با افزایش نرخ نفوذ خودروهای انرژی نو (NEVs) در بازار جهانی، برخی از بازارهای منطقهای در حال تغییر نیروی محرکه برای ترویج توسعه صنعتی از سیاستهای یارانهای تهاجمی به ساخت زیرساختهای شارژ هستند. بهویژه برای بازارهای ایالات متحده و اروپا، جایی که سرعت ساخت ایستگاههای شارژ بهطور قابلتوجهی از رشد فروش خودروهای برقی عقبتر است. کاهش محدودیتهای ناشی از کمبود تسهیلات پشتیبانی بر توسعه صنعتی به یک مسئله فوری تبدیل شده است که نیاز به رسیدگی دارد.
یک شکاف بزرگ در نسبت وسیله نقلیه به شارژر
برای توسعه بازار خودروهای برقی ایالات متحده، ساخت زیرساختهای شارژ که به شدت عقب مانده است، به یک عامل کلیدی محدودکننده رشد آن تبدیل شده است. دادهها نشان میدهد که در سال 2022، هرچند نرخ نفوذ خودروهای جدید انرژی (NEVs) در ایالات متحده به حدود 6% افزایش یافته است، نسبت خودرو به شارژر به 17:1 افزایش یافته است. با توجه به چنین شکاف تأمین نامتعادل، برخی از مؤسسات ثالث بر این باورند که برنامه ساخت قبلاً برنامهریزی شده 500,000 پایانه شارژ عمومی در بازار به وضوح ناکافی است. در سه سال آینده، نرخ رشد مرکب بازار پایانههای شارژ عمومی ایالات متحده انتظار میرود به 80% برسد و اندازه بازار به 19.1 میلیارد دلار آمریکا گسترش یابد.
بنابراین، پس از تمرکز بر بومیسازی تولید و مونتاژ باتری و خودروهای برقی تحت چارچوب قانون تورم و کاهش تورم، واشنگتن دی سی توجه خود را به حوزه ایستگاههای شارژ معطوف کرده است. در تاریخ ۱۵ فوریه، دولت ایالات متحده بهطور رسمی مقررات جدیدی برای شبکه تسهیلات شارژ خودروهای برقی ملی صادر کرد و خواستار آن شد که تمام ایستگاههای شارژی که با بودجه دولت فدرال ساخته میشوند، باید بهطور محلی تولید و مونتاژ شوند. هدف این است که تا ژوئیه ۲۰۲۴ زنجیره صنعتی ایستگاههای شارژ با سهم محلی حداقل ۵۵٪ ساخته شود.
بهطور تصادفی، روند "قطع ارتباط" بین رشد خودروهای برقی و توسعه زیرساختهای شارژ در اروپا نیز مشهود است. طبق گزارش ردیابی انجمن تولیدکنندگان خودروهای اروپا (ACEA) در مورد ساخت زیرساختهای شارژ خودروهای برقی در این منطقه: بین سالهای 2016 تا 2022، سهم خودروهای برقی با باتری (BEVs) در بازار اتحادیه اروپا به 12.1% افزایش خواهد یافت. اگرچه تعداد ایستگاههای شارژ عمومی در این دوره شش برابر افزایش یافته است، اما این رشد بهطور قابل توجهی از افزایش 18 برابری فروش BEVها عقبتر است. تجربه نامطلوب مصرفکننده ناشی از مشکلات شارژ همچنین چالشهای اضافی برای ترویج BEVها در این منطقه ایجاد کرده است. ACEA همچنین در گزارش خود بیان کرد که برای متقاعد کردن بیشتر مصرفکنندگان اروپایی به تغییر به خودروهای برقی در دهه آینده، "شارژ باید به اندازه سوختگیری راحت شود."
اگرچه توافق برای متوقف کردن فروش خودروهای جدید سوخت فسیلی در اروپا تا سال 2035 هنوز به طور کامل قانونگذاری نشده است، پیشبینیهای خوشبینانه از سوی تمام طرفها در اتحادیه اروپا در مورد تعداد خودروهای برقی جدید (NEVs) در این منطقه در اخبار گزارش شده است. طبق گزارش آژانس بینالمللی انرژی (IEA)، تا سال 2025، تعداد خودروهای برقی جدید در اتحادیه اروپا به 21.9 میلیون خواهد رسید، با نرخ رشد سالانه مرکب 41% از سال 2021 تا 2025. یک آژانس دیگر پیشبینی میکند که در دهه آینده، تقاضا برای ایستگاههای شارژ در اروپا از 5 میلیارد یورو در سال 2021 به 15 میلیارد یورو افزایش خواهد یافت.
توسعه نابرابر پایههای شارژ
با کنار گذاشتن تأثیر رشد سریع خودروهای برقی (EVs)، توسعه زیرساختهای شارژ در بازارهای منطقهای ایالات متحده و اروپا "کند" نیست. طبق دادههای مرکز داده سوختهای جایگزین وزارت انرژی ایالات متحده (AFDC)، تا پایان سال 2022، تعداد پورتهای تجهیزات تأمین انرژی خودروهای برقی (EVSE) در کشور به 143,000 افزایش یافت که نسبت به سال گذشته 11.7% افزایش داشته است. تعداد کل ایستگاههای شارژ به 53,000 رسید که حدود 6% نسبت به سال گذشته افزایش نشان میدهد. عملکرد زیرساختهای شارژ که در قانون اتحادیه اروپا "دستورالعمل استقرار زیرساخت تأمین سوختهای جایگزین (AFIR)" ذکر شده است، نشان میدهد که تا سهماهه چهارم سال 2022، در مجموع 479,000 ایستگاه شارژ در 27 کشور عضو اتحادیه اروپا وجود خواهد داشت که از این تعداد 422,000 ایستگاه AC و 57,000 ایستگاه DC هستند.
در حال حاضر، بر اساس ظرفیت شارژ، ایستگاههای شارژ در بازارهای ایالات متحده و اروپا میتوانند به شارژ کند AC و شارژ سریع DC تقسیم شوند. از این میان، ایستگاههای شارژ کند AC حدود 80٪ از بازار ایالات متحده را تشکیل میدهند و توسعه آنها به شدت نابرابر است. به عنوان مثال، ChargePoint، بزرگترین اپراتور شبکه شارژ در بازار ایالات متحده، را در نظر بگیرید. طبق اطلاعات به دست آمده، اگرچه این شرکت حدود 51.5٪ از سهم بازار ایستگاههای شارژ ایالات متحده را در اختیار دارد، اما بیشتر از 68,000 ایستگاه شارژی که اداره میکند هنوز ایستگاههای شارژ کند AC سطح 1 و 2 هستند که برای استفاده تجاری در روزهای کاری طراحی شدهاند. تنها حدود 1,500 شارژر DC سطح 3 برای برآورده کردن نیازهای کاربران EV برای سفرهای طولانی بین ایالتی در دسترس است که شکافهای قابل توجهی در شبکه شارژ ایجاد میکند. از نظر شارژ سریع DC، تسلا بر بازار تسلط دارد و با 17,000 شارژر سریع خود حدود 58٪ از سهم بازار را به خود اختصاص داده است.
عدم تعادل نسبت ایستگاههای شارژ سریع و کند در اروپا بیشتر است. امروز، ایستگاههای شارژ AC با توان ۲۲ کیلووات و کمتر حدود ۸۸٪ از بازار منطقه را تشکیل میدهند، در حالی که ایستگاههای شارژ DC فوقسریع سطح ۱ و ۲ با توان بالای ۱۵۰ کیلووات تنها حدود ۴.۷٪ را شامل میشوند. با این حال، تولیدکنندگان و اپراتورهای ایستگاههای شارژ که خدمات عمومی را در بازار ارائه میدهند، در حال تلاش برای رفع این عدم تعادل شدید هستند. شرکت مشاوره P3 آلمان در سال ۲۰۲۲ مطالعهای درباره ساخت شبکههای شارژ در برخی کشورهای اروپایی انجام داد. نتایج نشان داد که نسبت به آمار سال ۲۰۲۱، پوشش شبکه شارژ ارائه شده توسط برترین ارائهدهندگان خدمات شارژ در اروپا ۳۵٪ افزایش یافته است. نرخ رشد برخی از ارائهدهندگان خدمات شخص ثالث حتی بیشتر است. خدمات شارژ EnBW mobility+ در یک سال ۶۰٪ رشد داشته است.
با این حال، علاوه بر انحراف توسعهای که در شبکه ایستگاههای شارژ ذکر شد، توزیع نامتوازن ایستگاههای شارژ یک مشکل رایج در هر دو بازار است. در ایالات متحده، تعداد کل ایستگاههای شارژ در مناطق ساحلی اقتصادی توسعهیافته مانند کالیفرنیا، تگزاس و فلوریدا بهطور قابلتوجهی بیشتر از سایر ایالتها است، در حالی که ساخت ایستگاههای شارژ در طول شبکه بزرگراههای داخلی به آرامی پیش میرود. در عین حال، برخی از مقررات دولتی ایالتها باعث تسریع تمرکز ساخت ایستگاههای شارژ در مناطق خاص میشود. به عنوان مثال، کالیفرنیا مقرر کرده است که پارکینگهای مسکونی با بیش از 17 خانوار باید حداقل 3% از مساحت را برای ساخت ایستگاههای شارژ خودروهای الکتریکی اختصاص دهند.
در اروپا، هلند به بازار با کاملترین زیرساخت شارژ در اتحادیه اروپا تبدیل شده است با ۱۱۲,۰۰۰ ایستگاه شارژ، و پس از آن آلمان با ۸۷,۰۰۰ ایستگاه قرار دارد. این دو کشور ۴۲٪ از امکانات ایستگاههای شارژ در اتحادیه اروپا را تشکیل میدهند. در مقایسه با چگالی یک ایستگاه شارژ به ازای هر ۱.۵ کیلومتر جاده در هلند، کشورهایی مانند لهستان و رومانی تنها یک ایستگاه شارژ به ازای هر ۱۵۰ کیلومتر دارند. در این زمینه، ACEA مجبور شد اعلام کند که با توجه به دامنه متوسط فعلی ۳۲۶ کیلومتر برای BEVها، نسبت ایستگاههای شارژ موجود ممکن است برای تأمین نیازهای روزمره رفت و آمد یا سفرهای کوتاهمدت کافی باشد، اما هنوز برای دستیابی به سفرهای بینمرزی در اروپا به شدت ناکافی است. در پاسخ، Eurelectric (اتحادیه صنعت برق اروپا) معتقد است که منطقه اروپا نیاز به بهروزرسانی برنامه ساخت تأسیسات شارژ از نظر سیاست دارد و علاوه بر برنامهای که توسط بسته حفاظت از محیط زیست و کاهش انتشار "fit for 55" که در منطقه ترویج میشود، "هر کشور عضو باید اطمینان حاصل کند که یک تأسیسات شارژ EV هر ۶۰ کیلومتر در جادههای اصلی تأسیس شود"، باید یک برنامه جدید برای مقابله با افزایش احتمالی تعداد EVها و تقاضای شارژ مصرفکنندگان تدوین شود.
کشف مسیرهای به هم پیوستگی
اگرچه هنوز مشکلات مختلفی در توسعه بازارهای ایستگاههای شارژ در ایالات متحده و اروپا وجود دارد و حتی به دلیل ارتباط و هماهنگی کند بین ادارات دولتی، نهادهای تأمین برق، خودروسازان و ارائهدهندگان خدمات شارژ، دستیابی سریع به یک طرح بزرگ مقیاس از زیرساختهای شارژ دشوار است و این امر فشار قابل توجهی در توسعه سریع خودروهای الکتریکی ایجاد میکند. خوشبختانه، همه طرفها نیز در حال تلاش برای بررسی روند اتصال سیستمهای مختلف ایستگاههای شارژ هستند.
اولین مورد، ارتباط بین رابطهای ایستگاههای شارژ است. تسلا یک فرآیند یکپارچهسازی رابط را که توسط اپراتورهای شرکتی در بازار ایالات متحده هدایت میشود، آغاز کرده است. گزارش شده است که تسلا انتظار دارد تا پایان سال 2024، تمام 3500 ایستگاه سوپرشارژر خود را در طول بزرگراهها و 4000 ایستگاه شارژ کمسرعت تجاری در بازار آمریکای شمالی به عموم مردم باز کند تا برای سایر مدلهای خودروهای الکتریکی قابل دسترسی باشد. رئیس بخش انرژی تسلا یک بار اظهار داشت که "باز کردن ایستگاههای شارژ برای عموم میتواند نرخ استفاده از شبکه شارژ را افزایش دهد تا هزینههای عملیاتی را صرفهجویی کند و شبکه شارژ را سودآورتر کند." با این حال، به دلیل تفاوتهای واضح بین شبکه شارژ سریع DC شرکت و سایر شبکههای شارژ در ایالات متحده، و همچنین عدم سازگاری با CCS (سیستم شارژ ترکیبی) تحت استانداردهای فدرال، دستیابی به این هدف هنوز نامشخص است. برخی بر این باورند که اقدام تسلا یک تنظیم استراتژیک در پاسخ به "برنامه زیرساخت خودروهای الکتریکی ملی (NEVI)" دولت ایالات متحده است تا از این فرصت جلوگیری کند که سایر اپراتورهای شبکه شارژ مانند EVgo و ChargePoint بازار را تصاحب کنند.
بازار ایستگاههای شارژ در اروپا نشاندهنده تمایل به ادغام و یکپارچهسازی مدلهای قیمتگذاری و پرداخت است. در مطالعهای که در مورد شبکه شارژ اروپایی انجام شد، مشاوران P3 آلمان دریافتند که بسیاری از کشورهای اروپایی مدلهای تجاری ایستگاههای شارژ نامشخصی دارند: برخی از ارائهدهندگان خدمات بر اساس معیارهای ارزیابی قدرت ایستگاه شارژ، حجم شارژ یا زمان شارژ هزینه میگیرند، در حالی که دیگران از ترکیبی از هزینههای ثبتنام، اجارههای ماهانه، هزینههای شارژ، هزینههای خدمات و غیره برای قیمتگذاری تدریجی استفاده میکنند. این بدان معناست که حتی اگر از یک ایستگاه شارژ مشابه برای شارژ استفاده شود، کاربران به دلیل نوسانات قیمت برق، تفاوتهای ارائهدهندگان خدمات و استانداردهای پرداخت متفاوت، هزینههای شارژ بسیار متفاوتی را متحمل خواهند شد. علاوه بر این، گزارش بررسی دیوان محاسبات اروپا در مورد زیرساختهای شارژ کشورهای عضو اتحادیه اروپا نیز نشان میدهد که در دسترس بودن متفاوت ایستگاههای شارژ عمومی و سیستمهای پرداخت نامتجانس در میان کشورهای عضو، چالشهای غیرضروری زیادی را برای مصرفکنندگان خودروهای الکتریکی ایجاد میکند، مانند عدم وجود اطلاعات بهروز در مورد دادههای شبکهسازی زیرساختهای شارژ و عدم توانایی در پیگیری اطلاعات مربوط به خرابیهای ایستگاه شارژ یا انتظار در صف بهصورت لحظهای.
در مقابل، زنجیره صنعت ایستگاههای شارژ چین، که از بزرگترین بازار خودروهای الکتریکی جهان پشتیبانی میشود، بر روی کاوش توسعه هماهنگ پلتفرمهای خدمات تسهیلات شارژ و شبکههای برق از نظر اتصال تمرکز دارد. در خلال کنگره ملی مردم 2023، شائو دانوی، عضو کمیته ملی کنفرانس مشورتی سیاسی مردم چین، بنیانگذار استار چارج و رئیس وانبانگ دیجیتال انرژی، پیشنهاد ساخت یک پلتفرم نظارت بر شارژ یکپارچه در سراسر کشور را مطرح کرد که دادههای مختلف تسهیلات شارژ و پلتفرمهای عملیاتی شرکتهای انرژی نو را یکپارچه و دسترسیپذیر کند و از بهینهسازی مقیاس بزرگ منابع شارژ حمایت کند. او همچنین پیشنهاد کرد که از سیگنالهای قیمت لحظهای برای هدایت خودروهای الکتریکی به مشارکت در تعامل خودرو-شبکه استفاده شود و بدین ترتیب مکانیزم عملیات بازار برق بهبود یابد.