Stacione shkëmbimi baterish me energji diellore dhe era: si mund të funksionojë për automjetet elektrike në Afrikën e Jugut

Automjetet me benzinë dhe naftë po hiqen gradualisht në mbarë botën dhe zëvendësohen me automjete elektrike në mënyrë që vendet të përmbushin angazhimet e tyre për zero emisione karboni të shkaktuara nga njeriu deri në vitin 2050. Por bateritë e automjeteve elektrike shkarkohen shpejt dhe marrin shumë kohë për t’u rimëkëmbur. Një zgjidhje janë sistemet e shkëmbimit të baterive, ku bateritë e shterura mund të shkëmbehen me bateri të plotësisht të ngarkuara, duke i kthyer drejtuesit e automjeteve elektrike në rrugë më shpejt se sa do t’u merrte atyre të plotësonin me benzinë. Lumbumba Taty-Etienne Nyamayoka është një studiues dhe kandidat për doktoratë në Grupin e Kërkimit për Teknologjinë e Energjisë Elektrike të së Ardhmes në Universitetin e Witwatersrand. Kërkimi i tij shqyrtoi mënyrën më të mirë për të vendosur sistemet e shkëmbimit të baterive të energjisë të fuqizuara nga energjia diellore dhe era.

Cilat janë kufizimet e baterive të automjeteve elektrike?

Bateritë e automjeteve elektrike kanë një fuqi të kufizuar të udhëtimit, në varësi të llojit të automjetit, kapacitetit të baterisë dhe kushteve të përdorimit. Koha e tyre e ngarkimit është shumë e ngadaltë – disa orë për t’u ngarkuar në shtëpi dhe më gjatë në një stacion publik ngarkimi sesa koha që merr të mbushësh një makinë tradicionale me benzinë. Gjithashtu, stacionet e ngarkimit të automjeteve elektrike në Afrikën e Jugut nuk janë aq të përhapura sa stacionet e benzinës.

Performanca e baterisë gjithashtu vjen duke u ulur me moshën dhe përdorimin. Kjo do të thotë se automjetet nuk mund të udhëtojnë deri në 500 kilometra me një ngarkesë të vetme, siç mund të bëjnë me një bateri të re, ose të arrijnë shpejtësi të larta. Sa më e vjetër bateria, aq më gjatë merr për t’u ngarkuar koha e ngarkimit. Bateritë gjithashtu ndikohet nga temperatura ekstreme e nxehtë ose e ftohtë. Sistemët e menaxhimit termik që mbrojnë kundër kësaj janë të shtrenjtë.

---

Lexoni më shumë: Automjetet elektrike: bateritë e shkëmbyeshme mund të jenë rruga për të ringjallur shitjet në rënie

---

Bateritë e automjeteve elektrike janë të shtrenjta. Në Afrikën e Jugut, ato mund të kushtojnë midis R100,000 dhe R400,000 (US$5,630 deri në US$22,523), ndërsa bateritë e makinave me benzinë mund të kushtojnë sa pak R3,500 (US$197). Çmimet po bien, por kostot e larta ende janë pengesë.

Së fundi, një paketë baterish për automjete elektrike peshon mesatarisht 454kg dhe zë hapësirë midis 100 litra dhe 200 litra në një makinë, në varësi të modelit. Kjo është një problem për makinat më të vogla.

Si mund të ndihmojnë stacionet e shkëmbyesit të baterive të automjeteve elektrike?

Në vend që të ndalojnë gjatë një udhëtimi të gjatë për të shpenzuar orë duke ngarkuar baterinë e makinës së tyre, shoferët duhet vetëm të drejtohen në stacionin e shkëmbyesit dhe të marrin një bateri të re. Kjo është shumë e shpejtë dhe e lehtë, veçanërisht për motorët e shpërndarjes, kamionët, autobusët ose taksitë që duhet të jenë në rrugë gjithë ditën. (Stacionet e shkëmbyesit të baterive duhet të mbajnë shumë lloje dhe moshë të ndryshme baterish në mënyrë që shoferët të mund të shkëmbejnë bateritë për ato të së njëjtës moshë dhe cilësie.)

Stacionet e shkëmbyesit të baterive ndihmojnë gjithashtu pronarët e automjeteve elektrike sepse ato nuk përdorin metoda të shpejta ngarkimi që gjenerojnë nxehtësi të lartë dhe ushqejnë stres në bateri. Në vend të kësaj, stacionet ngarkojnë bateritë e automjeteve elektrike ngadalë, jashtë vendit. Kjo zgjat jetëgjatësinë e baterisë.

---

Lexoni më shumë: Automjetet elektrike në Afrikë: çfarë është e nevojshme për të rritur sektorin

---

Disa stacione për shkëmbimin e baterive janë tashmë të vendosura në Afrikë – kryesisht për motorë elektrikë – në Kenya, Uganda, Rwanda, Nigeria dhe Afrika e Jugut, por ato ekzistojnë në numër më të madh në Kinë, SHBA dhe Taiwan.

Në fakt, stacionet e shkëmbimit të baterive mund të ndihmojnë rritjen e tregut të automjeteve elektrike duke u dhënë njerëzve besimin se ata gjithmonë do të jenë në gjendje të ngarkojnë një makinë elektrike nëse e blejnë atë.

Ku hyjnë energjia e erës dhe ajo diellore?

Stacionet e shkëmbimit të baterive duhet të fuqizohen nga sistemet e energjisë së ripërtëritshme të erës dhe diellit në mënyrë që drejtuesit e automjeteve të mos ngarkojnë automjete elektrike miqësore me mjedisin me energji elektrike të prodhuar nga djegia e qymyrit. Pak mbi 74% e energjisë elektrike të Afrikës së Jugut aktualisht gjenerohet nga djegia e qymyrit.

Hulumtimi im zbuloi se një sistem energjie të ripërtëritshme të përbërë nga 64 turbina erë dhe 402 panele diellore fotovoltaike mund të fuqizojë një stacion të shkëmbimit të mesëm – atë që zëvendëson rreth 50 deri në 200 bateri të automjeteve elektrike çdo ditë.

Të vendosni një prej këtyre kushton pak më pak se R2 milion (US$112,000). Në studimin tim të rastit, kjo shumë mbulon koston totale të ciklit jetësor. Kjo përfshin investimin fillestar kapital, instalimin, operimin dhe mirëmbajtjen, dhe kostot e zëvendësimit gjatë jetës së sistemit prej 20–25 vjetësh. Stacionet e shkëmbimit të baterive me madhësi të ndryshme do të kushtonin një shumë të ndryshme.

---

Lexoni më shumë: Bicikletat boda boda të Ugandës janë ndotës vdekjeprurës: studimi tregon modelet se si kalimi në elektrik mund të shpëtojë jetë

---

Këto kosto mund të rikuperohen nga investitorët brenda pesë vjet e gjysmë, bazuar në kursimet e parashikuara të energjisë dhe të ardhurat operacionale nga 50-200 shkëmbime në ditë. Pas periudhës së kthimit të investimit, sistemi do të gjenerojë fitim përmes kursimeve të vazhdueshme në energji elektrike, të ardhurave nga përdoruesit e automjeteve elektrike, dhe duke fituar para nga furnizimi i energjisë elektrike në rrjet.

Stacionet hibride të shkëmbimit të baterive me energji diellore dhe era me sisteme magazinimi të baterive për të ruajtur energjinë e prodhuar janë teknikisht dhe ekonomikisht të realizueshme.

Pak njerëz drejtojnë automjete elektrike në Afrikën e Jugut. A kemi vërtet nevojë për stacione shkëmbimi të baterive?

Stacionet e shkëmbimit të baterive të automjeteve elektrike janë të nevojshme nga një perspektivë e hershme planifikimi dhe zhvillimi të infrastrukturës. Përdorimi i automjeteve elektrike është ende duke u rritur, por po po merr vrull në Nigeri, Kenia dhe Afrika e Jugut.

Për shembull, kompani të mëdha të kurierëve dhe kamionëve në Afrikën e Jugut janë duke filluar të konvertojnë flotat e tyre të kamionëve në elektrik.

---

Lexoni më shumë: Ngarkimi, jo autonomia, po bëhet shqetësimi kryesor për shoferët e automjeteve elektrike

---

Numri i lartë i taksive minibus dhe autobuzëve në rrugët e Afrikës së Jugut kontribuon në ndotjen e ajrit urban, veçanërisht në zonat me densitet të lartë të popullsisë. Nëse ky treg fillon të përdorë automjete elektrike, ata do të kenë nevojë për stacione shkëmbimi të baterive për të qëndruar në rrugë gjatë gjithë ditës.

Duke filluar tani, Afrika e Jugut mund të ndërtojë ekosistemin e automjeteve elektrike në mënyrë që të përputhet me qëllimet e energjisë së vendit — pa i shpenzuar burimet shumë herët, por duke siguruar që të jetë gati kur kërkesa të rritet.

Çfarë duhet të ndodhë më pas?

Duhet të ndërtohet një projekt demonstrues me 64 turbina era dhe 402 panele diellore. Kjo duhet të testohet gjatë periudhave të ndryshme në mënyrë që të shihet se si do të performojë një sistem ruajtjeje baterish i fuqizuar nga era dhe dielli në kushte të ndryshme moti.

Qeveria gjithashtu duhet të bëjë disa parashikime të së ardhmes për kostot e pjesëve të sistemit të ruajtjes së baterive, jetëgjatësinë e tyre, dhe tarifat që mund t’i bëjnë ato më të shtrenjta. Këto të dhëna do të ndihmojnë udhëzimin e investitorëve.

---

Lexoni më shumë: A po rritet mjaft shpejt ruajtja e energjisë në Mbretërinë e Bashkuar?

---

Teknikat e avancuara të parashikimit (si mësimi makinerik ose modelet e kohë-serisë) janë të nevojshme për të parashikuar kërkesën për ngarkesë dhe gjenerimin e burimeve të ripërtëritshme. Kjo mund të përdoret për të përmirësuar modelin.

Politikat duhet të zhvillohen për të parë se si kreditë tatimore, subvencionet dhe kreditë e karbonit mund të përdoren për ta bërë më të lirë për biznesin të vendosë stacione për shkëmbimin e baterive.

---

Lexo më shumë: Fosilet fosile janë ende nën subvencione: G20 mund të shtyjë për transferimin e fondeve në energji më të pastra

---

Po ashtu, janë të nevojshme rregullore për të inkurajuar stacionet e ngarkimit të automjeteve elektrike të bazuara në energji të ripërtërishme të erës dhe diellit të përzier.

Sistemet e shkëmbimit të baterive nuk kanë nevojë të zbatohen menjëherë në të gjithë vendin. Në vend të kësaj, një qasje faze mund të përqendrohet në vende ku aktiviteti i automjeteve elektrike është më i përqendruar.