فهم ما يوجد في سيارتك
يجب أن تكون المواد المختارة للسيارات غير مكلفة نسبيًا، ومتوفرة بكميات كبيرة مطلوبة للإنتاج الضخم، وتفي بالمعايير التنظيمية التي يمكن أن تمتد إلى عدة قارات، وتفي بالمبادئ التوجيهية للاستدامة الخاصة بشركات السيارات، وتتحمل السرعات العقابية والحوادث المحتملة. نظرًا لأن بعض شركات تصنيع السيارات تبدو أشبه بشركات التكنولوجيا ومع زيادة قوى تغير المناخ في كفاءة استهلاك الوقود، فقد أصبحت السيارات أكثر تعقيدًا من أي وقت مضى. لفهم ما يتطلبه صنع السيارات اليوم، من الأفضل أن ننظر أولاً إلى مجموعة الطرق التي نزود بها سياراتنا بالطاقة، حيث يؤثر ذلك على العديد من المواد الخام اللازمة:
المركبات الكهربائية التي تعمل بالبطارية (BEVs)
(1) نوع الوقود: يعمل بالكامل بالكهرباء، ويخزن في بطاريات (عادةً ليثيوم أيون). تحتوي بعض السيارات الكهربائية بالبطارية أيضًا على نظام كبح متجدد يمكنه التقاط الطاقة المفقودة أثناء الكبح وتخزينها لاستخدامها لاحقًا.
(2) ميكانيكا المحرك: تتطور بسرعة مع التقدم في تكنولوجيا البطاريات، والبنية التحتية للشحن، وكفاءة السيارة. ويستخدم المحركات الكهربائية وحزم البطاريات للدفع. لا يوجد احتراق داخلي.
(3) الانبعاثات: صفر انبعاثات من ماسورة العادم، والانبعاثات الإجمالية غير مباشرة وتعتمد على مصدر الكهرباء للشحن. ينتج إنتاج المركبات الكهربائية بالبطارية 8.8 طن متري من ثاني أكسيد الكربون243% لإنتاج البطاريات.
(4) الشحن والمدى: يتطلب الشحن في محطات السيارات الكهربائية أو من خلال إعدادات الشحن المنزلية. في عام 2023، كان متوسط مدى السيارة الكهربائية بالبطارية على الطرق الأمريكية يصل إلى 300 ميل تقريبًا عند شحنها بالكامل.
المركبات الكهربائية التي تعمل بخلايا الوقود (FCEVs)
(1) نوع الوقود: يعمل بغاز الهيدروجين المستخدم في خلية الوقود لإنتاج الكهرباء. تحتوي العديد من سيارات FCEV على نظام كبح متجدد يمكنه التقاط الطاقة المفقودة أثناء الكبح وتخزينها لاستخدامها لاحقًا.
(2) ميكانيكا المحرك: تستخدم سيارات FCEV الدفع مثل السيارات الكهربائية. يتم تحويل الطاقة المخزنة على شكل هيدروجين إلى كهرباء بواسطة خلية وقود.
(3) الانبعاثات: ينبعث منها بخار الماء فقط؛ صفر غازات دفيئة من السيارة. شركة2من التصنيع هو نفسه تقريبًا من مركبات ICE.
(4) التزود بالوقود والمدى: التزود بالوقود بالهيدروجين مطلوب في محطات الهيدروجين المتخصصة. نطاق القيادة أكثر من 300 ميل.
المركبات الكهربائية الهجينة (HEV)
(1) نوع الوقود: يجمع بين محرك احتراق داخلي تقليدي ومحرك كهربائي، ولكن على عكس السيارات الكهربائية الهجينة القابلة للشحن (PHEV)، لا يمكن توصيلهما لإعادة الشحن.
(2) ميكانيكا المحرك: يمكن إعادة شحن البطارية الكهربائية عن طريق محرك الاحتراق الداخلي وأحيانا عن طريق الكبح المتجدد.
(3) الانبعاثات: انبعاثات أقل بشكل عام مقارنة بمركبات ICE التقليدية بسبب تحسين كفاءة استهلاك الوقود، حوالي 2.16 طن متري من ثاني أكسيد الكربون2سنويا.
(4) التزود بالوقود والمدى: يتطلب التزود بالوقود في محطات الوقود. يعتمد المدى على سعة خزان الوقود.
المركبات ذات محرك الاحتراق الداخلي (ICE).
(1) نوع الوقود: يستخدم البنزين أو الديزل، ويتم إنتاجه من النفط الخام، ويستخرج من آبار النفط، ويعالج في المصافي لفصل مكوناته المتعددة.
(2) ميكانيكا المحرك: واحدة من أقدم تقنيات السيارات مع بنية تحتية موسعة يسهل العثور عليها للإصلاح والتزود بالوقود. ويولد احتراق الوقود الطاقة التي تحرك المكابس وتدير العمود المرفقي، مما يدفع السيارة.
(3) الانبعاثات: ينتج عن تصنيع مركبة ICE متوسطة الحجم 5.6 طن من ثاني أكسيد الكربون2.23 كما أنها تنبعث منها ثاني أكسيد الكربون والملوثات الأخرى بسبب احتراق الوقود. تنبعث من مركبة الركاب المتوسطة حوالي 4.6 طن متري من ثاني أكسيد الكربون2 سنويًا ويبلغ متوسط الاقتصاد في استهلاك الوقود 22.2 ميلًا للغالون الواحد. ويمثل هذا حوالي 30% من إجمالي ثاني أكسيد الكربون المرتبط بالطاقة في الولايات المتحدة2الانبعاثات.
(4) التزود بالوقود والمدى: يتطلب التزود بالوقود في محطات الوقود. يعتمد المدى على سعة خزان الوقود.
المركبات الكهربائية الهجينة القابلة للشحن (PHEV)
(1) نوع الوقود: يجمع بين محرك احتراق داخلي وبطارية كهربائية يمكن إعادة شحنها عن طريق توصيلها بمصدر طاقة خارجي.
(2) ميكانيكا المحرك: سد الفجوة بين محرك ICE التقليدي والمركبات الكهربائية بالكامل. يمكن التبديل بين المحرك الكهربائي ومحرك الاحتراق الداخلي للدفع.
(3) الانبعاثات: انبعاثات أقل من مركبات ICE عند التشغيل في الوضع الكهربائي؛ تنتج انبعاثات عند استخدام محرك الاحتراق. تنتج هذه المركبات أيضًا بشكل عام المزيد من ثاني أكسيد الكربون2أثناء التصنيع مقارنة بمركبات ICE التقليدية.
(4) التزود بالوقود والمدى: يمكن تزويده بالوقود في محطات الوقود وشحنه في محطات شحن السيارات الكهربائية أو من خلال منافذ البيع المنزلية. ويمكن أن تعمل كمركبة كهربائية لمسافات قصيرة، من 25 إلى 60 ميلاً.
