مركبات الوقود البديل

مركبة الوقود البديل، مركبة تعمل بوقود بديل بدلًا من الوقود البترولي التقليدي (بنزين أو بتروديزل). يشير المصطلح أيضًا إلى أي تقنية (مثل السيارة الكهربائية والمركبات الكهربائية الهجينة والمركبات التي تعمل بالطاقة الشمسية) التي تشغل محركًا لا يشتمل فقط على البترول. أصبح تطوير أنواع وقود بديلة أنظف وأنظمة طاقة متقدمة للمركبات أولوية عالية للعديد من الحكومات ومصنعي السيارات في جميع أنحاء العالم، بسبب مجموعة من العوامل مثل المخاوف البيئية، وارتفاع أسعار النفط، واحتمالية ذروة النفط.

Tesla Model 3 في صالة عرض تيسلا في واشنطن العاصمة.

ظهرت محركات المركبات التي تعمل بالبنزين/الغازولين لأول مرة في ستينيات وسبعينيات القرن التاسع عشر، إذ استغرق الأمر حتى ثلاثينيات القرن الماضي للسيطرة الكاملة على المحركات الأصلية «البديلة» التي تعمل بالبخار (القرن الثامن عشر)، أو بالغازات (أوائل القرن التاسع عشر)، أو بالكهرباء (نحو 1830).[1]

لا تشبه المركبات الكهربائية الهجينة مثل تويوتا بريوس مركبات الوقود البديل، إلا أنها تجعل استخدام الوقود البترولي أكثر كفاءة، من خلال التقنيات المتقدمة في البطارية الكهربائية والمحرك/المولد. تركز جهود البحث والتطوير الأخرى في الأشكال البديلة للطاقة على تطوير المركبات الكهربائية بالكامل ومركبات خلايا الوقود، وحتى على الطاقة المخزنة من الهواء المضغوط.

يمتد التحليل البيئي لتأثيرات أنواع وقود المركبات المختلفة إلى ما هو أبعد من مجرد كفاءة التشغيل والانبعاثات، خاصةً إذا أصبحت هذه التقنيات قيد الاستخدام على نطاق واسع. يتضمن تقييم دورة حياة السيارة اعتبارات الإنتاج وما بعد الاستخدام. يعد تصميم المهد إلى المهد أكثر أهمية من التركيز على عامل واحد مثل نوع الوقود.[2][3]

النظرة العالمية

كان هناك أكثر من 1.4 مليار سيارة على الطرق في العالم بحلول 2017،[4] مقارنة بأكثر من 116 مليون سيارة تعمل بالوقود البديل والتكنولوجيا المتقدمة التي بيعت أو حُولت في جميع أنحاء العالم في نهاية عام 2016 وتتألف من:

  • حوالي 55 مليون سيارة تعمل بالوقود المرن، ودراجات نارية، وشاحنات خفيفة صُنعت وبيعت في جميع أنحاء العالم بحلول منتصف عام 2015، مع تصدر البرازيل بحوالي 29.5 مليون بحلول منتصف عام 2015، تليها الولايات المتحدة بحوالي 17.4 مليون بحلول نهاية عام 2014، ثم كندا بحوالي 1.6 مليون بحلول عام 2014، والسويد بحوالي 243100 بحلول ديسمبر 2014. تضم قافلة الوقود المرن البرازيلي أكثر من 4 ملايين دراجة نارية تعمل بالوقود المرن أُنتجت منذ عام 2009 حتى مارس 2015.[5][6][7]
  • 22.7 مليون سيارة تعمل بالغاز الطبيعي اعتبارًا من أغسطس 2015، بصدارة الصين (4.4 مليون) وإيران بحوالي 4 مليون، تليهما باكستان (3.70 مليون) والأرجنتين (2.48 مليون) والهند (1.80 مليون) والبرازيل (1.78 مليون).[8]
  • 24.9 مليون مركبة تعمل بغاز البترول المسال بحلول ديسمبر 2013، بصدارة تركيا بحوالي 3.93 مليون مركبة، تليها كوريا الجنوبية (2.4 مليون)، وبولندا (2.75 مليون).[9]
  • أكثر من 12 مليون سيارة كهربائية هجينة بيعت في جميع أنحاء العالم. احتلت اليابان بحلول أبريل 2016 المرتبة الأولى في السوق، إذ باعت أكثر من 5 ملايين سيارة هجينة، وتلتها الولايات المتحدة بمبيعات تراكمية تزيد عن 4 ملايين وحدة منذ عام 1999، وأوروبا مع حوالي 1.5 مليون سيارة هجينة سُلمت منذ عام 2000. تصدرت شركة تويوتا المبيعات العالمية منذ يناير 2017 ببيع أكثر من 10 ملايين سيارة لكزس وتويوتا هجينة، تليها شركة هوندا بمبيعات عالمية تراكمية تزيد عن 1.35 مليون سيارة هجينة اعتبارًا من يونيو 2014. تتصدر سيارات بريوس المبيعات العالمية الهجينة منذ يناير 2017، إذ بلغت المبيعات التراكمية 6.1 مليون وحدة. تعدّ تويوتا بريوس ليفت باك السيارة الكهربائية الهجينة الأكثر مبيعًا في العالم بمبيعات تراكمية بلغت 3.985 مليون وحدة حتى يناير 2017.[10][11][12]
  • 5.7 مليون مركبة خفيفة تعمل بالإيثانول صُنعت في البرازيل منذ عام 1979، مع بقاء 2.4-3 مليون مركبة مستخدمة بحلول عام 2003، والتي بقي يُستخدم منها 1.22 مليون وحدة بحلول ديسمبر 2011.[13][14]
  • أكثر من 10 ملايين سيارة ركاب كهربائية قابلة للشحن الخارجي على الطرق السريعة ومركبات خدمات خفيفة بيعت في جميع أنحاء العالم في نهاية عام 2020. عُدت تسلا مودل 3 بحلول ديسمبر 2020 أكثر السيارات المؤهلة للطرقات السريعة مبيعًا والقابلة للشحن الخارجي، بمبيعات عالمية بلغت منذ تأسيسها 800,000 وحدة، تليها نيسان ليف بحوالي 500,000 وحدة. تعدّ ميتسوبيشي أوتلاندر بّي-إتش إي في السيارة الهجينة الأكثر مبيعًا في العالم على الإطلاق بمبيعات عالمية وصلت إلى 270,000 وحدة حتى ديسمبر 2020.[15][16]
  • كان لدى الصين أكبر مخزون في العالم من سيارات الركاب الكهربائية القانونية للطرق السريعة مع 4.5 مليون وحدة بحلول ديسمبر 2020، وتمثل 42% من المخزون العالمي من السيارات الموصولة بالكهرباء. احتلت أوروبا المرتبة التالية مع أكثر من 3.2 مليون سيارة ركاب تعمل بالكهرباء في نهاية عام 2020، وهو ما يمثل حوالي 30% من المخزون العالمي، وبلغ إجمالي المبيعات التراكمية للولايات المتحدة حوالي 1.8 مليون سيارة كهربائية حتى ديسمبر 2020.[17][18]
  • حوالي 31,225 سيارة ركاب كهربائية تعمل بخلايا الوقود على طرق العالم، ومن التي تُزود لتعمل بالهيدروجين. تعدّ كوريا الجنوبية سوق البلدان بأكبر مخزون من هذه السيارات بحوالي 10,041 وحدة، تليها الولايات المتحدة (9135) والصين (5546) واليابان (4100).[19]

مصدر وقود واحد

ضاغط هواء المحرك

محرك الهواء عبارة عن محرك مكبس خالي من الانبعاثات يستخدم الهواء المضغوط كمصدر للطاقة. اخترع مهندس فرنسي يُدعى جاي نيجري أول سيارة تعمل بالهواء المضغوط. يمكن استخدام تمدد الهواء المضغوط لدفع المكابس في محرك مكبس معدل. تُكتسب كفاءة التشغيل من خلال استخدام الحرارة البيئية في درجة الحرارة العادية لتسخين الهواء البارد المتمدد من خزان التخزين. يمكن لهذا التمدد غير ثابت الحرارة أن يزيد من كفاءة الآلة بشكل كبير، والعادم الوحيد هو الهواء البارد (15 درجة مئوية)، والذي يمكن استخدامه أيضًا لتكييف السيارة.

يتمثل مصدر الهواء بخزان مضغوط من ألياف الكربون، ويوصل الهواء إلى المحرك عبر نظام حقن تقليدي إلى حد ما. يعمل تصميم كرانك الفريد داخل المحرك على زيادة الوقت الذي يُسخن خلاله شحنة الهواء من المصادر المحيطة وتسمح العملية ذات المرحلتين بتحسين معدلات نقل الحرارة.

كهربائي مُغذى بمصدر خارجي

تُغذى الطاقة الكهربائية من مصدر خارجي للسيارة بشكل قياسي في السكك الحديدية المكهربة. تشكل المسارات قطبًا واحدًا عادةً في مثل هذه الأنظمة، بينما يكون الآخر عادةً عبارة عن سلك علوي واحد أو سكة حديدية معزولة عن الأرض.

لا يعمل هذا النظام كما هو موصوف على الطرق، إذ أن أسطح الطرق العادية موصلات كهربائية رديئة للغاية، لذا فإن المركبات الكهربائية التي تُغذى بالطاقة الخارجية على الطرق تتطلب سلكين علويين على الأقل. تعدّ عربات الترولي باص أكثر أنواع مركبات الطرق المُغذاة بالكهرباء من مصدر خارجي شيوعًا، وهناك أيضًا بعض الشاحنات التي تعمل بهذه التقنية. تتمثل الميزة بإمكانية تشغيل السيارة دون انقطاع للتزود بالوقود أو الشحن.

تشمل العيوب بمتطلبات مثل بنية تحتية كبيرة من الأسلاك الكهربائية، وصعوبة في القيادة إذ يتعين على المرء منع حدوث انعزال للعربة، ولا يمكن للمركبات أن تتجاوز بعضها، بالإضافة إلى خطر الصعق بالكهرباء والمشكلة الجمالية.

يعدّ الإرسال اللاسلكي ممكنًا من حيث المبدأ، لكن البنية التحتية (خاصة الأسلاك) اللازمة للاقتران الاستقرائي أو السعوي ستكون واسعة النطاق ومكلفة. يمكن أيضًا- من حيث المبدأ- نقل الطاقة عن طريق الموجات الدقيقة أو الليزر إلى السيارة، ولكن هذا قد يكون غير فعال وخطير بالنسبة للطاقة المطلوبة. يتطلب الموضوع في حالة الليزر، نظام توجيه لتتبع السيارة من أجل تشغيلها، إذ أن أشعة الليزر لها قطر صغير.

المراجع
  1. "Revealed - how the hybrid car "works" | Claverton Group". Claverton-energy.com. 24 فبراير 2009. مؤرشف من الأصل في 2022-11-26. اطلع عليه بتاريخ 2010-12-12.
  2. Strategies for Managing Impacts from Automobiles، US EPA Region 10، مؤرشف من الأصل في 2016-03-04، اطلع عليه بتاريخ 2012-05-22
  3. "European Union's End-of-life Vehicle (ELV) Directive"، End of Life Vehicles، EU، مؤرشف من الأصل في 2015-01-29، اطلع عليه بتاريخ 2012-05-22
  4. Stacy C. Davis & Robert G. Boundy (أبريل 2020). "Transportation Energy Data Book: Edition 38.1" (PDF). مختبر أوك ردج الوطني, Office of Energy Efficiency and Renewable Energy, وزارة الطاقة الأمريكية. مؤرشف من الأصل (PDF) في 2023-04-06. اطلع عليه بتاريخ 2020-05-23. See Tables 3.2 and 3.3
  5. BAFF. "Bought ethanol cars". BioAlcohol Fuel Foundation. مؤرشف من الأصل في 2011-07-21. اطلع عليه بتاريخ 2013-11-17. As of September 2013, see Graph "Bought flexifuel vehicles"
  6. Bil Sweden. "Definitiva nyregistreringar 2012" [Final registrations in 2012] (بالسويدية). Bil Sweden. Archived from the original on 2023-04-06. Retrieved 2015-08-26. Download file "Definitiva nyregistreringar 2012" see table: "Nyregistrerade miljöbilar per typ december 2012" with summary of E85 passenger car registrations for 2012 and 2011
  7. Bil Sweden (2 Jan 2015). "Nyregistreringar december 2014 (prel)" [New registrations in December 2014 (preliminar)] (بالسويدية). Bil Sweden. Archived from the original on 2015-01-04. Retrieved 2015-08-26. Download file "Nyregistreringar december 2014 (prel)" see table: "Nyregistrerade miljöbilar per typ december 2014" with summary of E85 passenger car registrations for 2014 and 2013
  8. "Worldwide NGV Statistics". NGV Journal. مؤرشف من الأصل في 2023-03-26. اطلع عليه بتاريخ 2013-11-17.
  9. "WLPGA: The Autogas Market". World LP Gas Association. مؤرشف من الأصل في 2013-04-19. اطلع عليه بتاريخ 2012-02-23. See table: Largest autogas markets, 2010
  10. Honda Press Release (15 أكتوبر 2012). "Cumulative worldwide sales of Honda hybrids passes 1 million units". Green Car Congress. مؤرشف من الأصل في 2023-03-21. اطلع عليه بتاريخ 2012-10-16.
  11. Roger Schreffler (14 يوليو 2014). "Toyota Strengthens Grip on Japan EV, Hybrid Market". Ward's AutoWorld. مؤرشف من الأصل في 2014-05-02. اطلع عليه بتاريخ 2014-04-30. Honda sold 187,851 hybrids in 2013.
  12. Roger Schreffler (20 أغسطس 2014). "Toyota Remains Unchallenged Global Hybrid Leader". Ward's AutoWorld. مؤرشف من الأصل في 2014-10-09. اطلع عليه بتاريخ 2014-10-04. Honda sold 158,696 hybrids during the first six months of 2014.
  13. Alfred Szwarc. "Abstract: Use of Bio-fuels in Brazil" (PDF). United Nations Framework Convention on Climate Change. مؤرشف (PDF) من الأصل في 2009-11-11. اطلع عليه بتاريخ 2009-10-24.
  14. Luiz A. Horta Nogueira (22 Mar 2004). "Perspectivas de un Programa de Biocombustibles en América Central: Proyecto Uso Sustentable de Hidrocarburos" (PDF) (بالإسبانية). Comisión Económica para América Latina y el Caribe (CEPAL). Archived from the original (PDF) on 2008-05-28. Retrieved 2008-05-09.
  15. UNICA, Brazil (Oct 2012). "Frota brasileira de autoveículos leves (ciclo Otto)" [Brazilian fleet of light vehicles (Otto cycle)] (بالبرتغالية). UNICA Data. Archived from the original on 2023-03-06. Retrieved 2012-10-31.
  16. "Anúario da Industria Automobilistica Brasileira 2011: Tabela 2.3 Produção por combustível - 1957/2010" (بالبرتغالية). ANFAVEA - Associação Nacional dos Fabricantes de Veículos Automotores (Brasil). Archived from the original on 2013-05-31. Retrieved 2012-01-22. pp. 62–63.
  17. الوكالة الدولية للطاقة (IEA), Clean Energy Ministerial, and Electric Vehicles Initiative (EVI) (يونيو 2020). "Global EV Outlook 2020: Enterign the decade of electric drive?". IEA Publications. مؤرشف من الأصل في 2023-03-06. اطلع عليه بتاريخ 2021-01-10.{{استشهاد ويب}}: صيانة الاستشهاد: أسماء متعددة: قائمة المؤلفين (link) See Statistical annex, pp. 247–252 (See Tables A.1 and A.12).
  18. European Alternative Fuels Observatory (EAFO) (مارس 2021). "Vehicles and fleet: passenger cars (M1)". EAFO. مؤرشف من الأصل في 2022-10-06. اطلع عليه بتاريخ 2021-03-07. Filters: Elecricity/EU + UK + EFTA + Turkey/2020 (YTD) - See grahp "AF Fleet M1 Electricity (2020) Total number AF passenger cars in the fleet": BEV=1,722,003 and 1,394,915 PHEVs (Total=3,116,918 plug-in passenger cars on the road)
  19. International Energy Agency (IEA), Clean Energy Ministerial, and Electric Vehicles Initiative (EVI) (29 أبريل 2021). "Global EV Outlook 2021: Accelerating ambitions despite the pandemic". الوكالة الدولية للطاقة. مؤرشف من الأصل في 2023-03-07. اطلع عليه بتاريخ 2021-05-17.{{استشهاد ويب}}: صيانة الاستشهاد: أسماء متعددة: قائمة المؤلفين (link) Go to the Global EV Data Explorer tool and choose "EV Stock", "Cars" and "World" for global stock, and "Country" for the country stock.
  • أيقونة بوابةبوابة تقانة
  • أيقونة بوابةبوابة طاقة
  • أيقونة بوابةبوابة علم البيئة
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.