ملف.. تكنولوجيا الطاقة النظيفة تقود قطاع السيارات العالمى للمستقبل

يشهد العالم زخماً كبيراً لمواجهة تحديات التغيرات المناخية، خصوصاً بعد التوصل لاتفاق باريس للمناخ، وتوقيع أكثر من 100 دولة عليه، الشهر الماضى، فى احتفال بالعاصمة الأمريكية واشنطن. ولأن قطاع السيارات أحد أهم مصادر الانبعاثات الحرارية الضارة بالبيئة، فإنه أحد أهم القطاعات المتأثرة بهذه المعاهدات الدولية.
وتعمل الشركات المصنعة على تطوير محركات تعتمد على أنواع من الوقود غير الملوث للبيئة، وفى الوقت نفسه تتميز بالاستدامة، ما أشعل منافسةً شرسةً على أحقية البقاء جزءاً من مستقبل هذا القطاع.
وتعتبر قدرة الشركات على امتلاك تكنولوجيا حديثة مسألة وجودية، فإما أن تكون أو لا تكون، بعد ما وضعت الولايات المتحدة وأوروبا لوائح الحد من الانبعاثات الحرارية من السيارات موضع التنفيذ، واقتربت المواعيد النهائية لاختبار أساطيل الشركات ونسبة الانبعاثات فيها.
كما أن الشركات التى لا يمكنها مواكبة متطلبات الشباب فى سيارة جديدة متعددة الاستخدام ومتصلة بالإنترنت قد لا تكون موجودة فى السوق بعد 10 سنوات من الآن.
الملف التالى يسلط الضوء على سباق عمالقة تصنيع المركبات فى العالم للوصول إلى تصميم سيارة تحملهم إلى المستقبل.
السيارات الكهربائية تسير على طريق وعر

شركة نيسان تدرس إنتاج سيارة كهربائية من الصفر

البطارية الهيدروجينية تبحث عن مكان لها فى السوق العالمى

21.5 ألف دولار سعرها الحالى

شهد معرض طوكيو للسيارات، أكتوبر الماضى، إطلاق نيسان ثانى أكبر مصنع فى اليابان، وبشكل تراكمى هى أكبر بائع فى العالم للمركبات الكهربائية مفهوماً جديداً لعرض السيارة يحمل اعترافاً صريحاً: «جيل الألفية لا يحب السيارات بنفس طريقة آبائهم».
وتعتبر «نيسان»، أن سيارة المستقبل يجب أن تحفظ لركابها حالة دائمة من الاتصال عبر الإنترنت، بالإضافة إلى الإبداع والخبرة المشتركة، وهذه الشعارات هى محددات العمل، بتقديم منتج مناسب للجيل القادم من السائقين لإقناعهم بشراء سيارة تعمل بالبطارية الكهربائية.
وحرصت شركات السيارات فى معرض الصين فى أبريل الماضى على إظهار مساهمتها فى تصنيع سيارات كهربائية أو هجين أو خلايا الوقود، رغم الأسئلة الصعبة المتعلقة بالتصميم الأساسي، وكفاءة البطارية، وسعر البطارية ومسافة القيادة للشحنة الواحدة دون إجابة مناسبة.
ويمثل دخول شركات مثل تسلا، وأبل وجوجل، فى السباق تهديداً لشركات لم تضع بعد استراتيجيات سيارة كهربائية أو حتى التى قطعت شوطاً كبيراً مثل تويوتا التى تطورت جهودها إلى مرحلة خلايا الوقود البديلة.
وقال تقرير لصحيفة فاينانشيال تايمز، إن شركة نيسان اكتشفت أخيراً مشكلة أنه لا يزال هناك فرق بين صنع سيارة كهربائية يشتريها الناس وتحقيق المال من وراء ذلك.
وتقف بعض الشركات عند سؤال: من أين نبدأ بالبطارية أم خلايا الوقود البديلة أو هيكل السيارة؟ لكن الإجابة الصحيحة تتمثل فى الرؤية.
يمتلك عمالقة السيارات، كما يقول المحللون، فرصةً كبيرةً من المنطقى استغلالها تتمثل فى سلسلة التوريد الحالية، وتحقيق تقدم كبير على صعيد الحد من تكاليف الإنتاج.
يوجه كريستوفر ريختر، وهو محلل السيارات فى «سى أل أس أيه» فى طوكيو، نصيحة لشركات صناعة السيارات الكبرى، أن فى الوقت الراهن عليها أن تعمل على تعديل هيكل محرك الاحتراق الداخلى إذا كانت تسعى لامتلاك سيارة كهربائية منافسة فى السوق، مشيراً إلى أن هذا ما فعلته «نيسان»، بعد أن اضطرتها ضرورة خفض التكلفة العمل على تطوير محرك أكثر كفاءة اقتصادياً.
تعمل الشركات على مركبات كهربائية تقوم على هيكل السيارة والمحرك التقليدى، وهذا ما سمح لشركة نيسان بخفض سعر نموذجها إلى 21500 دولار، بدلاً من 35430 دولاراً فى 2011. وعلى الرغم من هذا فإن مبيعات نيسان العالمية منها التى تصدرها التطوير الجديد هبطت بنسبة %9.8 فى عام 2015.
ومع ذلك فإن «نيسان» تصر على مواصلة الطريق، كما يرى المحللون، لكنها قد تضطر إلى التضحية بالنجاح الكبير فى خفض تكلفة التصنيع الذى حققته من خلال إعادة تصميم السيارات الكهربائية من نقطة الصفر.
وفى أعقد مراحل التطور الحالية، تكافح شركات صناعة السيارات التى تعمل بالبطارية الكهربائية لتوفير فرصة لإنتاج مركبات تعمل بخلايا وقود الهيدروجين مرتفعة التكلفة ليكون لها موطئ قدم فى السوق العالمي.
يقول «بن سكوت»، كبير المحللين فى «أى إتش أس»، إنه فى الآونة الأخيرة كان هناك تركيز متزايد على السيارات الكهربائية وتكنولوجيا البطاريات، لكن البطارية الهيدروجينية يمكن أيضاً أن تلعب دوراً رئيسياً فى الانتقال إلى سيارة خالية تماماً من الكربون.
وأضاف أن هذا النوع من البطارية دخل فى الموجة الثالثة من التطوير لكن انتشارها يحتاج إلى المزيد من البنية التحتية للتزود بالوقود الهيدروجينى ودونها لن تخرج للسوق تجارياً.
ويقول مهندسون، إن أهم حافز لتحقيق حجم المبيعات الضرورية للبطارية وصناعة السيارات الحالية الوصول إلى نقطة إنتاج بطارية بقدرة 60 كيلووات فى ساعة ذات حجم صغير بما فيه الكفاية ومنخفضة التكلفة ليكون إجمالى سعر السيارة كحد أقصى 30000 دولار تقريباً.
وأعطى ارتفاع مبيعات السيارة التى تعمل بالبطارية الكهربائية أو خلايا الوقود حوالى 250 ألف وحدة فى جميع أنحاء العالم سنوياً مزيداً من الاهتمام من قِبل شركات صناعة السيارات الكبرى.
المهندس هو الحل
ولادة جيل جديد من السيارات على يد أصحاب المهارات الناعمة
الشركات تمول برامج تدريب الدراسات العليا لتوظيف العقول المبتكرة

يتعلم طلاب هندسة السيارات، أن المستقبل لوظائفهم يعنى توسيع آفاقهم فى مجالات تطوير التكنولوجيا والاتصالات والتصميم.
فعلى سبيل المثال، ترعى شركات السيارات برنامج الدراسات العليا فى المركز الدولى لجامعة كليمسون لبحوث للسيارات فى جرينفيل بولاية ساوث كارولينا، لكنها لم تعد تريد طلاب الميكانيكا والكيمياء أو الكمبيوتر بل تريد توظيف المهندسين الذين لديهم كل هذه المهارات، ويمكن دمجها معاً عبر التفكير فيها جميعاً.
ويقول بول فونهوفينس، ممثل شركة بى إم دبليو فى برنامج الجامعة لتكامل النظم، إنهم بحاجة إلى المهندسين الذين لديهم معرفة متصلة بمختلف التخصصات.
أضاف أن الشركات تبحث عن خريجين على شكل حرف T فى اللغة الإنجليزية، بحيث يمثل الخط العمودى عمق الخبرة، فى حين أن الخط الأفقى يمثل القدرة على التواصل عبر الحواجز التكنولوجية والثقافية لتحفيز الابتكار، أو ما يسمى «المهارات الناعمة»، مشيراً إلى أن هذه الطريقة فى العمل سوف تصبح ذات أهمية متزايدة غير أن هؤلاء المهندسين لا يمكنهم تعلم ذلك من خلال كتاب مدرسى.
قالت صحيفة فاينانشيال تايمز البريطانية، إن العمل جار لخلق هذا النموذج من المهندسين المبتكرين، حيث عمل الطلاب على وضع تصور وتصميم وبناء سيارة من الصفر فى غضون عامين.
وبالفعل نجح المهندسون الشباب الذين استفادوا من برنامج «أعماق أورنج 6» الذى تشرف عليه شركة تويوتا عملاق السيارات العالمى من تصنيع السيارة التى تم كشف النقاب عنها فى أبريل الماضي. وتميزت السيارة الجديدة بأنها أخف وزناً بفضل استخدام ألياف الكربون الرقيقة جداً كلما كان ذلك ممكناً فى مكوناتها.
وتدور المنافسة، حالياً، حول ابتكار نموذج السيارة الموجه للشباب متعددة الوظائف التى يمكنها الانتقال من النقطة أ إلى ب، ويمكن تعديل وضع مقاعد الركاب للسماح لها بتسليم البضائع عند الحاجة، أو أن تصبح مكتباً متنقلاً. كما يجب أن يكون النموذج المثالى ذا محرك توليد قوة كهربائية يمكن أن يكون بمثابة مصدر طاقة للأجهزة أو الأدوات الإلكترونية.
وتؤكد مفهوم السيارة الجديدة كيف أن التكنولوجيا تعمل على تحويل جذرى لهذا القطاع، حيث تم بمرحلة جديدة لتعريف قوى السيارة، وكيف يتم بناؤها ومن الذى سوف يشتريها ليتم تقييمها على هذا الأساس.
وعلى المدى القصير يجب وضع هذه التطورات فى الحسبان بحيث يمول صناع السيارات والموردون زيادة الإنفاق على البحث والتطوير.
وعلى هذا الجانب، يرى ديفيد ريميشنيدر، مدير شركة هامبيتون فى لندن التى تعمل فى أنشطة الاندماج والاستحواذ فى قطاع التكنولوجيا، أن «الجميع يوظف» حيث يتسابق أصحاب الأعمال لخطف الموظفين من بعضهم البعض، ما يجعلهم يتحركون فى نطاق ضيق.
وأوضح أن شركة جنرال موتورز تسعى لشراء طريقها إلى العهد الجديد لا بنائه، مشيراً إلى أنها تقترب من إنهاء صفقة لشراء حصة بـ500 مليون دولار فى خدمة تبادل السيارة «لايفت»، كما دفعت أكثر من مليار دولار لشراء شركة جديدة تبنى سيارتها الخاصة.
فى الوقت نفسه، تبنى شركة فورد التكنولوجيا الخاصة بها فى ديترويت، واصفاً الأمر بأنه مثل الغرب المتوحش، الجميع يفعل ما يخصه.
ارتفعت وظائف السيارات فى الولايات المتحدة باضطراد منذ منتصف عام 2009، حيث صعدت من 623 ألف وظيفة إلى 920 ألف وظيفة وفقاً لمكتب إحصاءات العمل. ومن المتوقع أن ترتفع أكثر من ذلك بدعم من المزيد من فرص العمل الإنتاجية على المدى القريب.
لكن الطلب العالمى على العمالة الماهرة ما زال فى بداية الصعود خصوصاً فى دولة مثل الصين، بحسب ما يؤكد إفرايم ليفي، محلل الأسهم فى ستاندرد آند بوزر لتحليل البيانات فى السوق العالمي.
حتى مع ظاهرة تبنى الروبوتات فى مصانع السيارات التى تنمو بشكل متزايد خلال مراحل التصنيع فإنه يجب أن يكون هناك زيادة صافية فى أصحاب المهارات لمواكبة الزيادة فى الإنتاج العالمى خلال العقد المقبل.
لكن التوقعات على المدى الطويل ليست مريحة فالتحرك نحو العمل الآلى فى المصانع سيؤدى إلى انخفاض أجور ذوى المهارات المتدنية، وكذلك سيؤثر على فرص العمل للعمال متوسطى المهارة.
يأتى هذا فى الوقت الذى سينمو فيه الطلب على العمال المؤهلين، كما أظهرت شركة بى إم دبليو هذا العام. حيث اكتشفت أن مهندسى البرمجيات سوف يشكلون %50 من فريقها للبحث والتطوير البالغ عدده 30 ألف فرد فى غضون خمس سنوات، ارتفاعاً من %20 حالياً. لكن دراسة لبنك يو بى أس تحذر من الروبوتات والبرامج الذكية ستحل محل الوظائف كثيفة العمالة المكلفة.

دخان محرك الاحتراق يتبخر فى سماء ثورة تكنولوجيا السيارات
توفير المركبات المتطورة بسعر تجارى التحدى القادم للمنتجين

10 سنوات كافية لرسم قرن جديد من مستقبل القطاع
تواجه شركات صناعة السيارات فى العالم تحديات كثيرة، أهمها ثورة التكنولوجيات الجديدة، والمنافسة وتغير عادات المستهلك، ما يجعل نماذج الأعمال التقليدية مهددة بالانقراض.
شهدت شركات السيارات العالمية تطوراً هائلاً على مدى عقود ماضية لكنها لم تكن أبداً ثورة، فتعديل المحرك والتصاميم الجديدة يخفيان حقيقة مهمة واحدة، هى أن السيارات التى يقودها أكثر من مليار مستهلك، اليوم، هى نفسها، دون تغيير منذ نصف قرن.
تتعرض، حالياً، شركات صناعة السيارات التقليدية لهجمات من نماذج الأعمال الجديدة عالمياً.
ومن المتوقع أن يؤدى صعود السيارات الكهربائية بدعم من قوانين واتفاقات الحد من الانبعاثات الملوثة للبيئة إلى تراجع الطلب على سيارات محركات الاحتراق التقليدية.
وتغطى سماء قطاع السيارات العالمى حالياً سحابة سوداء فى أعقاب الكشف عن فضيحة هزت شركة فولكس فاجن فى عام 2015، بعد تثبيت أجهزة فى 11 مليون سيارة تعطى بيانات كاذبة عن حجم الانبعاثات الملوثة للبيئة من محركها.
وقد أطلقت هذه الأزمة حملة تحقيقات عن تورط محتمل فى جميع أنحاء العالم لآخرين، بداية من شركة ميتسوبيشى إلى شركة دايملر.
ونقلت صحيفة فاينانشيال تايمز البريطانية عن ستيوارت بيرسون، محلل قطاع السيارات فى أكسان بي. أن. بى باريبا قوله بأن هذه التحقيقات تلقى بظلالها على سلامة هذا القطاع، حيث أدت إلى اهتزاز ثقة المستهلكين.
وبعد مسيرة لا يمكن وقفها من تطور تكنولوجيا السيارات، أصبحت المركبات مرتبطة على نحو متزايد ولو جزئياً، فى محاولة لجعلها جذابة للسائقين الشباب الأكثر اهتماماً بالإنترنت أكثر من أى وقت مضى بقوة المحرك. لكن خطر القرصنة الإلكترونية عبر اتصال السيارة بالإنترنت يمثل كابوساً للمدراء التنفيديين للشركات، ما قد يسبب فوضى. فمخاطر الهجمات الإلكترونية قد تؤدى إلى حدوث وفيات.
وشهدت التكنولوجيا الجديدة منافسةً جلبت عمالقة مثل أبل وجوجل تهدد عرش شركات القطاع الكبرى التى تضرب بجذورها فى عمق التاريخ.
وتطور حجم المنافسة فى السنوات الأخيرة، حيث يدخل السوق متسابقون جدد مثل سامسونج التى تعمل على تقنيات معلومات بتتبع المركبات بالتعاون مع مجموعة تنتالوم للتكنولوجيا فى المملكة المتحدة، حيث تشير التقارير إلى أنها تطور، حالياً سيارة دون سائق.
وتتميز الشركات التى دخلت السوق منذ وقت قريب بأنها معروفة ومحبوبة للمستهلك، وذات علامات تجارية مميزة، وهذا هو التحدى الحقيقى للشركات القديمة التى تناضل للاحتفاظ بثقة المستهلك.
وفى قمة دافوس هذا العام، قالت مارى بارا، الرئيس التنفيذى لجنرال موتورز، إن العالم يغادر صناعة امتدت 100 سنة معتمدة على المركبات ذاتها التى تسيطر عليها الميكانيكا، والوقود البترولى إلى عصر جديد تكون السيارات فيه مرتبطة بالإنترنت، وتسيطر عليه الإلكترونيات، وتعمل بوقود متنوع المصادر خصوصاً الطاقة النظيفة.
وأضافت أن الـ100 عام المقبلة لهذا القطاع ستتشكل ملامحها النهائية خلال خمس إلى 10 سنوات مقبلة لتختلف تماماً عما كانت عليه فى الـ50 عاماً الماضية.
لم يعد السؤال، حالياً، يدور حول قدرة المصنعين القدامى على الاستجابة لهذه التحديات؛ لأنه يمثل حالياً مسألة وجودية لهم، ولا سبل لجعل تشغيل المحرك الكهربائى أسهل أو توفير جهاز استشعار لتفعيل الفرامل، فكل ذلك بات جزءاً من التاريخ، لكن السؤال بالنسبة للكثيرين حالياً يتعلق بتوفير هذه التقنيات الجديدة بأسعار معقولة بما فيه الكفاية لتصبح سيارات عائلية، بدلاً من أن تكون أدوات للأغنياء فقط.
كما يواجه القطاع تحدياً خارجياً يتمثل فى اقتصاد المشاركة الذى تعد شركة أوبر واحدة من ألمع تجلياته، حيث تسمح بتقاسم ركوب السيارة المملوكة لشخص مع آخرين مقابل المال.
ويتزايد الخوف للشركات المصنعة من هذه التطورات مع تنامى ظاهرة عزوف الشباب عن امتلاك سيارة، كما تشير أحدث الدراسات التى لم تجد شراء مركبة خاصة ضمن أولويات الجيل الجديد.
وهذا يعنى أن الشركات بحاجة إلى أن تبحث عن نماذج أعمال بديلة لاستخدام إمكانيات التكنولوجيات المتصلة الجديدة لتلبية مجموعة واسعة من احتياجات التنقل بطرق مختلفة لدى الأجيال الجديدة التى انخفضت بالفعل نسبة امتلاك السيارات بين أفرادها.
وبحسب دراسة من جامعة ميشيجان فإن نسبة حصول الشباب فى سن الـ19 عاماً على رخصة قيادة بلغت %69 فى الولايات المتحدة فى عام 2014 مقارنة بـ%87 فى عام 1983.

صراع بين بدائل الوقود والبقاء للأرخص

بطارية الليثيوم أيون قابلة للاشتعال والهيدروجينية غير عملية

الخبراء يركزون جهود التطوير على خفض تكلفة التصنيع

35 ألف دولار ثمن سيارة جنرال موتورز الكهربائية
اقترب عصر المركبات التى تسير بالديزل أو البنزين من النهاية، حيث سيحل محلها بدائل أخرى لتوفير الطاقة اللازمة لعملها، ويتصارع على خلافتها تكنولوجيات بديلة عديدة
بطاريات ليثيوم أيون
وتستخدم بطاريات الليثيوم أيون فى أجهزة الكمبيوتر المحمولة والهواتف المحمولة، وهى التكنولوجيا السائدة فى سوق بطاريات السيارة الكهربائية. وساعد انخفاض سعرها شركتى جنرال موتورز وتسلا على إنتاج سيارة بسعر 30 ألف دولار إلى 35 ألف دولار قادرة على السير بالشحنة الواحدة 200 ميل فى الساعة، وهو تحسن كبير فى التكلفة ومسافة القيادة المتاحة يفوق النماذج السابقة.
ولكن هذا النوع من البطاريات يحمل صعوبات لم يتم التغلب عليها إلى الآن، فهى شديدة الاشتعال، ويجب أن تعزل من الماء، ويتطلب التبريد أثناء النقل. وهى سميكة، ما يجعلها فى حاجة إلى قاعدة مبنية من حولها فى السيارة.
كما أن وزنها ثقيل، ما أدى إلى ارتفاع وزن سيارة تسلا للدفع الرباعى من طراز أكس إلى ما يقرب من 3 أطنان.
بطاريات ليثيوم الهواء
تقدم بطاريات ليثيوم الهواء غير قابلة للاشتعال حلولاً للعديد من المشكلات الموجودة فى بنت عمومتها بطارية الليثيوم أيون، ويمكن أن تعمل فى أى درجة حرارة، ولا تشتعل فيها النيران ولها كثافة طاقة عالية من الناحية النظرية.
لكن تعرض الأقطاب الكهربائية للهواء فى هذا النوع يجلب المشاكل خصوصاً انخفاض الأداء فى المناخات الرطبة، لكن الباحثون يعملون عليها حالياً لتطويرها.
بطاريات الحالة الصلبة
يطلق البعض على بطاريات الحالة الصلبة «الكأس المقدسة»، حيث تقدم إمكانية ارتفاع إنتاج الطاقة مع مرونة فى حجمها.
وعلى عكس البطاريات السائلة الموجودة، فإنها يمكن أن تكون صغيرة وتقسيمها إلى عناصر أصغر، ما يجعلها سهلة كثيراً لدمجها فى تصاميم السيارات الموجودة.
وفى العام الماضى، اشترت شركة دايسون لصناعة المكانس الكهربائية، شركة ساكتي 3، لتصنيع البطارية الصلبة بـ90 مليون دولار، قائلة إنها صنعت اختراقاً فى تكنولوجيا البطاريات.
وتسعى شكرة دايسون إلى استخدام البطاريات الصلبة فى المكانس الكهربائية اللاسلكية، بحسب ما أعلنت، لكن وفقاً لوثائق كشفت عن طريق الخطأ من قبل الحكومة البريطانية هذا العام فان الشركة تقوم ببناء سيارة كهربائية خاصة بها.
خلية وقود الهيدروجين
يعد تشغيل السيارات على العنصر الأكثر وفرة فى كوكب الأرض يضمن استدامة الطاقة فبدلاً من استخدام البطارية لتشغيل محرك كهربائى يتم استخدام الهيدروجين المختلط مع الأكسجين لإنشاء خلية كاملة تدير المحرك.
ويمكن لخلية الوقود التى تجمع بين الهيدروجين والأكسجين إنتاج الكهرباء والحرارة والمياه على عكس البطارية التى تحتاج لإعادة الشحن، فإن خلايا الوقود لن تفقد أبداً شحنتها ما دام لديها إمدادات ثابتة من الهيدروجين.
وتقول شركة تويوتا، التى أطلقت سيارة تعمل بالهيدروجين، إن هذه التكنولوجيا يمكن أن تساعدها على الاستمرار فى السوق العالمي لـ100 سنة قادمة.
لكن فى المقابل تتميز البنية التحتية للسيارات الكهربائية بأنها بسيطة وغير مكلفة مقارنة بالهيدروجين الذى يتطلب إقامة حفرة للهيدروجين مضغوطة فى باطن الأرض فى كل محطة وقود.
وعلى الرغم من أن الهيدروجين قد يكون هو المستقبل، لكنه غير عملى فى الوقت الراهن.
طفرة الإيثانول
اعتبر العالم بداية ظهور الإيثانول كوقود للسيارات طفرة هائلة لأنه ملائم لعمل محركات الاحتراق الداخلية الحالية، وليس استبدالها، وقد تم خلطه مع أنواع أخرى من الوقود ليقلل من الانبعاثات الضارة مع زيادة إنتاج الطاقة، كما أنه يعمل كعامل تبريد فى المحرك.
وهناك مخاوف بشأن استدامة الإيثانول، الذى يجرى استخراجه من الذرة وفول الصويا؛ لأن هذه المحاصيل يجب أن توجه أساساً للغذاء، ومع ذلك، يتم إنتاج الكثير منه فى أمريكا الجنوبية، وينتشر بسرعة فى جميع أنحاء العالم.
الوقود الهجين
هناك ثلاثة أنواع رئيسية من الهجين التى تستخدم على حد سواء البطاريات والمحركات التى تعمل بالوقود.
وتقوم السيارة الهجين الكاملة باستخدام البطاريات أثناء قيادة السيارة حتى سرعة محددة، ثم يبدأ بعدها المحرك فى استخدام الوقود التقليدى لتشغيل المحرك وتوليد كهرباء تشحن البطارية.
فى السيارت الهجينة الخفيفة، تعمل البطارية مع محرك للحد من الانبعاثات من خلال جعل عمل محرك أكثر كفاءة فى الحركة، حيث تعطيه قوة إضافية.
وميزة هذا النوع أنه أرخص وأصغر، ما يجعلها قادرة على التركيب مع المحركات التوربينية فى السيارات العائلية الكبيرة.
فمن الممكن لهذا النوع أن يعطى %70 من الدفع المماثل للمحرك الهجين الكامل بتكلفة أقل %30 وفقاً لشركة دلفى للسيارات التى تصنع قطع غيار.
وأخيراً، هناك محركات هجين غالية الثمن؛ لأنها تتطلب بطارية ومحرك احتراق داخلى، لكنها يمكن أن تخفض انبعاثات الكربون بنسبة %10، مقارنة بالمحركات غير المختلطة، مع زيادة عزم الدوران بنسبة %25.

شركات الصلب تتحدى رغبات الشركات فى استبداله بالألومنيوم

المصانع تستخدم الألومنيوم لإنتاج سيارة أخف وزناً وفقاً لمعايير المناخ

تفرض معايير مكافحة التغير المناخى على شركات صناعة السيارات سباقاً من نوع آخر، سعياً نحو جعل أساطيلها بالكامل أخف وزناً؛ لأن واحداً من الطرق الرئيسية لخفض الانبعاثات هى عن طريق النزول بوزن الخامات المستخدمة التى يستلزم استخراجها وتصنيعها وجود نواتج ملوثة للبيئة.
ويشير تقرير لوكالة بلومبرج الاقتصادية إلى أن شركة سابا أس إيه لإنتاج الألومنيوم تتوقع زيادة الطلب من قبل شركات السيارات فى أمريكا الشمالية، حيث يزداد استخدامه فى سيارات الركاب والمركبات التجارية.
وتختلف مميزات كل مادة مستخدمة فى تصنيع السيارات بحسب الحاجة لها
مادة الألومنيوم
ازداد الطلب على الألومنيوم لتصنيع هيكل السيارة الكهربائية الجديدة، كما أن شركة فورد زادت من استخدان الألومنيوم فى خامات التصنيع للشاحنات الصغيرة.
وقد أشار تشارلى ستارفيس، الرئيس الإقليمى لمنطقة أمريكا الشمالية فى الشركة التى تتخذ من أوسلو مقراً لها إلى أن قطاع السيارات يعد سوقاً ضخماً للنمو بالنسبة لهم.
ويتجه صانعو السيارات والشاحنات إلى الألومنيوم لخفض أوزان المركبات، وتعزيز كفاءة الوقود لتوافق معايير أكثر صرامة لقواعد انبعاثات المواد الملوثة للبيئة فى الولايات المتحدة.
ويشير تقرير لمؤسسة أى إتش أس إلى أنه من المتوقع أن ينمو إنتاج المركبات الخفيفة فى المنطقة إلى مستوى قياسى هذا العام.
ويتضمن تشديد معايير استهلاك الوقود فى أوروبا والولايات المتحدة التأكد من سلامة الهيكل مع الحفاظ على تكاليف إنتاج منخفضة، ما يجعله تحدياً هندسياً ليس فقط لشركات صناعة السيارات، ولكن أيضاً لمصنعى المكونات وموردى المواد الخام.
ويقول منتجو الألومنيوم، إن كثافته المنخفضة يمكن أن تؤدى إلى تقليص الوزن إلى %50، بالإضافة إلى مقاومته للتآكل، ما يجعلها مناسبة لألواح تصنيع جسم السيارة، لكن تكلفته تزيد ثلاث مرات أكثر من الصلب كمادة خام، ولذلك فقد ارتبط استخدامه فى الغالب مع منتجات ذات جودة عالية مثل السيارات الرياضية.
وقررت فورد فى عام 2014 استخدام الجسم الألومنيوم من أجل شاحنة صغيرة من طراز F-150 فكانت أول سيارة بجسم كامل من الألومنيوم للعلامة التجارية والسيارة الأكثر مبيعاً فى الولايات المتحدة لأكثر من ثلاثة عقود، وبلغ وزنها 700 رطل وهو أقل من وزن نفس النوع المصنوع من الصلب، ما يؤكد مزايا وزن المعدن.
قال تشارلى كلاين، المدير التنفيذى فى شركة جنرال موتورز، إن أفضل جزء لاستخدام الألومنيوم فى التصنيع لخفض الوزن هو «الزنبرك» وأجزاء امتصاص الصدمات.
لكن مقارنة الفولاذ الألومنيوم من حيث التصنيع فى صالح الأول لأنه أسهل فى التركيب والإصلاح.
وفى عام 2012، طورت جنرال موتورز تقنية اختراق اللحام للألومنيوم واستخدمته فى نوع الكاديلاك سى تى 6 الذى تقول إنه يمكن أن يغنى عن رطلى مسامير.
العقبة الأخرى أمام استخدام الألومنيوم هى إعادة تكوين سلاسل التوريد، والأدوات المصنعة وإعادة تدريب العمال، وهذا يتطلب نفقات رأسمالية كبيرة يجب أن تدر عائداً يعوض فرق التكلفة.
استخدام الألومنيوم سوف يتصاعد، ولكن ربما ليس بالقدر الذى تتوقعه شركات إنتاج الألومنيوم، بحسب رأى مايكل روبينت، العضو المنتدب فى شركة أبحاث أى أتش أس للسيارات.
مادة الصلب
يعد الصلب هو المعدن الأكثر استخداماً فى شركات صناعة السيارات، فهو أقوى وأكثر متانة، وأرخص وأسهل فى التصنيع والتشكيل وأكثر عزلاً للصوت من الألومنيوم.
لكن ظهور السيارات المصنوعة من الألومنيوم دفعت أرسيلور ميتال، أكبر منتج للصلب فى العالم إلى تطوير درجات عالية من القوة، ومن المقرر أن تكشف النقاب عن أصناف بقوة أشد بمقدار الثلث من أفضل أنواع الصلب المتاحة، وتفوق سبائك الألومنيوم من حيث القوة أكثر من ثلاث مرات.
لكن هذا لا يعنى أن طناً من الصلب سيزن أقل، ولكن حجم الصلب المستخدم فى السيارة سيكون أقل وفق ما ذكره جريجورى لودوفسيكى، رئيس قسم الأبحاث والتطوير فى شركة أرسيلور ميتال.
فى العقد الماضى، تم ضغط الصلب فأصبحت تقنية تسخين الفولاذ شديد القوة إلى 950 درجة سيلزيوس وصبها فى أشكال طريقة للمساعدة على تقليل درجة كبيرة من التشويه؛ لأن الفولاذ عالى القوة يكون أكثر صعوبة فى التشكيل خصوصاً لو كان الشكل معقداً.
ويمثل هذا النوع من الصلب %40 من وزن الجسم سيارة فولفو من طراز أكس سى 90، وهى أعلى نسبة له فى سيارة فى العالم.
مادة الفيبرجلاس
يتم الجمع بين اثنتين أو أكثر من المواد لخلق سبيكة واحدة ذات خصائص مختلفة وهي، بالنسبة للبعض أمل كبير فى تصنيع سيارة أخف وزناً وبتكلفة مناسبة، وتتصدر الألياف الزجاجية أو الفيبرجلاس هذه التركيبات، وقد استخدمت لعدة عقود فى تصنيع القوارب وهياكل السيارات الرياضية، وتتميز بأنها تمتلك قوة جيدة بالنسبة الوزن ومقاومة للتآكل ومرنة فى التصنيع.
وثبت كفاءة هذه المادة فى صناعة الطائرات والسيارات الرياضية لكن أكبر عقبة أمام المركبة سيكون التكلفة، التى يمكن أن تكون أكثر 10 مرات من الألومنيوم بحسب تقديرات البروفيسور ريتشارد داشوود من جامعة كوفنترى.

شكوك حول دور الديزل والبنزين فى مستقبل قطاع النقل العالمى
وتشتهر فى مجال الكيمياء عبارة «وقود عالى الأوكتان»، حيث يتم حرق هذه المادة، وتؤدى مباشرة لإنتاج الطاقة بكفاءة.
ويستخدم هذا التعبير بإسهاب أولئك الذين يعتبرون الإيثانول أحد أفضل وسائل الحد من التلوث الناجم عن حرق وقود السيارات.
ويتمتع الوقود الحيوى بمستوى عال من الأوكتان يفوق البنزين أو الديزل، ما يجعله فى أولوية سلم التكنولوجيات التى تتنافس للرد على سؤال يلاحق صناعة السيارات، وهو كيفية الحد من الانبعاثات.
وتتنافس المحركات الكهربائية، والبطاريات ذات التكنولوجيا المتقدمة والسيارات الهجينة وخلايا الوقود الهيدروجينية للحصول على حصة من السوق فى المستقبل الذى يقوده بسرعة الجهات الرقابية والتنظيمية للالتزام بأهداف الحد من الانبعاثات بطريقة أكثر صرامة تؤثر على عمل شركات صناعة السيارات.
وبحلول نهاية العقد الحالى ستبدأ الولايات المتحدة ودول الاتحاد الأوروبى والصين فى تطبيق قواعد سيكون من المستحيل معها لشركات صناعة السيارات الامتثال لها، ما لم تعتنق التكنولوجيا الجديدة.
وقال تقرير لموقع وايرد للتكنولوجيا، إن فضيحة فولكس فاجن حول تثبيت جهاز يعطى بيانات كاذبة حول ضعف انبعاثات الوقود كانت ضربة للشركة وللقطاع، لكنها كانت مفيدة للسيارات الهجينة والكهربائية التى باتت البديل الآمن للمستهلك.
يقول كارلوس كالفو أمبيل، خبير النقل والبيئة، وجماعة الضغط الخضراء فى أوروبا، إذا فشل الاتحاد الأوروبى فى تشجيع استراتيجية إزالة الكربون من وقود وسائل النقل فإنه لن يحقق أهداف الحد من الغازات المسببة للاحتباس الحراري.
وتواجه شركات مشكلة صناعة السيارات اقتراب المواعيد النهائية لتحليل متوسط أداء أسطولها لقياس معدل انبعاثات أكسيد النيتروجين فى الولايات المتحدة، وكفاءة استهلاك الوقود، وغاز ثانى أكسيد الكربون فى الاتحاد الأوروبى.
وتتوقف أهداف أوروبا لانبعاثات ثانى أكسيد الكربون عند 95 جراماً لكل كيلومتر بحلول عام 2021، مقارنة بمستوى 2015، 130 جراماً لكل كيلومتر. بينما الأهداف الأمريكية هى الحد من انبعاثات أكاسيد النيتروجين عند مستوى 58 ملليجرام لكل ميل بحلول عام 2021، مقارنة بـ86 ملليجرام لكل ميل فى عام 2017.
ويعتبر هذا الفارق بين الأهداف هو أحد الأسباب التى جعلت استخدام وقود الديزل ينمو بسرعة فى أوروبا، ويظل منخفضاً فى الولايات المتحدة.
وتنتج محركات الديزل فى المتوسط ثانى أكسيد الكربون بنسبة تقل عن البنزين بحوالى %20.
وتبذل شركات السيارات جهوداً كبيرة لتطوير عملها للابتعاد عن الديزل، بدافع من القواعد التنظيمية الجديدة تجنباً للعقوبات الباهظة على الرغم من أن هذه القواعد كانت مطبقة قبل فضيحة فولكس فاجن للانبعاثات الكاذبة.
ولم يعد أمام الشركات فرصة للإفلات من القياسات الجديدة سوى عبر زيادة الإنتاج من السيارات الهجينة والكهربائية لخفض متوسط انبعاثات من مجموع أساطيلها فى الوقت المحدد من قبل اللوائح الجديدة التى دخلت حيز التنفيذ.
وقد أصدرت بعض الشركات المصنعة الموديلات الكهربائية بالكامل مثل بى ام دبليو اى 3 هذا العام، كما بدأت شركة هيونداى تقديم نموذج أيونيك فى صيغ الوقود المختلفة.
وعلى الشركات إقناع المستهلكين بضرورة الحد من متوسط الانبعاثات، وشراء المزيد من الموديلات الجديدة.
وتشهد الصين طفرة كبيرة فى مبيعات السيارات الكهربائية وفى ديسمبر 2015، وصل تسجيل المركبات الكهربائية إلى 83200 وحدة، أى ما يعادل تقريباً ما تم بيعه خلال بقية العام.
وأرجع روبن تشو، وهو محلل فى بيرنشتاين تلك الطفرة إلى الشراء المباشر من قبل الأجهزة الحكومة، بما فى ذلك الوزارات والشركات المملوكة للدولة التى تشترى نصف الكميات المباعة سنوياً لتشجيع القطاع وتغيير أسطولها إلى سيارات صديقة للبيئة.