التكلفة الأولية للشاحنات الكهربائية الثقيلة أعلى بشكل ملحوظ من التكلفة التي تدفعها الشركات حاليًا للنسخة العاملة بالديزل. نحن نتحدث عن زيادة تتراوح بين 35 إلى ما يقرب من 50 بالمئة من المال إضافيًا منذ البداية. خذ على سبيل المثال شاحنات الفئة 8 الكهربائية، فهي عادةً تكلف الشركات ما بين 220 ألفًا و250 ألف دولار أمريكي، في حين أن نظيراتها العاملة بالديزل تأتي عادةً بسعر يتراوح بين 130 ألفًا و180 ألف دولار. ولكن هنا تكمن النقطة المثيرة للاهتمام بالنسبة للمشغلين الذين ينظرون إلى المصروفات طويلة الأجل. فالتكاليف الفعلية التشغيلية تحكي قصة مختلفة. فتكلفة الكهرباء عمومًا تبلغ حوالي 30 إلى 40 سنتًا لكل ميل يتم قطعه، وهي تبدو ضئيلة مقارنةً بـ 55 إلى 70 سنتًا لكل ميل التي تتطلبها وقود الديزل. وعندما يتعلق الأمر بصيانة هذه المركبات لضمان تشغيلها السلس على المدى الطويل، فإن الدفع الكهربائي يقدم ميزة أخرى. فببساطة، لديها عدد أقل بكثير من المكونات التي يمكن أن تتعرض للتلف، بالإضافة إلى أن نظام الكبح الاسترجاعي بأكمله يعني تقليل التآكل على بطانات الفرامل وأقراص الفرامل التقليدية. وتُعدّ هذه العوامل مجتمعةً حجة مقنعة لكثير من مديري الأساطيل الذين يفكرون في الانتقال.
| المكون التكاليفي | شاحنة كهربائية ثقيلة (توقعات 2025) | شاحنة ديزل (توقعات 2025) |
|---|---|---|
| الوقود/الطاقة السنوية | $48,000 – $64,000 | $88,000 – $112,000 |
| صيانة الفرامل | $7,000 – $12,000 | $21,000 – $35,000 |
| إصلاحات ناقل الحركة | $3,500 – $6,000 | 9000 - 15000 دولار |
| الإهلاك (5 سنوات) | قيمة متبقية بنسبة 40–45% | قيمة متبقية بنسبة 30–35% |
تُظهر التحليلات الإقليمية للأسطول أن الشاحنات الكهربائية تستعيد فرق سعرها المرتفع خلال 3 إلى 4 سنوات من خلال انخفاض تكاليف التشغيل، بما يتماشى مع توقعات تكلفة المركبات التجارية لعام 2025.
تحافظ بطاريات الليثيوم أيون الموجودة في تلك الشاحنات الكهربائية الكبيرة عادةً على حوالي 80 إلى ربما حتى 85 بالمئة من سعتها الأصلية بمجرد قطعها لمسافة تبلغ نحو 300 ألف ميل على الطريق. وهذا يعني أن السائقين سيلاحظون انخفاضًا في مدى القيادة يتراوح بين 15 و20 بالمئة بعد ما يقارب خمس سنوات من التشغيل. بعض الطُرز الأحدث تأتي مزودة بأنظمة تحكم أفضل في درجة الحرارة، والتي تساعد فعليًا في إبطاء سرعة فقدان هذه البطاريات للطاقة، ولكن عند الحاجة إلى استبدالها، لا يزال المشغلون يواجهون عبئًا ماليًا كبيرًا. يمكن أن تكلف حزم الاستبدال الشركات ما بين ثلاثين إلى ستين ألف دولار أمريكي حسب المواصفات. وللتغلب على هذا العبء المالي، يتجه العديد من مديري الأساطيل إلى اتفاقيات تأجير البطاريات بدلاً من الشراء المباشر. خطوة ذكية أخرى تكتسب زخمًا هي استخدام البطاريات القديمة التي لم تعد تفي بمعايير المركبات وتشغيلها لتخزين الطاقة المتجددة في مواقع ثابتة. إن هذا النهج المتمثل في 'الحياة الثانية' يبقي الموارد القيّمة نشطة لفترة طويلة بعد انتهاء الغرض الأول منها.
لاحظ مزوّد لوجستي في الغرب الأوسط يشغل 25 شاحنة كهربائية ثقيلة تغيّرًا واضحًا في ديناميكيات التكلفة:
يُظهر هذا المسار كيف تُؤتي الاستثمارات المبكرة ثمارها من خلال الكفاءة التشغيلية المستدامة.
تتطلب الشاحنات الكهربائية الثقيلة ما يقارب 60٪ أكثر من حيث التكلفة الأولية مقارنةً بالطرازات التقليدية، ولكنها في الواقع تصبح أرخص من حيث التملك الإجمالي بمجرد بلوغها حوالي 100,000 ميل على عداد المسافة. لدى مجلس أمريكا الشمالية لكفاءة النقل بعض التوقعات المثيرة للاهتمام هنا. فهم يعتقدون أنه فيما يتعلق بالنقل الإقليمي على وجه التحديد، ستتساوى هذه الشاحنات الكهربائية مع نظيراتها التقليدية من حيث التكاليف الإجمالية مدى الحياة في فترة ما بين عامَي 2027 و2030. يبدو هذا التنبؤ منطقيًا عند النظر إلى ما هو قادم في المستقبل القريب. فالتقنية الخاصة بالبطاريات تتحسن بسرعة كبيرة، مع تقديرات تشير إلى أننا سنرى كثافات طاقية تتراوح بين 450 و500 واط ساعة لكل كيلوغرام بحلول نهاية هذا العقد. بالإضافة إلى ذلك، تم إحراز تقدم مستمر في بناء شبكات الشحن الضرورية عبر البلاد.
تحوّل نُظم الدفع الكهربائية 85–90% من الطاقة إلى حركة، متفوّقةً بشكل كبير على كفاءة محركات الديزل التي تتراوح بين 35–40%، والتي تفقد معظم الطاقة على شكل حرارة. ينجم عن هذه الميزة الأساسية انخفاض بنسبة 63% في استهلاك الطاقة لكل ميل في التطبيقات الثقيلة، وفقًا لمعايير القطاع (تقنية التعدين 2024).
أوائل المُعتمدين يبلغون عن تخفيضات كبيرة في مجالات رئيسية: انخفاض بنسبة 50% في تكاليف الوقود من خلال الشحن الذكي، وانخفاض بنسبة 30–65% في عدد عمليات استبدال الفرامل بفضل الفرامل الاسترجاعية، وتقليل بنسبة 40% في الصيانة العامة نتيجة نُظم الدفع المبسطة. ووجد تحليل في قطاع التعدين أن فترات استرداد التكلفة تتراوح بين 4 إلى 5 سنوات رغم ارتفاع تكاليف الشراء.
تغطي ائتمانات المركبات التجارية النظيفة الفيدرالية ما يصل إلى 30٪ من مشتريات الشاحنات الكهربائية، وغالبًا ما تضيف البرامج على مستوى الولايات دعمًا بنسبة 15–20٪ للبنية التحتية للشحن. وقد خصص برنامج HVIP في كاليفورنيا 1.7 مليار دولار منذ عام 2021 لتسريع الاعتماد من خلال سد فجوة التكلفة بين الأساطيل العاملة بالديزل والأساطيل الكهربائية.
يجب أن تدعم مراكز الخدمات اللوجستية ذات الحجم العالي 50–100 شاحنة كهربائية يوميًا، مما يتطلب محطات شحن بقدرة 1–2 ميجاواط ومجهزة بكابلات مبردة بالسائل للسماح بجلسات شحن متزامنة عالية الطاقة. ووفقًا لدراسة أجريت في عام 2024 حول التخطيط الاستراتيجي للبنية التحتية للشحن، فإن تصميم الأحواش بشكل مُثلى باستخدام شواحن بقدرة 350 كيلوواط يقلل من وقت توقف المركبات بنسبة 34٪.
تواجه العديد من المناطق الصناعية مشكلات في شبكاتها الكهربائية نظرًا لأن معظم المحولات لا يمكنها التعامل سوى مع ما بين 5 و10 ميغاواط. تسعى الشركات إلى توفير المال وتقليل تكاليف تحسين البنية التحتية المكلفة، لذلك تقوم بتركيب أنظمة تخزين بطاريات بسعة 4 ميغاواط في الساعة جنبًا إلى جنب مع تقنية تحكم ذكية في الأحمال. ما يعنيه هذا عمليًا هو أنه يمكن لتصل إلى اثني عشر شاحنة كبيرة الاتصال في آنٍ واحد وبمعدل 500 كيلوواط لكل شاحنة، مع البقاء ضمن حدود سعة الشبكة. ووفقًا للتقارير الصناعية الحديثة، فقد اعتمدت حوالي 4 من كل 10 مراكز شحن للبضائع في جميع أنحاء أمريكا هذا الحل بالفعل كجزء من استراتيجيتها الخاصة ببنية الشحن.
إن تحويل 80٪ من عمليات الشحن إلى ساعات الذروة المنخفضة (من 10 مساءً إلى 5 صباحًا) يوفر ما يصل إلى 18,000 دولار سنويًا لكل شاحنة. وتقوم خوارزميات الموازنة الديناميكية للأحمال بتعديل سرعات الشحن عبر 10 إلى 20 مركبة في الوقت الفعلي، مما يمنع حدوث أحمال زائدة على الدوائر ويُستقر الطلب الكهربائي.
تستفيد الأنظمة من الجيل التالي من تنبؤات الطقس وبيانات الطرق واتجاهات سوق الطاقة لجدولة الشحن خلال الفترات المنخفضة السعر. قلّلت نماذج التعلّم الآلي في أسطول بمنطقة وسط الغرب من رسوم الطلب الأقصى بنسبة 62% من خلال مواءمة 90% من عمليات الشحن مع أسعار كهرباء تقل عن 0.08 دولار/كيلوواط ساعة.
يمكن لتجمعات الشواحن بقدرة 350 كيلوواط أن تولّد طلبات محلية مفاجئة تتجاوز 15 ميغاواط لكل ميل مربع—ما يعادل تزويد 11,000 منزل بالطاقة. استجابةً لذلك، تشترط سبع بلديات في كاليفورنيا الآن على الأساطيل التي تمتلك أكثر من 50 شاحنة تقديم خطط لإدارة الأحمال قبل الموافقة على التركيبات الجديدة.
يُزيل مفهوم الشحن كخدمة (CaaS) الحواجز المرتبطة بالبنية التحتية بالنسبة للمشغلين الذين لا يمتلكون محطات تجميع مركزية، ويوفر وصولاً قابلاً للتوسيع إلى شبكات شحن عالية القدرة بدلاً من اشتراط تركيبات خاصة.
من خلال تحويل ملكية البنية التحتية إلى مزودين من طرف ثالث، يُلغي CaaS تكاليف تطوير الموقع البالغة من 180 ألف إلى 500 ألف دولار أمريكي لكل موقع. ويمكن للأساطيل الوصول إلى شحن موثوق من خلال نماذج الاشتراك، مع تجنب أعباء ترقيات الشبكة الكهربائية. ووجد تقرير NACFE لعام 2023 أن الأساطيل التي تستخدم CaaS حققت جداول زمنية للتحوّل إلى الكهرباء أسرع بنسبة 78٪ مقارنة بتلك التي تعتمد على بناء مرائب.
تضم الآن الممرات الاستراتيجية محطات شحن بقدرة تتراوح بين 350 كيلوواط و1.2 ميغاواط كل 150 ميلاً على طول الطرق الرئيسية للشحن. ويقوم المزوّدون الرئيسيون بدمج شبكات الطاقة الشمسية الصغيرة ووحدات تخزين البطاريات للحفاظ على معدل تشغيل بنسبة 98.5٪ أثناء ذروة الطلب، مما يضمن الموثوقية في عمليات التسليم الحساسة للوقت.
تُلغي هياكل الدفع لكل شحن كلاً من النفقات الرأسمالية والتعرض لرسوم الطلب. وتشير التقارير الصادرة عن المستخدمين الأوائل إلى انخفاض تكاليف الطاقة الإجمالية بنسبة تتراوح بين 30 و45% بفضل إدارة المزود لتحسين تسعير وقت الاستخدام وتوزيع الأحمال. كما تتيح الاشتراكات القابلة للتوسع أيضًا التوسع التدريجي مع نمو الأساطيل.
تتطلب تخطيط المسارات للشاحنات الكهربائية أخذ عدة عوامل بعين الاعتبار، منها كمية الطاقة التي ستستهلكها الشاحنة، والحمولة التي تنقلها، وحالة الطرق، ومواقع محطات الشحن. ما يُعرف بمشكلة توجيه المركبات الكهربائية (Electric Vehicle Routing Problem) يساعد في تحديد الترتيب الأمثل للتوصيل مع مراعاة عوامل مثل التلال والجبال التي تستهلك طاقة البطارية بشكل أسرع. تُظهر الدراسات أن صعود المنحدرات الحادة يمكن أن يستهلك فعلاً نحو 23٪ أكثر من الطاقة مقارنة بالطرق المستوية. كما أصبحت الحلول البرمجية الحديثة أكثر ذكاءً، حيث تستخدم تحديثات مباشرة حول الاختناقات المرورية والطقس السيئ لتوجيه المركبات بعيدًا عن المواقف التي تهدد باستنزاف الطاقة الثمينة. وهذا يعني تقليل التوقفات غير المتوقعة في محطات الشحن وتحقيق كفاءة أفضل بشكل عام لمشغلي الأساطيل الذين يعملون ضمن جداول زمنية ضيقة.
تُزامن منصات اللوجستيات المستندة إلى الذكاء الاصطناعي جداول التسليم مع فترات الشحن المثلى وظروف الشبكة. أظهرت دراسة أجريت في عام 2024 أن هذه الأنظمة قلّلت تكاليف الطاقة بنسبة 15–25٪ من خلال جدولة الشحن التنبؤية والاستفادة من أسعار الفترات غير الذروة. كما تقوم أيضًا بإعادة توجيه الشاحنات تلقائيًا أثناء درجات الحرارة القصوى للحفاظ على صحة البطارية دون تأخير عمليات التسليم.
يمكن للأسطول تحقيق عائد مالي من تخفيضات الانبعاثات من خلال أسواق الائتمانات الكربونية — حيث تتجنب كل شاحنة كهربائية حوالي 120 طنًا متريًا من ثاني أكسيد الكربون سنويًا مقارنةً بالديزل (EPA 2023). بالإضافة إلى ذلك، تفرض اللوائح الصارمة في المناطق الحضرية والموانئ غرامات يومية تزيد عن 950 دولارًا على المركبات الديزل غير المطابقة في المناطق التي حددها مجلس موارد الهواء بكاليفورنيا (CARB)، مما يشجع على التحول إلى الكهربة.
حقق شبكة إقليمية تعمل بـ 42 شاحنة كهربائية انخفاضًا بنسبة 31٪ في تكاليف الطاقة في عام 2023 باستخدام توجيه تنبؤي. أعطى نظام الذكاء الاصطناعي أولوية للمحطات التي تتمتع بأسعار ليلية مدعومة وتجنب الطرق التي تتطلب تفريغ البطارية بأكثر من 80٪. ومن خلال مطابقة الأحمال ديناميكيًا عبر طرق متصلة، قللت الأسطول من الأميال الفارغة بنسبة 19٪.
تشمل التكلفة الإجمالية للملكية التكاليف الأولية والوقود والصيانة والاستهلاك. تمتلك الشاحنات الكهربائية تكاليف أولية أعلى ولكنها تتحمل نفقات تشغيل أقل بسبب انخفاض تكلفة الكهرباء والحاجة إلى صيانة أقل، ما يجعلها أكثر فعالية من حيث التكلفة على المدى الطويل.
تسترد الشاحنات الكهربائية علاوة التكاليف الأولية لها خلال 3–4 سنوات من خلال نفقات تشغيل أقل، مثل تقليل تكاليف الوقود والصيانة مقارنةً بالشاحنات العاملة بالديزل.
يمكن أن تتحلل بطاريات الشاحنات الكهربائية مع مرور الوقت، مما يؤثر على المدى ويتطلب في النهاية استبدالات مكلفة، ويمكن لمديري الأساطيل التخفيف من ذلك من خلال اتفاقيات تأجير البطاريات والتطبيقات الثانية للبطاريات.
يوفر شحن كخدمة (CaaS) لأساطيل المركبات التي لا تملك إمكانية الوصول إلى محطات الوقوف حلولاً قابلة للتوسيع للشحن، ويُزيل الحواجز البنية التحتية ويسهل جداول زمنية أسرع للتحويل إلى الكهرباء.
يستفيد الشحن الذكي والمُدار من أسعار الفترات غير الذروية وتقنيات موازنة الأحمال لتقليل تكاليف الكهرباء واستقرار الطلب الكهربائي عندما تقوم عدة مركبات بالشحن في نفس الوقت.
EN
