آیا خودروی هیبرید برای کشور ما مناسب است؟
آیا خودروی هیبرید برای کشور ما مناسب است؟
مقدمه
آیا
هیبرید برای کشور ما خوب است؟ این سوالی است که خیلی از ما هنگامی که خبری
در حوزه فناوری هیبرید و رو به گسترش بودن آن میشنویم، برایمان مطرح
میشود. خیلی وقتها هم پاسخ قاطعی برای این پرسش نداریم. ولی آیا
نمیتوان به این پرسش پاسخ داد؟ در این مقاله برآنیم تا موضوع به
صرفهبودن یا نبودن بهکارگیری فناوری هیبرید در کشور را بررسی نماییم.
اول ببینیم که فناوری هیبرید چه مزایایی دارد؟
در یک خودرو، توان منتقل شده روی چرخها که به اصطلاح توان ترمزی (BHP) نامیده میشود، در چهار حوزه عمده مصرف میشود:
1. شتابگیری
2. مقاومت هوا
3. اصطکاک غلتشی
4. بالا رفتن از شیب
از
میان این مصارف، مورد 2 و 3 قابل بازیافت نیستند. اگرچه با استفاده از
فناوریهای مناسب میتوان این مصارف را کاهش داد، اما به هر حال این موارد
مصرف انرژی، به هیچ وجه برای خودرو قابل بازیافت نیستند. اما در دیگر سو،
موارد 1 و 4 با توجه به این که انرژی به صورت قابل بازیافت در آنها ذخیره
میشود، قابل بازگشت دادن به خودرو هستند. در واقع در مورد اول، انرژی
صرفشده به صورت انرژی جنبشی در خودرو ذخیره میشود و در مورد چهارم نیز
انرژی به صورت انرژی پتانسیل ذخیره میشود. هر دو انرژی در خودروهای قدیمی
با انجام عمل ترمزگیری تلف میشوند و به گرما تبدیل میشوند. حال اگر
بتوان با اعمال روشی، به جای تلف کردن انرژی مکانیکی (گشتاور وارد شده به
چرخ)، آن را به صور انرژی قابل استفاده بازیافت نماییم، میتوانیم از بخشی
از انرژی خودرو که صرف موارد بازگشتپذیر (1 و 4) شده است دوباره استفاده
نماییم و در واقع با این کار، مصرف انرژی در خودرو کاسته خواهد شد.
در
حال حاضر سادهترین روش برای بازگرداندن انرژی مکانیکی به انرژی قابل
استفاده برای خودرو، استفاده از روشهای الکتریکی است. در واقع بیشتر
موتورهای الکتریکی این قابلیت را دارند که با دریافت گشتاور، انرژی
الکتریکی تحویل دهند و به صورت یک ژنراتور عمل نمایند. البته مساله به این
جا ختم نمیشود؛ زیرا ذخیره انرژی الکتریکی نیز خود داستانی دیگر است. در
واقع یکی از مشکلات در خودروهای هیبرید این است که توان لحظهای خودرو
هنگام ترمز معمولاً چند برابر توانی است که برای رانش خورو استفاده میشود
و جذب این میزان انرژی به صورت لحظهای برای باتریها مشکل است. اما به هر
حال بخشی از انرژی بازگشتپذیر در خودروهای هیبریدی بازیافت میشود. این
میزان بسته به سیکل مورد استفاده متغیر است اما عدد 30 درصد برای کاهش
مصرف انرژی عدد متوسطی است که در بسیاری از مقالات به عنوان مبنا استفاده
میشود.
این که موتور الکتریکی و موتور احتراقی با چه چیدمانی در خودرو
قرار گیرند و روش کنترل مورد استفاده چه باشد و ... مباحث تخصصی این حوزه
است که از حوزه پوشش این مقاله بیرون است. اما در زیر به بررسی روشهای
سادهای که ممکن است با هزینه کم در کشور ما مورد استفاده قرار گیرد و
امکان خرید آن برای مشتری داخلی وجود دارد به اختصار بیان شده است.
ایدههای هیبرید (ایدههای قابل استفاده در کشور ما)
1.
استفاده از موتور الکتریکی مجزا روی محور عقب. در این روش، در حالت سکون
امکان انتقال توان از موتور احتراقی به موتور الکتریکی وجود ندارد. اما به
هر حال این روش میتواند در مصرف سوخت درصد مناسبی کاهش ایجاد نماید.
همچنین پیچیدگی زیادی نیز ندارد.
2. استفاده از موتور الکتریکی در
امتداد سیستم انتقال قدرت به صورت موازی. این کار البته از مورد قبلی
پیچیدهتر است. اما شاید بتوان در برخی خودروهای گرانقیمت تولیدی کشور از
آن استفاده نمود.
3. استفاده از موتور الکتریکی به صورت کشنده اصلی
خودرو و شارژ باتری با استفاده از یک موتور احتراقی و یک ژنراتور. این روش
پیچیدگی بیشتری دارد اما مزیت آن بازدهی بیشتر در احتراق و در نتیجه کاهش
بیشتر در مصرف سوخت است.
در این جا با توجه به کارا نبودن ایدههای
دیگری که در این حوزه مطرح است یا پیچیدگی زیاد که استفاده آن را برای
کاربر داخلی گران میسازد، به همین موارد بسنده میشود.
در ایدههای
اول و دوم، توانی که موتور الکتریکی باید تامین کند، بخشی از توان کل
خودرو است. در نتیجه میتوان از موتورهای الکتریکی کوچکتر و ارزانتر
بهره گرفت. اما در مورد سوم، باید موتور بزرگتر و گرانتری استفاده شود
که طبعاً هزینههای این بخش بزرگتر خواهد شد.
در حال حاضر توان بیشینه
خودروهای رایج مورد استفاده در کشور (خانوادههای پراید، پژو 405، پژو 206
و سمند) بین 55 تا 100 اسب توان نامی دارند. از این میزان توان، معمولاً
حدود 40 تا 60 اسب بخار توان به صورت پیوسته استفاده میشود. این مقادیر
معادل 30 و 45 کیلووات توان ترمزی هستند. در شهر با توجه به بیشتر بودن
دفعات شتابگیری، کارایی سامانههای هیبرید در مصرف سوخت، بیشتر است. اما
توان مورد نیاز آنها به حدود 20 و 30 کیلووات متوسط کاهش مییابد. اگر
بنا باشد که کشش خودرو در سرعتهای پایین با سامانه الکتریکی تأمین شود،
باید به صورت تخمین 15 کیلووات توان برای موتور الکتریکی در نظر بگیریم.
با توجه به قابلیت اعمال توان بیشتر در بازههای زمانی کوتاه توسط موتور
الکتریکی، این قابلیت وجود دارد که در بازههای کوتاه شتابگیری، قابلیت
اعمال 30 کیلووات توان نیز وجود داشته باشد.
در حال حاضر قیمت یک موتور/درایور الکتریکی با این توان، حدود 20 تا 30 میلیون ریال است.
هزینه
باتری برای ذخیره انرژی نیز به انباشت انرژی باتری و نوع آن بستگی دارد.
اما به صورت تخمینی، در نظر گرفتن 3 تا 6 کیلووات ساعت انرژی انباشت برای
باتری عدد مناسبی است. در نتیجه اگر از باتریهای مناسب برای ذخیره انرژی
استفاده شود، هزینه 10 تا 30 میلیون ریالی نیز برای باتری باید در نظر
گرفته شود. هزینه کنترلر و سایر بخشها نیز نسبت به هزینه این دو بخش عمده
(باتری و موتور/درایور الکتریکی) ناچیز است.
در نتیجه هزینه تخمینی
که به خودرو اضافه خواهد شد، بین 30 تا 60 میلیون ریال است. این هزینه با
توجه به قیمت 75 تا 150 میلیون ریالی خودروهای موجود در کشور، افزایش قیمت
40 درصدی را برای خودرو به همراه خواهد داشت. این افزایش قیمت در خودروهای
هیبریدی پرتیراژ دنیا بین 6 تا 9 هزار دلار و برای خودروهایی با قیمت پایه
20 تا 30 هزار دلار، افزایش قیمت 30 درصدی را ایجاد میکند.
صرفهجوییها
با توجه به نوسان قیمت نفت و وابستگی محاسبات صرفه اقتصادی به قیمت نفت، باید عددی به عنوان قیمت نفت در نظر گرفته شود. این عدد حدود 80 دلار فعلی فرض میشود. قیمت بنزین نیز به قیمت تحویل در خلیج فارس حدود 700 تومان فرض شده است. با این فرضیات و فرض مصرف متوسط 8 لیتر در صد کیلومتر برای عمده خودروهای کشور و پیمایش 25000 هزار کیلومتر در سال برای خودرو، مقدار کل قیمت بنزین مصرفی یک خودرو در سال برابر است با 1.4 میلیون تومان. اگر فرض کاهش مصرف سوخت 30 درصدی در صورت استفاده از فناوری هیبرید در نظر گرفته شود، مقدار صرفهجویی سالانه یک خودروی هیبریدی برابر با 420 هزار تومان خواهد بود.
در واقع مشتری به ازای
پرداخت حداقل 3 میلیون تومان بیشتر، حدود 420 هزار تومان کمتر در سال
پرداخت خواهد کرد. در واقع سودی که مشتری به ازای پرداخت هزینه بیشتر
دریافت خواهد کرد، حدود 14 درصد در سال است. این مقدار سود، برای بسیاری
از مشریان، رقم قابل قبولی نیست. در نتیجه پیشبینی عدم استقبال عمده
مشتریان از خودروهای هیبریدی دور از ذهن نیست.
اما اگر به موضوع دقیقتر نگاه شود، چند نکته مشخص خواهد شد:
1- هزینه سلامتی که به ازای مصرف هر لیتر بنزین به اقتصاد کشور تحمیل میشود، حدود 200 تومان به ازای هر لیتر است.
2-
تاکسیهایی که در کشور در حال تردد هستند، به صورت متوسط 70 هزار کیلومتر
در سال پیمایش دارند و مصرف متوسط آنها نیز حدود 9 لیتر در صد کیلومتر
است. در نتیجه متوسط هزینه بنزین سالانه هر تاکسی با احتساب هزینه سلامت،
نزدیک به 5.7 میلون تومان خواهد شد.
3- در صورت تولید اقلام مهم خودروی
هیبریدی در کشور، هزینهها تا حدودی کاهش خواهند یافت. در نتیجه پیشبینی
میشود که افزایش قیمت به حدود 2.5 تا 5 میلیون تومان برسد که حدود 30
درصد هزینه خودرو است.
با این حساب با فرض پرداخت حتی 3 میلیون تومان
بیشتر برای خودرو، در هر سال 1.7 میلیون تومان صرفهجویی حاصل خواهد شد.
این مقدار صرفهجویی انگیزه زیادی در مشتریان و تصمیمگیران برای پرداختن
به موضوع هیبرید ایجاد خواهد نمود. البته باید توجه شود که اگر هزینهها
برای خودروی سنگینتر (مثلاً سمند) انجام شود، هزینههای اضافهای که باید
پرداخت شود حدود 6 میلیون تومان و صرفهجویی سالانه حدود 2.3 میلیون تومان
خواهد شد.
اگر با فرض روش سوم بررسی هیبرید، کار محاسبات دنبال شود،
هزینهای که به یک خودروی سنگین (مثل سمند) افزوده میشود حدود 8 میلیون
تومان است، اما تخمین زده میشود که برای تاکسیهای درونشهری، تا حدود 50
درصد کاهش مصرف سوخت را شاهد باشیم. به تعبیر دیگر با افزایش هزینه 8
میلیون تومانی، حدود 3.8 میلیون تومان در سال صرفهجویی خواهیم داشت.
نتیجه گیری
اگرچه
در مقاله بالا محاسبات به صورت کاملاً تخمینی ارائه شدهاند، اما این
مسأله که در بخشی از بازار که مصرف درونشهری با پیمایش زیاد و با
توقفهای زیاد است، صرفه اقتصادی قابل قبولی برای کشور حاصل خواهد شد،
مسألهای است که حتی با این اعداد تخمینی نیز صحت آن تأیید میشود. به
علاوه در صورت استفاده از روش هیبرید سری (روش سوم بررسی شده) میتوان
خودرویی صرفاً با مصارف شهری و با صرفهجویی مناسب تولید کرد که اگرچه
گرانتر است اما به دلیل نوع چیدمان اجزای انتقال قدرت در آن، قابلیت
تبدیل به یک خودروی برقی (به عنوان نسل بعدی خودروهای آینده) در آن به
سادگی وجود خواهد داشت.
از این رو اگرچه به نظر میرسد که خودروی
هیبرید در حوزه خودروهای سواری معمولی کشور، اقبال چندانی نداشته باشد و
با استفاده از آن منافع زیادی عاید کشور نشود، اما در حوزه خودروهای خاص
مانند تاکسیها، زمینه مناسبی برای کار دیده میشود.
http://www.imdc.ir