آیا جاده‌های برقی می‌توانند شارژ خودرو را در حین حرکت حل کنند؟

فناوری در جریان است: سوئد واقعاً در حال ساخت جاده‌هایی است که خودروهای الکتریکی را هنگام حرکت با سرعت 90 کیلومتر بر ساعت شارژ می‌کنند.
فناوری در جریان است: سوئد واقعاً در حال ساخت جاده‌هایی است که خودروهای الکتریکی را هنگام حرکت با سرعت 90 کیلومتر بر ساعت شارژ می‌کنند.

این صفحه را به اشتراک بگذارید

جاده‌های برقی، زیرساخت شارژ تعبیه‌شده در جاده‌هایی هستند که باتری خودرو را حین رانندگی شارژ می‌کنند و پاسخ کوتاه این است: این فناوری واقعاً کار می‌کند، اما امروزه پیاده‌سازی دائمی و مقیاس‌پذیر آن در جهان هنوز بسیار محدود است - بخشی از وعده در راه است و بخش بزرگ آن هنوز زیر پروژکتور پروژه‌های آزمایشی مانده. تصور کن: خودرویت به پریز وابسته نیست و جاده خودش انرژی را به تو می‌دهد. درست مثل گذاشتن گوشی روی پد شارژ - اما تو روی همان پد با سرعت 90 کیلومتر بر ساعت در حرکتی. وقتی اولین بار این ایده را شنیدم، من هم گفتم «صبر کن، این خیلی خوب نمی‌تواند باشد». پس با هم نگاهی بیندازیم: این جاده‌ها چطور کار می‌کنند، چه کسانی می‌سازندشان، هزینه‌اش چقدر است و مهم‌تر از همه - واقعاً فراگیر خواهد شد؟

نکات برجسته

  • در سوئد بین استکهلم و آرلاندا جاده برقی 21 کیلومتری افتتاح شد؛ خودروها حین رانندگی شارژ می‌شوند.
  • اولین جاده شارژ بی‌سیم عمومی آمریکا در دیترویت به طول یک‌چهارم مایل (حدود 400 متر) است.
  • هزینه جاده برقی امروز به ازای هر مایل حدود 2 میلیون دلار است.
  • سیستم‌های جاده برقی می‌توانند باتری کامیون‌ها را بسته به سناریو 41 تا 75 درصد کوچک‌تر کنند.

جاده چطور شارژ می‌کند؟ دو روش متفاوت وجود دارد

دو فناوری اصلی وجود دارد و هر دو به یک سؤال پاسخ می‌دهند: چگونه در حین حرکت، انرژی به خودرو منتقل شود؟

شارژ القایی: جادوی بی‌سیم

سیم‌پیچ‌های تعبیه‌شده در جاده از طریق اینورترهای با فرکانس بالا، انرژی را به گیرنده زیر خودرو ارسال می‌کنند - نسخه غول‌آسای پد کلاسیک شارژ بی‌سیم. بدون تماس، بدون کابل و بدون دردسر سیستم خنک‌کننده. اما این زیبایی بهایی دارد: بخشی از انرژی در هوا از دست می‌رود. دریافت همان توان نسبت به شارژ با کابل زمان بیشتری می‌برد؛ در آزمایشی در سال 2018، شارژ بی‌سیم در همان توان 15 درصد زمان بیشتری نسبت به کابل خواست. فراتر از آن، سیستم به تراز بودن فوق‌العاده حساس است - حتی 3 سانتی‌متر جابه‌جایی هم می‌تواند انتقال توان را به‌طور جدی کاهش دهد. اگر خودرویت دقیقاً روی سیم‌پیچ ننشیند، راندمان شارژ به‌شدت افت می‌کند.

سیستم آن‌قدر هم بالغ نیست؛ در آزمایش‌های فرانسه در سال 2023، سیم‌پیچ‌های القایی از 100 درجه سانتی‌گراد فراتر رفته و در شرایط کارکرد عادی، خطر آسیب حرارتی در جاده شناسایی شد. یعنی در روز گرم تابستان، سیم‌پیچ زیر کامیون‌های در حال عبور می‌تواند داغ کند - این شبیه گرم شدن موتور نیست، یک مشکل مهندسی جدی است. نکته مثبت: تحقیقات پیش می‌روند. تیمی که با یادگیری ماشین بهینه‌سازی می‌کند، موفق شد راندمان انتقال انرژی را از 65 درصد به 86,7 درصد برساند؛ این در حالی است که حتی وقتی دستگاه کاملاً با سیم‌پیچ تراز نیست هم کار می‌کند. امروز فرکانس رایج حدود 85 کیلوهرتز است و برخی سیستم‌ها می‌توانند به توان بالای 300 کیلووات برسند.

شارژ هدایتی: ریل روی جاده

روش دوم قدیمی‌تر است اما کارآمدتر: یک ریل تعبیه‌شده در سطح جاده و یک تماس‌دهنده که از زیر خودرو به این ریل امتداد می‌یابد. اگر در سطح خیابان فکر کنیم، نسخه آسفالتی منطق خطوط هوایی برق‌رسانی به قطارهاست. در سیستم هدایتی، تلفات انتقال بی‌سیم وجود ندارد و بیشتر انرژی به خودرو می‌رسد. جذابیت القایی راحتی است و جذابیت هدایتی، راندمان و هزینه.

ویژگیالقایی (بی‌سیم)هدایتی (ریلی)
تماسندارد، القای الکترومغناطیسیدارد، ریل تعبیه‌شده در جاده
راندمانارتفاع کمتر، اتلاف انرژی داردبیشتر انرژی را حفظ می‌کند
حساسیت به تراز بودن۳ سانتی‌متر لغزش، بازدهی را کاهش می‌دهدنیاز به تماس با ریل دارد
هزینهفناوری پیشرفته، گران‌ترمعمولاً ارزان‌تر
پروژه نمونهدیترویت، گوتلندeRoadArlanda

چه کسی در دنیا کجا این کار را انجام داده و به کجا رسیده است؟

İsveç, 2.000 kilometrelik elektrikli yol ağı için 3,8 milyar dolar ayırdı; teknoloji bağırmıyor, yavaş yavaş yürüyor.

سوئد: یک قدم جلوتر

سوئد قهرمان فعلی این میدان است. یک جاده برقی ۲۱ کیلومتری بین استکهلم و فرودگاه آرلاندا افتتاح شده است؛ خودروهای تجاری و شخصی هنگام رانندگی در این جاده، باتری‌های خود را شارژ می‌کنند. نکته جالب اینکه بخش آزمایشی ۲ کیلومتری همان پروژه در سال ۲۰۱۸ تکمیل شده بود؛ یعنی گذر از آزمایش به زیرساخت دائمی حدود ۸ سال طول کشید. این فناوری داد و فریاد نمی‌کند، آهسته و پیوسته پیش می‌رود. اداره حمل‌ونقل سوئد این را به‌عنوان یک برنامه ملی اجرا می‌کند؛ این کشور هزینه حدود ۳۰ تا ۴۰ میلیارد کرون (حدود ۲.۹ تا ۳.۸ میلیارد دلار) برای حدود ۲.۰۰۰ کیلومتر جاده برقی پیش‌بینی کرده است. همچنین در جزیره گوتلند، شرکت Electreon یک جاده برقی ۱.۶ کیلومتری برای کامیون‌ها و اتوبوس‌ها توسعه داده است؛ یک دموی کامیون باری بین‌شهری که هنگام رانندگی شارژ می‌شود هم وجود دارد.

آمریکا: قطعات کوتاه و برنامه‌های جسورانه

در سمت آمریکا، در محله Corktown دیترویت، یک قطعه یک‌چهارم مایل (حدود ۴۰۰ متر) در خیابان 14th Street در نوامبر ۲۰۲۳ افتتاح شد؛ نخستین جاده شارژ بی‌سیم عمومی در آمریکا. اداره حمل‌ونقل میشیگان و شهر دیترویت با Electreon همکاری کردند و بخشی از بودجه ۱.۹ میلیون دلاری به این پروژه اختصاص یافت. هدف، تبدیل آن به یک مایل کامل در چند سال آینده است. جبهه فلوریدا هم به حرکت درآمده: در نخستین قطعه یک پروژه اتوبان جدید نزدیک اورلاندو، در بخشی به طول ۱.۶ مایل، فناوری شارژ بی‌سیم مدفون در جاده خواهد بود؛ ساخت آن از سال ۲۰۲۶ آغاز می‌شود. در همین حین، آزمایشگاه ملی Oak Ridge فناوری DWPT را (ولتاژ ۴ کیلوولت، جریان ۷۵۰ آمپر، فرکانس حدود ۸۵ کیلوهرتز) به شرکت HEVO مستقر در بروکلین لایسنس کرد؛ هوندا هم با Taisei و Taisei Rotec برای توسعه سیستم شارژ القایی حین رانندگی توافق کرد. یعنی پشت صحنه چیزهای زیادی در حال پختن است.

برنامه‌های بزرگ اروپا

فرانسه تا سال ۲۰۳۵ برنامه ۸.۸۵۰ کیلومتر جاده برقی دارد؛ خط هوایی، ریل یا القا، همه روی میز هستند. در سمت آلمان هم مطالعاتی وجود دارد که ۴.۰۰۰ کیلومتر خط هوایی یا زیرساخت القایی روی اتوبان را پیشنهاد می‌دهند. در شهر تروندهایم نروژ، نزدیک پایگاه اتوبوس‌ها، یک سامانه شارژ القایی که هنگام توقف یا حرکت آهسته استفاده می‌شود فعال است. در اسرائیل، در تل‌آویو، یک مشارکت «شارژ به‌عنوان خدمت» به ارزش حدود ۹.۴ میلیون دلار برای ناوگان ۲۰۰ اتوبوسی شرکت Dan Bus وجود دارد؛ با اشتراک ماهانه حدود ۸۰۰ تا ۱.۰۰۰ دلار. اما صادق باشیم: بیشتر این‌ها هنوز در مرحله طرح یا مناقصه هستند. آیا امروز اجرای دائمی در مقیاس واقعی می‌بینیم؟ از ابتدا تا انتها، عمدتاً همان ۲۱ کیلومتر سوئد.

بحث پول: این جاده‌ها چقدر هزینه دارند؟

در پروژه دیترویت، هزینه به ازای هر مایل حدود 2 میلیون دلار است. معاون شرکت Electreon، استفان تونگور، پیش‌بینی می‌کند که با بالغ شدن فناوری، این مبلغ به حدود 1.2 میلیون دلار برای هر مایل و هزینه خرید برای هر خودرو به حدود 1,000 دلار کاهش یابد. زیباست اما حساب وحشتناک است: پوشش دادن تمام شهرها یا بزرگراه‌ها با چنین هزینه‌ای نجومی می‌شود. به همین دلیل نکته کلیدی بحث این است - لازم نیست هر راهی را برقی کنید. رویکردی که تونگور پیشنهاد می‌کند هم همین است: نقاط استراتژیک دارای مدل کسب‌وکار را هدف بگیرید. اتوبوس‌هایی با مسیر ثابت، کریدورهای کامیون بین بنادر و انبارها، خطوط حمل‌ونقل عمومی. خلاصه و کوتاه: راه برقی باید در جای درست ساخته شود، نه همه‌جا.

یک مسئله هم سمت خودروست: برای بهره‌مندی از این جاده، خودروی شما به یک گیرنده خاص نیاز دارد. در آمریکا در حال حاضر تنها مدلی که با گیرنده شارژ بی‌سیم از کارخانه عرضه می‌شود، سدان هیبریدی BMW 530e است. یعنی حتی اگر زیرساخت وجود داشته باشد، تعداد خودروهای مجهزی که بتوانند از آن استفاده کنند فقط همین قدر است. اما تقاضا در سمت مصرف‌کنندگان امیدوارکننده است: در نظرسنجی‌ای در آمریکا روی 1,000 نفر، 81 درصد از شرکت‌کنندگانی که مالک یا متقاضی خودروی برقی بودند، علاقه زیادی به خودروهای دارای شارژ بی‌سیم اظهار کرده بودند. تقاضا هست اما سخت‌افزار و جاده نیست - همان چرخه معروف مرغ و تخم‌مرغ.

وعده اصلی: کوچک کردن باتری‌های عظیم در حمل‌ونقل سنگین

به نظرم جذاب‌ترین وعده راه‌های برقی نه خودروهای شخصی، بلکه کامیون‌ها هستند. چرا؟ چون کامیون مسافت طولانی اگر بتواند باتری را در حین حرکت شارژ کند، دیگر مجبور نیست صدها کیلوگرم باتری روی دوش خود بکشد. مطالعه‌ای از بریتانیا (de Saxe و همکاران، 2023) نشان داد که سیستم‌های راه برقی می‌توانند باتری کامیون‌ها را در سه سناریو به ترتیب 41 درصد، 62 درصد و 75 درصد کوچک کنند - سناریوهای "Light"، "Medium" و "Heavy" بر اساس مسافت (پوشش 2,750 / 5,500 / 8,500 کیلومتر). کوچک کردن باتری فقط یعنی کاهش وزن: هزینه اولیه خودرو پایین می‌آید و هزینه کل مالکیت تا 9 درصد نسبت به baseline ارزان‌تر می‌شود. در مطالعه‌ای از Fraunhofer مربوط به 2025 نیز گزارش شده که کامیون‌های باتری-برقیِ استفاده‌کننده از راه برقی هم از نظر انتشار و هم هزینه دیزل را پشت سر می‌گذارند و مقرون‌به‌صرفه‌ترین گزینه هستند.

اما همه قانع نشده‌اند. اشلی نونس از دانشکده حقوق هاروارد معتقد است که شارژ بی‌سیم با آنکه روی کاغذ خوب به نظر می‌رسد، به دلیل مسائل لجستیکی و هزینه ممکن است از حالت عملی خارج شود؛ با این حال می‌پذیرد که در بخش کامیون‌های متوسط/سنگین با مسیر ثابت می‌تواند معنادار باشد. این محافظه‌کاری مشابه همه‌جا دیده می‌شود: هر قدر هم که سیستم درخشان باشد، آسفالت کردن یک بزرگراه کامل ماجرای کاملاً متفاوتی است.

مقیاس‌پذیری: آیا خود جاده می‌تواند نیروگاه انرژی باشد؟

تا اینجا به نظرم تصویر روشن است: فناوری کار میکند، نمونهها در حال افزایشاند اما سرعت رشد نسبتاً کندتر از اهداف است. در آمریکا نیز حرکتهای قانونی وجود دارد - از یک سو پیشنهاد برنامه کمکهزینه شارژ بیسیم (Wireless Electric Vehicle Charging Grant Program Act) در سطح فدرال، و از سوی دیگر اقداماتی مانند الحاق شرط پایلوت شارژ بیسیم پویا به پروژههای حملونقل بالای 20 lane-mile در لایحه SB1805 ایلینوی. یعنی جنبه سیاستگذاری هم شروع به فشردن دکمه کرده است. با این حال، تا سال 2026 تصویر ملموس چنین است: در آمریکا یک پایلوت به مرحله ساخت رسیده، برنامههای بزرگ اروپا هنوز فقط طرح ماندهاند، و اجرای دائمی در مقیاس فقط در یک نمونه (21 کیلومتر) است.

بخش صنعت نیز همه علاقهمندان را راضی نمیکند. تویوتا همراه با دنسو با Electreon شراکت برقرار کرده است؛ BMW و فورد در کنار WiTricity قرار دارند و استلانتیس با Hevo Power. تسلا هم Wiferion را خریده و سپس فروخته بود - یعنی همه بازیگران بزرگ در یک جبهه نیستند. دنیای خودروسازی به این فناوری «بله، اما» میگوید؛ هنوز راه قطعی طیشده نیست. همچنین در سال 2026 یک مرور علمی نظاممند منتشر شد که کارایی و رفتار حرارتی جادههای برقی القایی و رسانا را مقایسه میکند - دلیلی بر اینکه این حوزه هنوز بهطور فعال مورد بحث است.

وعده یا واقعیت؟ نتایج من

به نظر من پاسخ صادقانه این است: جادههای برقی در حال حاضر در ترکیب «ایده عالی + مرحله اولیه» قرار دارند. کار میکند؟ بله. برای همه کافی است؟ هنوز نه. سناریوی اجرایی درست مشخص است: اتوبوسهای خط ثابت، بندرها و کریدورهای لجستیک، مسیرهای کامیون حملونقل بینشهری. در این حوزهها وعده کوچکسازی باتری با اعداد پشتیبانی میشود؛ کوچک شدن باتری کامیونها تا 75 درصد، سیستمهای جاده برقی را به گزینه جدی در حملونقل سنگین تبدیل کرده است. برای حملونقل شهری نیز خطوط اتوبوس نقطه شروع کاملاً منطقیای هستند.

در سمت رانندگان فردی اما کمی صبر لازم است. پیشرفتهایی مانند کاهش هزینه گیرنده به 1,000 دلار، کاهش هزینه به ازای هر مایل به 1.2 میلیون دلار و افزایش بازدهی به سطح 86 درصد در جهت درست هستند، اما هنوز خود جاده به منبع انرژی تبدیل نشده است - فقط بخشهای آزمایشی کوچک و پرهزینه وجود دارند. عجیب نیست؟ این تصور که در دنیایی زندگی خواهیم کرد که هنگام رانندگی در بزرگراه خودرویمان شارژ میشود، هیجانانگیز است؛ اما راه رسیدن به آن دنیا، طولانیتر از آنچه پیشبینی میشد به نظر میرسد. در حال حاضر هوشمندانهترین حرکت این است که این فناوری را از نظر دور نداریم: به نظر میرسد یکی از محتملترین فرصتهای انفجار آن در حملونقل سنگین باشد.

منابع