Tuesday, 29 June 2021

Fuel Cell & Battery Electric Vehicles: The Inevitable Future of Clean Mobility

 


By Bang Sun Jeong, Vice President, Head of Middle East & Africa Operation

With climate change continuing to be an important topic around the world, more questions are being asked of how automobile manufacturers can help reduce the emissions that are being produced by vehicles on a daily basis.

According to statistics from the International Energy Agency, road transportation accounts for three-quarters of transport emissions while transportation alone makes up one-fifth of global carbon dioxide emissions. It is a significant problem and one that simply cannot be ignored. [1]

In recent years, several vehicle makers including Hyundai Motor Company, have committed to play their part in addressing this issue by providing clean mobility. We are already seeing the beginning of this with many clean and energy-efficient vehicles being driven on the roads today.

Most of them are battery electric vehicles (BEVs) which are becoming an increasingly popular choice for consumers today. It is easy to see why. Many governments around the globe have rolled out financial incentives to encourage the adoption as part of its long-term strategy to go green.

For instance, the United Kingdom is set to ban the sales of new cars and vans that are powered by diesel or petrol from 2030 while the American government has pledged to invest heavily in clean energy including electric vehicles with plans to install 500,000 new charging outlets by the end of 2030. This would be a huge jump given there are currently less than 29,000 public EV chargers across the U.S. [2]

Although these plans would help accelerate the sales of BEVs, trying to change the majority of people’s behaviours to switch to ‘greener’ and sustainable vehicles will not be easy.

How long would it take to charge? Is it affordable? How far would consumers be able to travel and how long would the batteries last before it needs replacing? These are just some of the questions being raised by potential new buyers before making the final decision and doing their part in protecting the environment.

Many of these answers are largely down to the use of advanced technologies and how practical they are. Today, more organisations within the industry are collaborating to leverage different forms of technologies to develop vehicles and infrastructure that will make BEVs a climate-friendly way to get around.

While these are big steps forward, BEVs are not the only transport solution that will help make our cities and towns cleaner.

Hydrogen power has been on the market for many years but in a very limited capacity. Yet, it has been identified as a key green transportation technology and in recent years, Hydrogen, the most abundant element on Earth, has become a vital resource in the automotive industry.

Hydrogen cars or fuel-cell electric vehicles (FCEV) as they are widely known today are unlike BEVs.

 

Firstly, FCEVs are installed with a hydrogen tank that enters the fuel cell using a combination of hydrogen and oxygen which generates electricity to power the motors. This means that hydrogen cars have characteristics of both electric cars due to the use of electric energy and conventional petrol cars which have tanks.

As well as reducing carbon footprints and greenhouse gases, another difference is that FCEVs do not require consumers to plug in the vehicle to an outlet for refuelling which can be done between five and 10 minutes.

For example, the Hyundai NEXO Fuel Cell only needs less than five minutes to refuel for a driving range of up to 380 miles. To put that into perspective, that is almost the distance of a full-round trip between Washington DC and New York compared to BEVs which can range between 100 and 200 miles. [3]

Furthermore, FCEVs can store more energy at a lower density while hydrogen is a more sustainable and long-term fuelling option that can be used for long periods without even harming the environment.

Despite these positives, one of the biggest challenges is costs. Although a variety of FCEVs have been rolled out in the last two decades including Hyundai’s Santa Fe FCEV –the Company’s first fuel cell EV and the world’s first mass-produced FCEV Hyundai ix35, the demand is relatively low.

There are many reasons for this but one of the main problems is that they are expensive to buy. This is largely down to manufacturing and technology costs which will only drop when production numbers rise.

Even if consumers can afford a new FCEV, there needs to be a substantial number of Hydrogen fueling stations across all countries and these facilities will only be built by fuel companies if there is enough business.

However, the Kingdom of Saudi Arabia is among the countries that already have installed at least a fueling station which shows that some nations are more than ready to welcome hydrogen-powered vehicles to their roads.

It is clear that BEVs and FCEVs have the advantage of producing zero local emissions and at Hyundai Motor, we see a bright future for both types of vehicles. It is part of our vision to produce automobiles that are sustainable and eco-friendly.

Yet, we realise that a huge amount of work needs to be done to provide a clean mobility landscape. As part of our long-term strategy, Hyundai plans to roll out at least 12 BEV models with the objective to sell 560,000 EVs per year by 2025. During this same period, Hyundai Motor Group, plans to expand its BEV lineup to 23 models by 2025 with the goal to sell 1 million units annually in global markets.

At the same time, Hyundai Motor Group has set out its ‘FCEV Vision 2030’ roadmap, reaffirming its commitment to accelerate the development of a hydrogen society by leveraging its global leadership in fuel cell technologies.

During the next nine years, Hyundai Motor Group aims to secure a 700,000-units-a-year production capacity of fuel cell systems for automobiles as well as for non-automotive sectors, such as vessels, rail cars, drones and power generators.

As for fuel cell vehicles, Hyundai Motor has already started exporting its XCIENT Fuel Cell, the world’s first mass-produced fuel cell heavy-duty truck with 2,000 units being developed per year by 2021 to support expansion in Europe, the U.S. and China as demand for clean transport solutions grows.

Overall, it is inevitable that we will be seeing more BEVs and FCEVs being driven in the future as they are part of the solution that will make our cities cleaner. If members of society are to shift to these vehicles, it would require policy-makers, governments and industry experts to work together and overcome any challenges.

It is simply not enough to develop these vehicles for the roads in mass production unless there is sufficient infrastructure in place and are affordable to buy and operate. Therefore, resourcefulness will be key to clean and sustainable mobility.


خلايا الوقود والمركبات الكهربائية العاملة بالبطارية: بناء مستقبل التنقل النظيف

 

بقلم بانغ سون جيونغ، نائب الرئيس، ورئيس عمليات الشرق الأوسط وأفريقيا في هيونداي

 

مع تصدر قضية تغير المناخ الاهتمام العالمي، واستمرار النقاشات حولها، تطرح العديد من الأسئلة حول الدور الذي يمكن لصناعة السيارات القيام به للمساعدة في تقليل الانبعاثات التي تنتجها المركبات يومياً.

 

وتضع إحصاءات وكالة الطاقة الدولية صناعة السيارات في خضم الجدل البيئي، إذ يؤدي النقل البري وحدة لثلاثة أرباع إجمالي الانبعاثات الناتجة عن النقل، ويشكل قطاع النقل وحده خُمس الانبعاثات العالمية لثاني أكسيد الكربون.

 

وقد شهدت الأعوام الأخيرة، التزام العديد من صانعي السيارات، وفي مقدمتها شركة هيونداي موتور، بدورها في معالجة هذه المشكلة من خلال توفير حلول مبتكرة للتنقل النظيف. وصرنا نشهد بالفعل بواكير هذه الجهود مع ظهور العديد من المركبات النظيفة والموفرة للطاقة التي تسير على الطرق اليوم، والتي يدخل معظمها ضمن فئة السيارات الكهربائية التي تعمل بالبطاريات (BEVs) والتي أصبحت خياراً شائعاً للمستهلكين في الوقت الحالي، أطلقت من أجله حكومات عدة حوافز مالية لتشجيع هذه السيارات الجديدة التي تندرج ضمن استراتيجيتها طويلة الأجل لتصبح صديقة للبيئة.

 

فعلى سبيل المثال، ستحظر المملكة المتحدة مبيعات السيارات والشاحنات الجديدة التي تعمل بالديزل أو البنزين اعتباراً من عام 2030. كما تعهدت الحكومة الأمريكية بالاستثمار بكثافة في الطاقة النظيفة التي تشمل السيارات الكهربائية، وثمة خطط أمريكية لتثبيت 500 ألف منفذ شحن جديد بنهاية عام 2030، وستكون هذه قفزة كبيرة للسيارات الكهربائية هناك، نظراً لوجود أقل من 29 ألف شاحن عام للسيارات الكهربائية في جميع أنحاء الولايات المتحدة.

 

ورغم أن هذه الخطط ستساعد في تسريع مبيعات السيارات الكهربائية، فلا بد من الاعتراف بأن محاولة تغيير سلوكيات غالبية الأشخاص للتحول إلى مركبات "صديقة للبيئة" ومستدامة ليس بالأمر الهين، فمثلاً يتعين على صانعي السيارات الكهربائية الإجابة على حزمة من الأسئلة التي يطرحها المشترون الجدد قبل اتخاذ القرار النهائي وشراء السيارة ومنها على سبيل المثال: كم من الوقت سيستغرق الشحن؟ هل هي ميسورة التكلفة؟ إلى أي مدى يمكن السفر بالسيارة؟ وما هي المدة التي ستستغرقها البطاريات قبل الحاجة إلى استبدالها؟

 

وتعتمد الكثير من الإجابات على الأسئلة السابقة على استخدام التقنيات المتقدمة ومدى كونها عملية، لذلك صرنا نشهد المزيد من التعاون بين المؤسسات داخل صناعة السيارات للاستفادة من أشكال مختلفة من التقنيات لتطوير المركبات والبنية التحتية التي ستجعل السيارات الكهربائية التي تعمل بالبطاريات من الخيارات المتاحة والصديقة للبيئة.

 

ورغم الخطوات الواسعة المقطوعة في مجال السيارات الكهربائية التي تعمل بالبطاريات، فإنها لا تعتبر المجال الوحيد الذي يضمن الحلول الصديقة للبيئة في المدن.

 

تتواجد الطاقة الهيدروجينية في السوق منذ أعوام عديدة، ولكن بقدرات محدودة، ويتم تصنيفها أنها تقنية نقل خضراء. وفي الأعوام الأخيرة، أصبح الهيدروجين - وهو العنصر الأكثر وفرة على وجه الأرض- عاملاً حيوياً في صناعة السيارات.

 

وتختلف السيارات الهيدروجينية أو المركبات الكهربائية التي تعمل بخلايا الوقود (FCEV) عن السيارات الكهربائية. ففي البداية، يتم تثبيت خزان هيدروجين في المركبات الكهربائية التي تعمل بخلايا الوقود، حيث يدخل إلى خلية الوقود مزيج من الهيدروجين والأكسجين الذي يولد الكهرباء لتشغيل المحركات. وهذا يعني أن سيارات الهيدروجين تمتلك خصائص كل من السيارات الكهربائية بسبب استخدام الطاقة الكهربائية وسيارات البنزين التقليدية التي تحتوي على خزانات.

 

وإضافة إلى المساهمة بخفض تأثيرات الكربون والغازات المسببة للاحتباس الحراري وتغير المناخ، فهناك فرق آخر، وهو أن السيارات الهيدروجينية لا تحتاج لقيام المستخدم بتوصيل السيارة بمأخذ للتزود بالوقود، إذ يمكن شحن سيارات الهيدروجين شحناً كاملاً وبسرعة خلال فترة تتراوح من خمس إلى عشر دقائق فقط.

 

فعلى سبيل المثال، يمكن شحن سيارة من طراز هيونداي نيكسو بشكل كامل خلال خمس دقائق، وذلك للسير بها لمدى قيادة يبلغ 380 ميلاً، وهذه تقريباً مسافة رحلة كاملة ذهاباً وإياباً بين واشنطن العاصمة ونيويورك، وهذا ما يمنح السيارات الهيدروجينية ميزة نسبية بالمقارنة مع المركبات الكهربائية التي يمكن أن يتراوح مدى القيادة الخاص بها بين 100 و200 ميل.

 

علاوة على ذلك، تستطيع السيارات الهيدروجينية تخزين المزيد من الطاقة بكثافة أقل، ويعد الهيدروجين خيار وقود أكثر استدامة وطويل الأمد يمكن استخدامه لفترات طويلة دون الإضرار بالبيئة.

 

إلا أنه وعلى الرغم من هذه الإيجابيات، فإن أحد أكبر التحديات التي تواجه السيارات الهيدروجينية هو التكاليف، فمع طرح مجموعة متنوعة منها في العقدين الماضيين، بما في ذلك سيارة هيوندايSanta Fe FCEV التي تعد أول سيارة كهربائية لخلية الوقود للشركة، وسيارة ix35 التي تعد أول سيارة هيدروجينية بإنتاج كبير من هيونداي، فإن الطلب على هاتين السيارتين لا يزال منخفض نسبياً. هناك العديد من الأسباب لانخفاض الطلب، ولكن واحدة من المشاكل الرئيسية هي ارتفاع تكلفة الشراء، التي تعود إلى ارتفاع تكاليف التصنيع والتكنولوجيا، والتي يتوقع أن تنخفض فقط عندما يزيد عدد السيارات ضمن الإنتاج.

 

وحتى إذا كان المستهلكون قادرين على تحمل تكلفة سيارة هيدروجينية جديدة، يجب أن يكون هناك عدد كبير من محطات التزود بالوقود الهيدروجيني في جميع البلدان، وبالطبع لن تقوم شركات الوقود ببناء هذه المرافق إلا إذا كان هناك ما يكفي من الأعمال. وفي هذا السياق، تأتي المملكة العربية السعودية من بين الدول التي قامت بالفعل بتركيب محطة لتزويد السيارات بوقود الهيدروجين، وذلك في إشارة لاستعداد عدد من الدول لاستقبال المركبات التي تعمل بالهيدروجين على طرقاتها.

 

تمتلك كل من السيارات الهيدروجينية والسيارات الكهربائية ميزة إنتاج انبعاثات محلية تصل إلى الصفر، وترى هيونداي موتور مستقبلاً مشرقاً لهذين النموذجين كما أننا نركز عليهما كجزء من رؤيتنا لإنتاج سيارات مستدامة وصديقة للبيئة. وندرك أن هناك قدراً هائلاً من العمل الذي يتعين القيام به لتوفير بيئة تنقل نظيفة.

 

وتخطط مجموعة هيونداي، ضمن استراتيجيتها على المدى الطويل، لطرح ما لا يقل عن 12 طرازاً من السيارات الكهربائية بهدف بيع 560 ألف مركبة كهربائية سنوياً بحلول عام 2025. وخلال هذه الفترة نفسها نخطط في المجموعة لتوسيع تشكيلة السيارات الكهربائية الخاصة بها إلى 23 طرازاً في 2025 لبيع مليون وحدة سنوياً في الأسواق العالمية.

 

وفي الوقت ذاته، وضعت مجموعة هيونداي موتور خريطة طريق لتسريع تطبيق "رؤية السيارات الهيدروجينية 2030" لتؤكد على التزامها بتسريع بناء مجتمع يعتمد على طاقة الهيدروجين، وذلك بالاعتماد على ريادتها العالمية في تقنيات خلايا وقود الهيدروجين. وتعمل مجموعة هيونداي موتور، خلال الأعوام التسعة القادمة، على تأمين طاقة إنتاجية تبلغ 700 ألف وحدة سنوياً من أنظمة خلايا الوقود للسيارات، وكذلك لتطوير حلول الهيدروجين في القطاعات الأخرى مثل السفن وعربات السكك الحديدية والطائرات بدون طيار ومولدات الطاقة.

 

وبالنسبة للمركبات التي تعمل بخلايا الوقود، بدأت هيونداي موتور بالفعل في تصدير أكسينت فيول سيل، أول شاحنة ثقيلة تعمل بخلايا الوقود يتم إنتاجها بأعداد كبيرة في العالم، وسيتم تطوير ألفين وحدة منها في عام 2021 لتسريع الانتشار العالمي للشاحنة الثقيلة، الخالية من الانبعاثات، والصديقة للبيئة في كل من أوروبا والولايات المتحدة والصين حسب الطلب.

 

وبشكل عام، نحن على ثقة أن المستقبل سيشهد ظهور المزيد من السيارات الكهربائية والهيدروجينية لأنها إحدى الطرق التي ستجعل مدننا أكثر استدامة وفي حال أراد أفراد المجتمع التحول إلى هذه المركبات، فسيتطلب الأمر من واضعي السياسات والحكومات وخبراء الصناعة التعاون معاً بهدف التغلب على أي تحديات.

 

إن مجرد القيام بتطوير هذه المركبات للطرق بأعداد ضخمة لا يعتبر أمراً كافياً ما لم تكن هناك بنية تحتية مناسبة ومتاحة، وبأسعار معقولة للشراء والتشغيل. لذلك، فإن حسن التدبر، يمثل مفتاح التنقل النظيف والمستدام.

 

=