چارچوبی برای اجرای یک کریدور نوآوری برای حمل و نقل جادهای بار در آلمان
در این مقاله، ما سه مفهوم رانندگی الکتریکی را تجزیه و تحلیل میکنیم که ممکن است به بخش حمل و نقل پایدار کمک کند و حمل و نقل بدون انتشار CO2 را در آینده تضمین کند. سیاستمداران میگویند برای تخمین پتانسیل صرفهجویی در انتشار گازهای گلخانهای مربوطه، آزمایشهای میدانی گسترده در عملیات دنیای واقعی ضروری است. با استفاده از تجزیه و تحلیل SWOT، ما موفق شدیم برجسته کنیم که هر فناوری مورد نظر به دلیل مزایا و معایب خاص خود، حوزه کاربرد از پیش تعیین شدهای دارد. علاوه بر این، دریافتیم که آنها میتوانند یکدیگر را تکمیل کنند. علاوه بر این، ما مشخص کردیم که دستیابی به وسایل نقلیه متعدد، زیرساختهای شارژ و سوختگیری مناسب تعیینکننده هستند و باید در چنین آزمایشهای میدانی – به عنوان مثال به عنوان یک کریدور نوآوری – در نظر گرفته شوند. در نتیجه، یک کریدور نوآوری ما را قادر میسازد تا در مقیاس بزرگ، استفاده از مفاهیم رانندگی الکتریکی را تحت شرایط واقعی اما واقعبینانه بررسی کنیم. حتی اگر مفاهیم رانندگی الکتریکی مختلف در سطوح آمادگی فناوری متفاوتی باشند، یک کریدور نوآوری پیشرفت قابل اندازهگیری را برای هر یک از درایوهای الکتریکی تضمین میکند و راه را برای انتشار کمتر گازهای گلخانهای در آینده هموار میکند.
مقدمه
برای مقابله با بحران آب و هوا، دولت آلمان هدف کاهش انتشار گازهای گلخانهای (GHG) را تا سال ۲۰۳۰ به میزان ۴۸ درصد در مقایسه با سالهای ۲۰۱۹ و ۲۰۳۰ تعیین کرده است. در سال ۲۰۴۵، آلمان قرار است به بیطرفی اقلیمی (Umweltbundesamt 2019) دست یابد. با توجه به این اهداف، وزارت حمل و نقل و زیرساختهای دیجیتال فدرال آلمان طیف وسیعی از اقدامات مختلف را برای کاهش یک سوم از انتشار گازهای گلخانهای مرتبط با حمل و نقل تا سال ۲۰۳۰ تدوین کرده است. برخی از این اقدامات در سالهای اخیر اجرا شدهاند.
با این حال، انتشار گازهای گلخانهای در سال ۲۰۲۱ افزایش یافت. وزارت اقتصاد و حفاظت از آب و هوای آلمان به این نتیجه رسید که بخش حمل و نقل تا سال ۲۰۳۰ به اهداف خود نخواهد رسید. انتظار میرود ترافیک، و به ویژه حمل و نقل بار، افزایش یابد. به ویژه حمل و نقل جادهای بار سهم عمدهای دارد (Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz
۲۰۲۲). افزایش بهرهوری نمیتواند تنها راه حل باشد، زیرا انتشار گازهای گلخانهای به طور قابل توجهی بیشتر از صرفهجویی بالقوه ناشی از افزایش بهرهوری افزایش خواهد یافت. انتشار گازهای گلخانهای ناشی از حمل و نقل جادهای بار از دهه ۱۹۹۰ تاکنون ۲۵ درصد افزایش یافته است. این معادل ۲۷ درصد از کل انتشار گازهای گلخانهای بخش حمل و نقل است (Mayr et al. 2021, 24;
Europäisches Parlament 2019). علاوه بر این، کربنزدایی کامل هرگز با استفاده از انرژی فسیلی حاصل نمیشود (Basma et al. 2021, 15).
یکی از راهحلهای این مشکل، تبدیل بخش حملونقل به خودروهای برقی است (Basma et al. 2021, 15). امروزه تنها چند درصد از کل کامیونها با نیروی برق کار میکنند. برای تضمین اهداف اقلیمی آلمان، سهم کامیونهای برقی باید افزایش یابد. شرکای حملونقل در حال حاضر توسط اهداف تعیینشده اتحادیه اروپا و اهداف ملی کشورهای عضو محدود شدهاند که تغییر سریعتر بازار را دیکته میکند. اما انتظار یک سیاستگذار برای اینکه یک فناوری واحد بتواند کشش اقتصادی پیدا کند، میتواند منجر به توسعه کندتر بازار شود. فاجعه اقلیمی پیشرونده نیاز به یک تغییر سریع در حملونقل دارد. مشخص میشود که تصمیماتی که امروز گرفته میشود، تأثیر زیادی بر آینده خواهد داشت. بنابراین، تصمیمگیری در مورد انتخاب مسیر سیاسی امروز بسیار مهم است (Ash et al. 2020, 19). به منظور پیشبرد خودروهای برقی، دولت آلمان قصد دارد یک خوشه نوآوری ایجاد کند و فناوریهای برقی را برای عرضه به بازار آماده کند (Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur 2021).
پیش از تحلیل علمی محرکهای مختلف در یک خوشه نوآوری، این مقاله با هدف تحلیل محرکهای الکتریکی مختلف، که قرار است در خوشه استفاده شوند، انجام میشود. بدین ترتیب، خوشه نوآوری آماده شده و سیاستگذاران برای تصمیمگیری سریع پشتیبانی میشوند. علاوه بر این، با تحلیل نقاط قوت و ضعف محرکهای الکتریکی مختلف، میتوان اولویتهای مختلفی را تعیین کرد. این امر میتواند آمادهسازی را ساده کرده و نگاهی دقیق به تعامل محرکهای الکتریکی و زیرساختهای خاص ارائه دهد.
کریدور نوآوری قرار است با ساخت زیرساختهایی برای تأمین و استفاده از تعداد زیادی کامیون، امکان آزمایش سه نوع مختلف از محرکهای الکتریکی (باتری-الکتریکی، هیدروژنی و بزرگراههای الکترونیکی) را در مقیاس وسیع ایجاد کند. با ساخت ایستگاههای شارژ و سوختگیری هیدروژن در کنار بزرگراه و مناطق اطراف، استفاده آسان از کامیونهای باتری-الکتریکی و هیدروژنی امکانپذیر است. علاوه بر این، کیلومترهای بیشتری از بزرگراه برقی خواهد شد و شارژ پویا از طریق خطوط هوایی امکانپذیر خواهد شد. با ادغام شرکتها، کامیونها به طور منظم و در یک سناریوی واقعبینانه مورد استفاده قرار خواهند گرفت. انتظار میرود این امر، دید ملی، اثبات عملی بودن برای استفاده روزمره و ایجاد/استفاده از زیرساختهای مورد نیاز را فراهم کند. دو مکان مختلف در حال بحث هستند: بخشهایی از بزرگراه A9 در باواریا بین، بخشهایی از بزرگراه A5 در راین/ماین – راین/نکار. در آنجا، ادغام شبکه خطوط هوایی موجود در بزرگراه A5 به یک امتداد پیشنهاد شده است.
البته، تحقیقات گستردهای در مورد انواع مختلف درایوهای الکتریکی انجام شده است (Plötz و همکاران، 2021؛ Jöhrens و همکاران، 2017). اکثر نتایج بر اساس تئوری بودهاند، بر اساس آزمایشهای میدانی هستند یا فقط دیدگاههای اقتصادی را در نظر میگیرند (ITF 2022). تنها تعداد کمی از نتایج در مورد آزمایش درایوهای الکتریکی در یک آزمایش میدانی ترکیبی به نتیجه رسیدهاند.
بزرگراههای الکترونیکی در سه مسیر آزمایشی مختلف در آلمان آزمایش میشوند. از سال 2019، در مجموع 15 وسیله نقلیه به تدریج به طور منظم در مسیرهای آزمایشی مربوطه رانندگی کردهاند، جایی که میتوانند از زیرساختهای خط هوایی موجود استفاده کنند (Boltze و همکاران، 2022، 2-4). در هسیا، مسیر آزمایشی و تعداد وسایل نقلیه هوایی در حال گسترش است.
کامیونهای هیدروژنی در پروژههای متنوعی در آلمان به صورت علمی مورد بررسی قرار میگیرند (Hochschule RheinMain، 2019؛ Plötz و همکاران، 2022) و تولیدکنندگان وسایل نقلیه در حال انجام آزمایشهای آزمایشی هستند.
کامیونهای برقی باتریدار در حال حاضر در حال بهرهبرداری واقعی هستند. علاوه بر این، بین نوردراین-وستفالن و برلین، پروژه HoLa (بارگیری کامیون با ظرفیت بالا برای مسافتهای طولانی) در حال حاضر برای آزمایش امکانات کاربردی برای بارگیری بسیار سریع کامیونهای مسافتهای طولانی در بزرگراه A2 (Jung 2021) ساخته شده است.(منبع).