انقلاب شارژ بی‌سیم خودروهای برقی
جهان در آستانه تحولی بزرگ در صنعت حمل‌ونقل قرار دارد. خودروهای برقی (EVs) به‌عنوان جایگزینی پاک برای خودروهای سوخت فسیلی، راه را برای آینده‌ای پایدار هموار کرده‌اند اما یکی از موانع اصلی گسترش این خودروها، وابستگی به ایستگاه‌های شارژ سیمی و محدودیت‌های زیرساختی است. حالا فناوری شارژ بی‌سیم به‌عنوان یک نوآوری پیشگام وارد میدان شده است.
تصور کنید خودروی برقی شما در حال حرکت روی جاده‌ای مجهز به سیستم شارژ بی‌سیم، بدون نیاز به توقف یا کابل، انرژی مورد نیاز خود را تامین کند. این رویا دیگر دور از دسترس نیست. در این یادداشت به بررسی فناوری شارژ بی‌سیم خودروهای برقی، مزایا و چالش‌های آن، نمونه‌های موفق جهانی و پتانسیل این نوآوری در ایران می‌پردازیم. آیا این فناوری می‌تواند آینده حمل‌ونقل پاک را در جهان و ایران بازتعریف کند؟
فناوری شارژ بی‌سیم چگونه کار می‌کند؟
شارژ بی‌سیم خودروهای برقی بر پایه انتقال انرژی الکترومغناطیسی عمل می‌کند. این فناوری از دو بخش اصلی تشکیل شده است: یک پد فرستنده (که در زمین یا جاده نصب می‌شود) و یک پد گیرنده (که در زیر خودرو قرار دارد). فرستنده جریان الکتریکی را به یک میدان مغناطیسی تبدیل می‌کند که از طریق رزونانس مغناطیسی یا القای الکترومغناطیسی به گیرنده منتقل می‌شود. گیرنده این انرژی را دوباره به برق تبدیل کرده و باتری خودرو را شارژ می‌کند. استانداردهای جهانی مانند SAE J2954 تضمین می‌کنند که این سیستم‌ها ایمن، کارآمد و سازگار با انواع خودروها باشند. راندمان شارژ بی‌سیم در حال حاضر بین ۸۵ تا ۹۰درصد بوده که اگرچه کمی کمتر از شارژ سیمی است اما با پیشرفت‌های اخیر در حال بهبود است. این فناوری در دو حالت اصلی کار می‌کند: شارژ ثابت (وقتی خودرو در پارکینگ یا روی پد شارژ متوقف است) و شارژ پویا (شارژ در حین حرکت، مثلا از طریق جاده‌های مجهز به پدهای شارژ). این فناوری نه‌تنها پیچیدگی‌های کابل‌کشی را حذف می‌کند بلکه با ادغام در زیرساخت‌های شهری مانند پارکینگ‌ها یا جاده‌ها، تجربه‌ای یکپارچه برای رانندگان فراهم می‌کند اما این نوآوری چه مزایا و چالش‌هایی به همراه دارد؟
شارژ بی‌سیم خودروهای برقی مزایای قابل‌توجهی دارد که آن را به گزینه‌ای جذاب برای آینده تبدیل کرده است:
- راحتی و دسترسی: دیگر نیازی به پیدا کردن ایستگاه شارژ یا حمل کابل‌های سنگین نیست. رانندگان می‌توانند به‌سادگی خودرو را روی پد شارژ پارک یا در جاده‌های مجهز به این فناوری رانندگی کنند.
- کاهش فشار بر شبکه برق: شارژ پویا می‌تواند تقاضای لحظه‌ای برای شارژ را کاهش دهد زیرا خودروها به‌صورت تدریجی در طول مسیر شارژ می‌شوند.
- ادغام با شهرهای هوشمند: این فناوری می‌تواند با جاده‌های هوشمند و سیستم‌های مدیریت ترافیک ادغام شود که به بهینه‌سازی مصرف انرژی و کاهش آلودگی کمک می‌کند.
- پشتیبانی از پایداری: با کاهش وابستگی به سوخت‌های فسیلی و افزایش استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر برای تامین برق پدها، این فناوری گامی به سوی حمل‌ونقل پاک است.
با این حال چالش‌هایی نیز وجود دارد:
- هزینه اولیه بالا: نصب پدهای شارژ در جاده‌ها یا پارکینگ‌ها نیازمند سرمایه‌گذاری قابل‌توجهی است. به‌عنوان مثال پروژه‌های آزمایشی در اروپا نشان داده‌اند که هزینه هر کیلومتر جاده شارژ بی‌سیم می‌تواند تا یک میلیون یورو باشد.
- راندمان انرژی: اگرچه راندمان در حال بهبود است اما هنوز نسبت به شارژ سیمی کمی پایین‌تر است که می‌تواند در مقیاس بزرگ تاثیرگذار باشد.
- نیاز به استانداردسازی: هماهنگی بین خودروسازان، تولیدکنندگان پدهای شارژ و دولت‌ها برای ایجاد زیرساخت‌های یکپارچه ضروری است.
- تاثیرات زیست‌محیطی: تولید پدهای شارژ و نصب آنها ممکن است اثرات زیست‌محیطی موقتی داشته باشد به‌ویژه اگر از مواد غیرقابل‌بازیافت استفاده شود.
با وجود این چالش‌ها، پیشرفت‌های فناوری و کاهش هزینه‌ها در بلندمدت، شارژ بی‌سیم را به گزینه‌ای رقابتی تبدیل خواهد کرد اما این فناوری در دنیای واقعی چگونه عمل کرده است؟
نمونه‌های موفق جهانی
جهان شاهد آزمایش‌ها و پروژه‌های موفقی در زمینه شارژ بی‌سیم بوده است که نشان‌دهنده پتانسیل این فناوری هستند. سوئد در سال ۲۰۲۳، اولین جاده شارژ بی‌سیم دائمی جهان را در جزیره گوتلند راه‌اندازی کرد. این جاده ۶/۱کیلومتری با پدهای شارژ پویا مجهز شده و برای شارژ اتوبوس‌ها و کامیون‌های برقی استفاده می‌شود. این پروژه توسط شرکت Electreon اجرا شده و نشان داده که شارژ پویا می‌تواند برد خودروهای برقی را تا ۳۰درصد افزایش دهد. شرکت WiTricity در ماساچوست ایالات‌متحده با همکاری فورد و جنرال‌موتورز، سیستم‌های شارژ بی‌سیم ثابت را برای پارکینگ‌های خانگی و تجاری آزمایش کرده است. این سیستم‌ها با راندمان ۹۰درصد، زمان شارژ را به کمتر از ۴ساعت برای باتری‌های ۵۰کیلووات‌ساعتی کاهش داده‌اند. شهر گومی در کره‌جنوبی از سال۲۰۱۳ یک سیستم شارژ بی‌سیم برای اتوبوس‌های عمومی را پیاده‌سازی کرده است. این سیستم که توسط موسسه KAIST توسعه‌یافته، از پدهای شارژ ثابت در ایستگاه‌های اتوبوس استفاده می‌کند و زمان توقف را به حداقل رسانده است. شرکت هوآوی چین در سال ۲۰۲۴ اعلام کرد که در حال توسعه سیستم‌های شارژ بی‌سیم با توان ۶۰کیلووات برای خودروهای برقی است که می‌تواند شارژ سریع‌تری نسبت به رقبا ارائه دهد. این پروژه‌ها نشان می‌دهند که شارژ بی‌سیم نه‌تنها امکان‌پذیر است بلکه می‌تواند به‌صورت تجاری و در مقیاس بزرگ پیاده‌سازی شود اما آیا ایران می‌تواند از این فناوری بهره‌مند شود؟
پتانسیل شارژ بی‌سیم در ایران
ایران با چالش‌های زیست‌محیطی مانند آلودگی هوا در کلانشهرها و وابستگی به سوخت‌های فسیلی روبه‌رو است. خودروهای برقی و فناوری شارژ بی‌سیم می‌توانند بخشی از راه‌حل باشند اما پتانسیل این فناوری در ایران چیست؟
- حل مشکلات زیرساختی: ایران با کمبود ایستگاه‌های شارژ مواجه است. شارژ بی‌سیم به‌ویژه در پارکینگ‌های عمومی یا جاده‌های پرتردد مثل تهران-شمال می‌تواند این مشکل را کاهش دهد.
- استفاده از انرژی تجدیدپذیر: ایران پتانسیل بالایی در تولید انرژی خورشیدی و بادی دارد. ادغام این منابع با پدهای شارژ بی‌سیم می‌تواند هزینه‌های بلندمدت را کاهش دهد.
- حمایت از استارتاپ‌ها: شرکت‌های دانش‌بنیان ایرانی در حوزه انرژی پاک می‌توانند با همکاری دانشگاه‌ها و سرمایه‌گذاری دولت، فناوری‌های بومی شارژ بی‌سیم را توسعه دهند.
- کاهش آلودگی: با توجه به آمار سازمان محیط‌زیست، حمل‌ونقل مسوول بیش از ۴۰درصد آلودگی هوای تهران است. گسترش خودروهای برقی با شارژ بی‌سیم می‌تواند این رقم را به‌تدریج کاهش دهد.
با این حال موانعی نیز وجود دارد. نبود زیرساخت‌های کافی، کمبود بودجه دولتی و نیاز به همکاری بین‌المللی برای انتقال فناوری ازجمله چالش‌ها هستند اما تجربه کشورهایی مثل چین نشان می‌دهد که با سرمایه‌گذاری هدفمند و سیاستگذاری درست، این موانع قابل‌حل‌اند. برای شروع ایران می‌تواند پروژه‌های آزمایشی در شهرهای بزرگ مثل تهران یا اصفهان اجرا کند، مثلا با نصب پدهای شارژ در پارکینگ‌های عمومی یا ایستگاه‌های اتوبوس برقی.
گامی به سوی آینده
شارژ بی‌سیم خودروهای برقی بیش از یک نوآوری технологический است؛ این فناوری وعده‌ای برای بازتعریف حمل‌ونقل پایدار و کاهش اثرات زیست‌محیطی است. با حذف محدودیت‌های شارژ سیمی، این فناوری می‌تواند تجربه رانندگی را ساده‌تر، پاک‌تر و کارآمدتر کند. پروژه‌های موفق در سوئد، آمریکا و کره‌جنوبی نشان‌دهنده آمادگی این فناوری برای مقیاس‌پذیری هستند. در ایران جایی که چالش‌های زیست‌محیطی و زیرساختی نیاز به راه‌حل‌های نوآورانه دارند، شارژ بی‌سیم می‌تواند به‌عنوان یک کاتالیزور عمل کند. برای تحقق این پتانسیل، همکاری بین دولت، بخش‌خصوصی و دانشگاه‌ها ضروری است. سرمایه‌گذاری در پروژه‌های آزمایشی، حمایت از استارتاپ‌های فناوری و استفاده از منابع انرژی تجدیدپذیر می‌تواند ایران را به بازیگری فعال در این حوزه تبدیل کند. آینده حمل‌ونقل پاک در دسترس است؛ آیا ایران آماده است تا این فرصت را غنیمت شمرد؟
سیدمسیح علوی، مدیرعامل کرانه نیلگون تیس ویرا
