اتجهت شركات صناعة السيارات نحو مصدر غير متوقع لخفض نسبة استهلاك الوقود والانبعاثات الكربونية، مستعينة في ذلك بالتقنيات المستخدمة في سيارات السباق المعروفة بكثرة استهلاكها للوقود. وفي مقدور الأجهزة الميكانيكية الدوارة المعروفة باسم «الحذافة» أو عجلة توازن السرعة التي تم تطويرها خصيصاً لهذا النوع من السيارات، تزويد أي مركبة بقدر عالٍ من القوة والكفاءة.
وتعتبر هذه التقنية من بين العديد من الطرق التي تعكف شركات صناعة السيارات على اختبارها للوصول إلى استخدام أفضل للطاقة الحركية التي يتم إهدارها عند الضغط على المكابح لإيقاف السيارة. وتتنافس هذه الشركات بقوة في ظل تشديد القوانين التي تنادي بتخفيف معدلات الانبعاثات الكربونية، بغية إنتاج موديلات في المستقبل قادرة على حرق أقل كمية ممكنة من الوقود وبعث أقل قدر ممكن من الغازات الدفيئة في الغلاف الجوي.
وبحلول 2020، يخطط الاتحاد الأوروبي لخفض متوسط انبعاث ثاني أكسيد الكربون من السيارات الخصوصية إلى 95 جراما للكيلو متر الواحد، أي بتقليله بنسبة 27% عن الكمية المقررة للعام 2015 عند 130 جراما للكيلو متر. وبلغ متوسط هذه الانبعاثات نحو 135,7 جرام للكيلو متر في السنة الماضية.
وفور البدء في تنفيذ هذه القوانين، ينبغي على شركات صناعة السيارات دفع 95 يورو (117 دولارا) كغرامة لكل جرام تبعثه أي سيارة فوق المعدل المنصوص عليه. وتعكف هذه الشركات على تطوير ثلاث تقنيات لتبنيها بنهاية العقد الحالي التي باستخدامها يتم تحقيق فوائد كبيرة على الصعيدين الصناعي والبيئي على السواء.
وأحد هذه الأنظمة يتم استخدامه بشدة في الوقت الحالي في سيارات سباق «الفورمولا -1»، وذلك من خلال «حذافة» تستمر في الدوران عند إيقاف السيارة عن الحركة لتقوم بتخزين الطاقة لإطلاقها عند معاودة السيارة للحركة مرة أخرى. ويُذكر أن هذا النوع من العجلات كان مستخدماً على نطاق واسع في المحركات التي تعمل بالبخار منذ «الثورة الصناعية». وتساعد هذه العجلات الدوارة المتصلة بعمود مرفقي على توفير سيل مستمر من الطاقة عندما لا تكون متوفرة بشكل مستمر كما هو الحال في محركات السيارات التي تعمل بالمكابس.
ويتراوح قطر هذه العجلات بين متر إلى أقل من 3 سنتمترات اعتماداً على كمية الطاقة المطلوبة. وكلما كبر حجم العجلة ووزنها، كلما زادت كمية الطاقة التي توفرها عند الدوران. وفي شكلها المصغر، تظهر هذه العجلات في سيارات لعب الأطفال التي تعمل بالاحتكاك والتي تساعدها «الحذافة» على الحركة. وكانت «الحذافات» حتى وقت قريب والمعروفة في قطاع صناعة السيارات بأنظمة استعادة الطاقة الحركية، ثقيلة وكبيرة جداً في حجمها لاستخدامها في المركبات التي تسير على الطرقات. لكن تغير هذا الوضع في الوقت الراهن، وذلك بفضل استخدام مواد أخف وزناً وتقنيات هندسية أكثر تطوراً بالإضافة إلى تبني أنظمة إدارة الطاقة.
وبدأت «فورمولا وان» في استخدام «الحذافات» في سيارات السباق خلال موسم سباق 2009، الأمر الذي ساعدها على اكتساب قوة إضافية عند تجاوز المنافس. وعند مطلع هذا العام تمكن أحد فرق «فورمولا وان» المشارك في منافسات جائزة برشلونة الكبرى من الفوز بالجائزة نتيجة استخدامه لبرنامج هجين «للحذافة» قامت بتصنيعه شركة «ويليامز للطاقة الهجين» البريطانية. وذكرت شركة «ويليامز للجائزة الكبرى» الشركة الأم، أن نظام «الحذافات» مناسب للغاية للسيارات التي تسير في طرقات المدن نتيجة عملية التوقف والسير المتكررة خاصة الحافلات الكبيرة والشاحنات.
وبدأت «ويليامز للطاقة» في إجراء اختبارات على بعض الحافلات في لندن كما أنها بصدد الاتفاق مع «جاكوار – لاند روفر» لتبني هذا النظام في موديل «جاكوار» الجديد «سي أكس75» الذي يعمل بالكهرباء. وصرح إيان فولي، مدير الشركة التنفيذي أنه من الممكن لأي شركة حافلات استرجاع تكلفة «الحذافات» في غضون خمس سنوات نظراً لمساهمتها في خفض استهلاك الوقود بنسبة 20%. كما من الممكن لهذه الحافلات العمل بصورة جيدة لمدة 18 عاماً.
وتعمل شركة «فولفو» السويدية المملوكة من قبل «جيلي» الصينية، على اختبار نوع مختلف من نظام «الحذافات» طورته «فلايبريد للسيارات» البريطانية. وذكرت الشركة أنه بجانب خفض الوقود والانبعاثات، يقل سعر نظام «الحذافات» عن نظم البطاريات المستخدمة في السيارات الهجين. وفي حين اقتنعت «فولفو» بتبني هذا النظام في سيارات المستقبل، تبدو الشركات الأخرى أقل تفاؤلاً باستخدامه.
وذكر كريستيان شابيل، رئيس قسم المحركات والهياكل في شركة «بيجو – سيتروين»، أن حجم «الحذافات» لا يزال كبيرا وغير ملائم لماكينات السيارات الصغيرة. كما أن التكلفة الإضافية تجعل استخدام هذا النظام غير اقتصادي لهذا النوع من السيارات. ويعمل نظام آخر من نظم استعادة الطاقة الحركية سبقت إليه «تويوتا» قبل سنوات عديدة خاصة في موديلها «بريوس»، على توليد الكهرباء عند الضغط على المكابح ومن ثم إعادة شحن البطارية. لكن يتطلب هذا النظام بطارية تزن 100 كيلو جرام أو أكثر وكذلك يشغل مساحة أكبر. كما تحيط باستخدامه بعض المخاطر مثل اشتعال البطارية والصدمات الكهربائية.
وتعكف شركة «بيجو» على اختبار نظام ثالث باستخدام نظام الهيدروليك والطلمبات لتخزين الطاقة الحركية. وفي هذا النظام وعند الضغط على المكابح، تقوم الطاقة بالضغط على السائل الهيدروليكي داخل خزان الوقود ومن ثم تحويله للمحرك عند زيادة سرعة السيارة. وفي أميركا، تعمل كل من «فورد» و»كرايزلر» على دراسة هذا النظام لاستخدامه في المستقبل.
ويقول كريستيان شابيل :»حتى تكون أي شركة قادرة على إنتاج سيارات كافية تبعث 95 جراماً من الكربون أو أقل في كل كيلو متر واحد بحلول 2020، يعني ذلك أن عليها البدء في بيعها بحلول 2016 أو 2017. ومنذ أن الأمر يستغرق 4 سنوات لتطوير سيارة ما، يمكن القول إن السباق في ذلك قد بدأ بالفعل الآن».
نقلاً عن: «وول ستريت جورنال»
ترجمة: حسونة الطيب
عدد اليوم
