ  خود را شریکِ مطمئن و دانسته‌ای عرضه نمود. اینگونه بود که اورابوس توو گروپ را به سمت خود جلب و سپس همکار نمود و توانست در ماهِ مایِ ۲۰۱۲ نخستین اتوبوس برقی‌ِ ۱۲ متریِ خود را در آلمان عرضه کند که اورابوس ۱ نام داشت.

 اورابوس بلافاصله از سویِ متخصصین زیرِ ذره بین گذشته شد و آزمایش‌هایِ گوناگونی بر رویِ آن‌ انجام گرفتند، اما شرکتِ اورابوس هم در این میا‌‌ن آرام ننشسته بود.

 با به روز کردنِ سیستمهایِ خنک کننده و حرارتیِ خود و همچنین دیگر دستگاه‌هایِ نو و افزون گشته بر طرحِ پیشین، مدل اورابوس ۲ خود را در نیمه سپتامبرِ سالِ ۲۰۱۳ به بازار فرستاد که در سه‌ ماهِ نخستِ سالِ ۲۰۱۴ مدلِ ۱۸ متری آن‌ نیز عرضه گشت.

اینک مختصری از مشخصات فنی این اتوبوس.

سه گونه پرکردن باتری اتوبوس

تاریخِچه کوتاه اتوبوسهای برقی‌ بخش یک

آلودگیِ محیطِ زیست سبب گشت که نه‌ تنها خودروهایِ شخصی‌ِ برقی‌ و کامیونهای برقی موردِ توجهِ ویژه طرفدارانِ محیطِ زیست و جنبش سبز قرار بگیرند بلکه خطوطِ اتوبوس‌هایِ درون شهری نیز بناگاه ارزیابیِ دوباره و موشکافانه گردند.

برایِ اتوبوس‌هایِ برقی‌ میتوان مزایایِ زیادی را بر شمرد ( نکاتِ منفی‌ هم دارند که مهمترینشان بهایِ ایشان میباشند).

من در اینجا سه‌ مزیتِ عمده اتوبوس‌هایِ برقی‌ را نام میبرم.

۱ -با پیشرفتِ مداومِ نیرویِ محرکهِ برقی‌ برایِ خودروها، وسایلِ نقلیه عمومی برقی نیز هر روز بیشتر پلِ  میا‌‌نِ توجیح اقتصادی داشتن و حفاظتِ محیطِ زیست و تندرستیِ شهروندان را مستحکم تر گرداندند.

۲ - وسایلِ نقلیه عمومی که هر روزه تعدادِ زیادی مسافر جابجا میکنند در صورتِ برقی‌ شدن با نجاتِ مایکروکلایمت، کیفیتِ زندگی‌ِ هم مسافران و هم دیگر شهروندان را ارتقا میدهند. این امر  بطورِ غیرِ مستقیم هزینه‌هایِ درمانی را کاهش میدهد.

۳ - توسط بهبودیِ سیستمهایِ احیایِ انرژی، انرژیِ به هدر رفته توسطِ موتورِ به هنگام راه افتادنِ خودرو و یا ترمز گرفتن، دوباره تولید میگردند. در این زمان ژنراتورها به کار افتاده و پر کردن سلولهایِ انباشتِ نیرو، خازنِ خودرو را هم در هنگامِ حرکتِ خودرو هم پر میکنند.

 در اروپا هم مردم کشورهای اروپایی و هم دولت‌های ایشان متوجه گردیدند ( بر عکسِ ایران با وجودیکه در شرایطِ بسیار بدتری هست ) که شهر‌ها و شهرک‌ها در زیرِ فشارِ دود دچارِ تنگیِ نفس گردیده اند. تعدادِ شهر‌ها و نواحیی که میزانِ آلایندگی در آنها به مرز هایِ خطرناک نزدیک گشته اند دیگر کم نیستند. غبارهایِ نرم و ریز و دی اکسیدِ کربنِ هوا مدت هاست که مرز‌هایِ قابلِ چشم پوشی را در نوردیده اند.

اتحادیه شهر‌هایِ آلمان زنگِ خطر را به صدا در آورد. آنها حتی تهدید کردند چنانچه هم اکنون برایِ این معضل چاره اندیشی‌ نشود، پرونده ای تشکیل داده و اعتراض و شکایتِ رسمی‌ِ خود را به نزدِ دادستانیِ کّلِ کشور خواهند برد. در آلمان ۸۰ شهر مرز‌هایِ مجازِ میزانِ آلودگیِ هوا را پشت سر گذاشته اند.

بلافاصله از سویِ دولت و استانداریها واکنشِ مناسب انجام داده شد. در کنار افزایش فضاهای سبز شهرها، قرار بر این شد که دستِ شهرداری‌ها را برایِ مقابله فنی با این مشکل بازتر بگذارند و حمایت‌هایِ مالی‌ِ مناسبی را نیز برایِ این موضوع در نظر بگیرند.

همین‌ نیز سبب گشت که شهرداری‌ها دستشان در موردِ حمایت و پشتیبانی از شرکت‌ها و کارخانجاتِ مناسب (مانندِ سازندگانِ اتوبوسِ برقی‌) بازتر شود.

۳۰ شهر در آلمان مصمم شدند که برنامه به کار گیریِ اتوبوس‌هایِ برقی‌ را به گونه جدی پیگیری کنند. مشکلات اما هنوز وجود داشتند و دارند. بنا به اظهاراتِ اتحادیهِ شرکت هایِ حمل و نقلِ آلمان (   VDV/ ) بهایِ یک اتوبوسِ برقی‌ ۷۰۰۰۰۰ یورو میباشد که دو برابرِ اتوبوس‌هایِ دیزلیست.

یا اینکه مدتِ پر شدنِ دوباره باتریها و میزانِ مسافتی که میتوان با آنها پیمود، خود مسایلِ بزرگی‌ هستند. مدت زمانِ موردِ نیاز برایِ پر شدنِ باتریها گاهی‌ سبب میشود که برایِ لنگ نماندنِ ایاب و ذهابِ شهری تعدادِ بیشتری از اتوبوس لازم باشد تا هنگامیکه یکی‌ در حالِ پر کردنِ باتریست اتوبوسِ دیگری وظیفه او را به عهده بگیرد.

سازندگان اتوبوسِ آلمانی بسیار محتاطانه عمل میکنند و سرمایه گذاریِ زیاد و جدی در زمینه طراحی‌ و ساختِ اتوبوسِ برقی‌ انجام نمی‌دهند.

در ادامه این نوشتار سه‌ سازنده و عرضه کنندهِ مطرح را با ذکرِ زندگی‌نامهِ کوتاهی از ایشان و نمونه کارهایشان معرفی‌ می‌کنم.

اتوبوس‌هایِ شرکتِ سیلئو Sileo

سیلئو یک شرکت با مسئولیتِ محدودِ آلمانی – ترکی اتوبوسِ برقیست که مقرش در  Salzgitterسالزگیتر آلمان میباشد. سیلئو در سال  ۲۰۱۴ تأسیس گردید. این شرکت متعلق به مراد بوزانکایا  میباشد که در سالِ ۱۹۸۹ یک دفترِ مهندسی‌ و مشاورهِ فنی‌ در شهرکی کوچک بنامِ ولفن بوتل  در ایالت نیدرزاکسنِ آلمان داشت. در سالِ ۱۹۹۷بوزانکایا یک شرکتِ خدماتِ مهندسی‌ِ مصنوعاتِ فلزی و پلاستیکی در شهرک سالزگیتر Salzgitter  بنیاد نمود و بدنبالِ آن‌  در سالِ ۲۰۱۰ یک کارخانه اتوبوس سازیِ کوچک  نیز در شهر آنکارا  تأسیس کرد  بنامِ      Turkish Commercial Vehicles (TCV),  که دو سال بعد یعنی در سالِ ۲۰۱۲ نخستین اتوبوسِ ساختِ خود را عرضه نمود.

زمانیکه سیلئو در ماهِ جولایِ سالِ ۲۰۱۵ سیلو نخستین اتوبوسِ برقی‌ِ خود را به شرکت اتوبوسرانی شهری  SWB_Bus_und_Bahn وابسته به شهرداریِ بن پایتختِ سابقِ آلمان فروخت، سوایِ دستگاهها و مدول‌هایِ برقی‌  بقیه‌ قسمت‌هایِ اتوبوس بر پایه اتوبوسی که در آنکارا ساخته و عرضه گشته بود، بنا شده بودند. در سالِ ۲۰۱۶ نخستین سفارش ها از استانهای تورینگن Thüringen و شلسویگ هلشتاین  Schleswig-Holstein آلمان بدستِ سیلئو رسیدند و در پی‌ِ آن‌ شهرهایِ دیگری از استانهای دیگر هم خواستارِ دریافتِ ۱۳ اتوبوسِ برقی‌ تا سالِ ۲۰۱۸ از این شرکت گردیدند.

در اینجا سه نمونه از اتوبوسهای برقی سیلئو را با مختصری از مشخصات فنی آنها میآورم تا در دنباله این نوشته به شرکت سازنده اتوبوس دیگری بپردازم.

سیلئو اس ۱۰

اتوبوسی  با درازای 10،7 متر وبهره وری از سیستمهای بازیافت انرژی سینماتیک تا هفتاد و پنج درصد که برد مسافتی دویست کیلومتر را تضمین میکند.

سیستم باتری این اتوبوس از گونه اس سی ال Single-Cell-Loading  بوده که سیصد سلول باتری را شامل میباشد.

سیلئو اس ۱۲

اتوبوسی  با درازای 12 متر وبهره وری از سیستمهای بازیافت انرژی سینماتیک تا هفتاد و پنج درصد که برد مسافتی دویست و سی کیلومتر را تضمین میکند.

سیستم باتری این اتوبوس از گونه اس سی ال Single-Cell-Loading  بوده که سیصد و چهل سلول باتری را شامل میباشد.

سیلئو اس ۱۸

اتوبوسی  با درازای ۱۸ متر وبهره وری از سیستمهای بازیافت انرژی سینماتیک که برد مسافتی دویست و پنجاه کیلومتر را تضمین میکند. موتور این اتوبوس چنان قوی است که گذر از سراشیبی های بیست درصدی را نیز امکان پذیر میسازد.

سیستم باتری این اتوبوس از گونه اس سی ال Single-Cell-Loading  بوده که چهارصد و هفتاد و چهار سلول باتری را شامل میگردد.

تاریخِچه کوتاه کامیونهایِ برقی‌ ۲

چند نمونه از کامیونهای برقی در اندازه های گوناگون با مختصری در باره مشخصات فنی آنها.

                                                                           سه و نیم تنی

شانزده تنی

هژده تنی

چهل و پنج تنی

تاریخِچه کوتاه کامیونهایِ برقی‌

بر خلافِ تصورِ بسیاری از مردم، کامیونهایِ برقی‌ پدیده‌هایِ نوی نیستند و حتی نسبتا تاریخه کهنی دارند.

 حدود یک سده پیش در کشورِ آلمان بیش از ۴۰ سازندهِ خودرو و کامیونِ برقی‌ وجود داشت که سازندگانِ زیر به این گروهِ ۴۰ تایی‌ تعلق دارند .

A.A.A ABAM ,Bergmann ‚Flader   ‚Hagen, BEF, Hentschel, DMG, Hercules,Scheele  و Schiemann

 تا سالِ ۱۹۱۴ ( شروعِ جنگِ جهانی‌ِ نخست ) در مجموع ۵۵۴ خودرویِ عمومیِ برقی‌ (اتوبوس‌هایی‌ که به مدارِ کابلِ برق متصل بودند ) و کامیونِ برقی‌ ساخته شدند. این کامیونها بیشتر در سازمانهای خدماتِ شهری مانندِ آتش نشانی‌ و جمع آوری زباله به کار گرفته شدند.

در سالِ ۱۹۰۵ هم شرکتِ مشترکِ Siemens  & Halske کامیونی برقی‌ عرضه نمود که قوهِ محرکه آن‌ مخلوطی بود از بنزین و باتری. پدرِ نخستی هایبرید‌هایِ جهان.

در شهرِ کلنِ  آلمان سال ۱۹۰۷ یک کارخانه دار بنامِ ارنست هاینریش گایست کامیونی عرضه نمود که موتورش با دینام حرکت میکرد. این دینام نخست بوسیله موتوری که بنزین سوز بود بکار می‌افتاد. گایست همچنین نخستین اتوبوسِ برقی‌ شهرِ کلن را در ۲۰ دسامبرِ سال ۱۹۰۷ به شهرداریِ این شهر تحویل داد.

در شهرِ برانشویگِ آلمان هاینریش بوسینگ موفقتر بود. او توانست کامیونی برقی‌ با قوه ۱۸ اسبِ بخار تولید و عرضه کند که در آرتش بکار گرفته شد. تولیداتِ بوسینگ که با نشانِ شیر مزین بودند توانستند دو جنگِ جهانی‌ را پشتِ سر گذاشته و با وجودِ دشواریهایِ فراوان تا سالِ ۱۹۷۱ که این شرکت توسطِ کنسرنِ بزرگِ MAN  خریداری شد به کارِ خویش ادامه دهد.

نشانِ شیر بر رویِ خودروهایِ بوسینگ شاید هنوز برایِ خیلیها آشنا باشد، هرچند که نامِ بوسینگ آن‌ شهرتِ سابق را میا‌‌نِ اهل فنّ دیگر ندارد.

از دههٔ ۶۰ سده گتشته تا آغازِ هزارهِ سومِ ترسائی تکامل و طراحی‌ کامیونهایِ برقی‌ به کندی پیش میرفت و در برخی‌ از زمان‌ها اصلا پیش نمی‌رفت. زیرا بازدهیِ خودروهایِ بنزینی و دیزلی از خودروهایِ برقی‌ بیشتر بود. از آن‌ گذشته بهایِ نفت بصورتی نبود که  استفاده بنزین و دیزل توجیهِ اقتصادی برایِ خریداران نداشته باشد.

در آواخر هزاره دومِ ترسائی و با آغازِ هزارهِ سوم  و بالا گرفتنِ مبحثِ  حفاظت از محیطِ زیست و صدماتی که به آن‌ وارد میگردد، گفتگوها بر سرِ استفاده انرژیهایِ فسیلی نیز بالا گرفت و استفاده از این منابع انرژی حسابی‌ به چالش کشیده شد. همین نیز فرصتی بود برایِ همهِ خودروهایِ برقی‌ و در میا‌‌نِ آنها کامیونها.

کامیونهایِ برقی‌ دوباره مطرح گشتند و در برابرِ خواسته‌ها و چالش‌هایِ نو قرار گرفتند. با وجود این دستِ کم در آلمان سازندگانِ کامیونها بطورِ جدی به این مساله نپرداخته اند. در دنباله بخشی که پس از این خواهد آمد خواهیم دید که این امر در مورد اتوبوسهای برقی نیز صادق است. یعنی کشورهای اروپایی به تولید اتوبوسهای برقی کمتر توجه کردند.

در نوشتن بعدی چند نمونه از کامیونهایِ برقی‌ِ موجود در اندازه‌هایِ مختلف و با توانهایِ گوناگون با ذکر مشخصاتِ فنی‌ِ کوتاهی از آنها را بنمایش خواهم گذاشت.

مقایسهِ اجمالی‌ِ خودروهایِ برقی‌

صافی خودروهای دیزلی

بنا به قانونِ تصویب شده در اروپا خودروهایِ دیزلی یا گازوییلی اجازه دارند که در هر کیلومتر تا ۶۰۰ میلیارد ذره دوده در هوا رها کنند.

از آنجا که احتراقِ سوختِ دیزلی مقدارِ بسیار بیشتری از ذراتِ دوده  را تولید می‌کند، نصبِ پارتیکل فیلتر یا صافیِ دوده در خودروهایِ دیزلی اجباری شد و خودرویِ دیزلِ بدونِ صافیِ دوده، اجازه حرکت در اروپا را بدست نمیاورد.

دوده خودرو را به سه‌ دستهِ درشت (بالایِ ۲،۵ میکرومتر)، نرم (۲،۵ میکرومتر) و بسیار نرم (۰،۱میکرومتر) بخش نموده اند. قطرِ هر میکرومتر برابر با یک هزارمِ قطرِ تارِ مویِ انسان است.

پارتیکل فیلتر‌هایِ تعبیه شده در خودرو‌ها از پخشِ ذراتِ درشتِ دوده به هوا تا مقدارِ زیادی  جلوگیری میکنند ولی‌ ذراتِ ریزتر باقی‌ میمانند  و حتی با بالا رفتنِ توانِ احتراقیِ موتورِ  خودرو به هنگامِ سرعت گرفتن بر میزانِ ذراتِ نرم افزوده می‌شود.

مشکل بزرگ اینجاست که هرچه این ذرات ریزتر باشند بیشتر به ژرفای  شش انسانها نفوذ مینمایند و شبکه های پدافندی شش عملا در برابر آنها ناچیز مینمایند. این ذرات یکی از عاملین بزرگ پیدایش سرطانهای گوناگون بخصوص سرطان شش در بدن انسان میباشند.

سال ۲۰۰۲  در گزارشی رسمی از سوی اداره امور محیط زیست (آنزمان هنوز به وزارتخانه مبدل نگشته بود) به این امر اشاره مستقیم گردید و همه خودروسازها در جریان امر قرار گرفتند.

این اداره همچنان در مورد بکارگیری و استفاده صافی های ارزان قیمت که عملا بی فایده اند، هشدارهای جدی به خودروسازها داده بود. بعنوان اهرم بکارگیری صافی های درست و مناسب این اداره به دولت پیشنهاد کرده بود که فروش این خودروها ممنوع نگردد ولی بر مالیات خودروهایی که از چنین فیلترهایی استفاده میکنند، بطور موثری بالا برده شود.