چرا در نخستین قرن خودروهای الکتریکی، بنزین پیروز شد؟

تاریخ خودروهای برقی، داستانی بسیار قدیمی‌تر و بسیار دراماتیک‌تر از چیزی است که بیشتر افراد تصور می‌کنند. در آستانه قرن بیستم، خودروهای برقی پرفروش‌ترین اتومبیل‌های آمریکا بودند؛ در حالی که موتورهای بنزینی به‌عنوان جایگزینی لرزان، بدبو و نیازمند هندل در نظر گرفته می‌شدند. دلیل پیروزی بنزین در این نبرد، یک اختراع یا یک تصمیم منفرد نبود، بلکه توفانی بود که زیرساخت جاده‌ها، قیمت نفت، استارتر برقی و تولید انبوه هم‌زمان در آن نقش ایفا کردند. این صفحه آن نبرد، تلاش‌های آزمایشی یک سده گذشته، تراژدی GM EV1، انقلاب لیتیوم-یون و دگردیسی مدرنی که با Tesla Roadster آغاز شد را با روایتی زمان‌بر بررسی می‌کند.

خودروی برقی چگونه و پیش از خودروی بنزینی متولد شد؟

از نظر فنی، بله. موتور الکتریکی پیش از موتور احتراق داخلی قابل استفاده شد. در 1827 کشیش مجاری آنیوش جدلیک نخستین موتور الکتریکی را ساخت؛ در 1828 یک مدل کوچک خودرو را با آن به حرکت درآورد. مخترع اسکاتلندی رابرت اندرسون میان سال‌های 1832 تا 1839 یک خودروی برقی خام توسعه داد و نعل‌بند ورمونتی توماس ونورتر در 1834 خودروی برقی خودش را ساخت. شاید چشمگیرترین نمونه اولیه، نخستین لوکوموتیو برقی شناخته‌شده باشد که رابرت دیویدسون در 1837 در آبردین ساخت: در 1841 «گالوانی» با وزن 7100 کیلوگرم، بار را با سرعت 6.4 کیلومتر بر ساعت در مسیری 2.4 کیلومتری کشید. کارگران راه‌آهن از ترس بیکاری این ماشین را نابود کردند - اینکه نخستین خرابکاری علیه حمل‌ونقل برقی یک لوکوموتیو بود نه یک خودروی موتوری، با آیرنی تاریخ به‌خوبی هم‌خوانی دارد.

آستانه بحرانی، الکتریسیته قابل ذخیره بود. در 1859 گاستون پلانته باتری سرب-اسید قابل شارژ را اختراع کرد؛ در 1881 کمی‌ی آلفونس فور ظرفیت این باتری را به‌طور چشمگیری افزایش داد. اکنون خودرو می‌توانست انرژی خودش را با خود حمل کند. در 19 آوریل 1881 گوستاو ترووه در پاریس، در خیابان روآ والوآ، احتمالاً نخستین خودروی برقی حامل انسان با منبع قدرت مستقل - یک وسیله سه‌چرخ - را آزمایش کرد. توماس پارکر در 1884 در ولورهمپتون نخستین خودروی برقی خود را ساخت؛ آندراس فلکن در 1888 خودروی Flocken Elektrowagen را ساخت که امروز «نخستین خودروی برقی واقعی» به شمار می‌آید.

در سوی آمریکا، ساعت‌ها برای شیمی‌دان اسکاتلندی‌تبار ویلیام موریسون شروع به کار کردند. موریسون میان سال‌های 1890 تا 1891 در دس‌موینز آیووا نخستین خودروی برقی آمریکا را توسعه داد: یک واگن شش نفره، ساعت ۲۳ کیلومتر سرعت، یک مهندسی تمیز بود.

1897–1912: عصر طلایی خودروهای برقی چگونه بود؟

سال 1897، نخستین پیروزی تجاری خودروی برقی بود. تاکسی‌های برقی والتر برسی در خیابان‌های لندن رفت‌وآمد می‌کردند؛ به دلیل صدای وزوز ملایم‌شان، لقب "Hummingbirds" گرفتند. در همان سال، شرکت Samuel's Electric Carriage and Wagon Company در نیویورک به راه‌اندازی ۱۲ تاکسی برقی هنسام پرداخت و تا 1898 ناوگان به ۶۲ تاکسی رسید؛ شرکت بعداً با نام Electric Vehicle Company بازسازی شد. در همان سال، پرفروش‌ترین خودروی آمریکا خودرویی برقی بود: Columbia Motor Carriage از شرکت Pope Manufacturing. در 1902، استودی‌بیکر همراه با سازندگانی مانند Waverly Company با خودروهای برقی وارد صنعت خودروسازی شد و در اوایل دهه 1900، نخستین خودروهای برقی تولید انبوه به جاده‌های آمریکا رسیدند.

از نظر عملکرد هم اصلاً بد نبود. در 18 دسامبر 1898، خودروی برقی ژانتو با سرعت 63.13 کیلومتر بر ساعت، نخستین رکورد سرعت زمینی خودرو را شکست. در 29 آوریل 1899، کامیل ژناتزی با خودروی بدنه تورپدوی Jamais Contente به سرعت 105.88 کیلومتر بر ساعت رسید و نخستین خودرویی شد که از مرز 100 کیلومتر بر ساعت عبور کرد. خودروی برقی تا حدود سال 1900 رکورد سرعت زمینی را در اختیار داشت.

تصویر بازار آمریکا در 1900، برای خواننده‌ای که به آمار امروز عادت دارد، شگفت‌انگیز است. از خودروهای تولیدشده، ۴۰٪ بخاری، ۳۸٪ برقی و ۲۲٪ بنزینی بودند؛ حدود یک‌سوم خودروهای موجود در جاده‌ها برقی بودند. ارقام مربوط به سهم کمی بسته به اینکه سرشماری چگونه تعریف شده باشد متفاوت است - یک ارزیابی ۲۸٪ برقی می‌دهد، دیگری ۳۸٪ - اما essence تصویر تغییر نمی‌کند: در آمریکا سال 1900، خودرو یک ماشین یکنواخت نبود. اوج تولید در 1912 رسید: در آن سال در آمریکا در مقابل 1575 خودروی برقی، تنها 936 خودرو با موتور احتراق داخلی تولید شد.

چرا همه خودروی برقی را دوست داشتند؟

دلایل کاملاً از مزایای قابل اندازه‌گیری تشکیل شده بود. در خودروی برقی لرزش، بو و سر و صدا وجود نداشت؛ نیازی به تعویض دنده نبود؛ نیازی به هندل کرک کردن نبود. در مقایسه، خودروهای بخاری در صبح‌های سرد تا ۴۵ دقیقه زمان گرم شدن نیاز داشتند. برقی، انتخابی عمل‌گرایانه برای استفاده درون‌شهری بود و بازاریابی هم این را می‌دانست: خودروهای برقی به‌ویژه به مصرف‌کنندگان زن فروخته می‌شدند - که این وضعیت نوعی انگ اجتماعی نزد مصرف‌کنندگان مرد هم ایجاد می‌کرد؛ یعنی نخستین مشکل تصویری خودروی برقی از همان ابتدا پدید آمده بود.

اما قیمت، حلقه ضعیف خودروی برقی بود: تا 1912، یک خودروی برقی تقریباً دو برابر خودروی بنزینی فروش می‌رفت. در مورد زیرساخت شارژ نیز، صنعت راه‌حل‌هایی شگفت‌آور شبیه بحث‌های امروز تولید کرده بود: شرکت Hartford Electric Light Company (GeVeCo) بین سال‌های 1910 تا 1924 با سرویس باتری قابل تعویض، بیش از ۶ میلیون مایل خدمات ارائه داد؛ از 1917 به بعد، در شیکاگو سرویس مشابهی برای Milburn فعالیت می‌کرد. تعویض باتری، 100 سال پیش از قبل امتحان شده بود.

چرا جنگ بنزین برنده شد؟

دلیل شکست نه یک فناوری عقب‌افتاده بود، بلکه همپوشانی چهار عامل در همان یک دهه بود. اول، زیرساخت: همان‌طور که شبکه جاده‌ای آمریکا بهبود می‌یافت، مردم می‌خواستند دورتر بروند و خودروهای برقی با سرعت 24 تا 32 کیلومتر بر ساعت و برد 50 تا 65 کیلومتر نتوانستند این تقاضا را برآورده کنند. دوم، اقتصاد انرژی: کشف‌های بزرگ ذخایر نفت قیمت بنزین را به‌سرعت کاهش داد. سوم، استارت برقی که چارلز کترینگ در سال 1912 توسعه داد، بزرگ‌ترین مانع استفاده از خودرو بنزینی - یعنی هندکرانک - را از میان برداشت؛ صداخفه‌کن برادران ریوز در سال 1897 مشکل سر و صدا را کاهش داده بود. چهارم، تولید انبوه هنری فورد قیمت خودرو بنزینی را به سطوحی کشاند که خودروی برقی به آن نمی‌رسید: بیشتر تولیدکنندگان خودروهای برقی در دهه 1910 تولید را متوقف کردند و تا دهه 1930 این صنعت عملاً از میان رفته بود.

البته کاملاً نمرده بود؛ به گوشه‌های بسیار محدود عقب نشست. در سال 1923 ییل لیفتراک برقی تولید کرد. خودروهای توزیع شیر در بریتانیا - «میلک فلت»ها - در سراسر قرن بیستم بزرگ‌ترین ناوگان خودروهای باتری-برقی جهان را تشکیل دادند. در سال 1954 گلف‌کار برقی Lektro عرضه شد. II. در جنگ جهانی II، کشورهای اروپایی دچار کمبود سوخت، خودروهای برقی را دوباره امتحان کردند. پس این ایده هرگز صرفاً یک کنجکاوی آکادمیک باقی نماند؛ فقط از مسافرانش دور افتاده بود.

20. تلاش‌های میانه قرن بیستم: از Henney Kilowatt تا خودروی ماه

در اواخر دهه 1950 تلاش‌ها دوباره آغاز شد. Henney Kilowatt خودرویی برقی بر پایه رنو دوفین بود؛ نسخه‌های 36 ولت و 72 ولت داشت و مدل 72 ولت می‌توانست به سرعت حدود 96 کیلومتر بر ساعت برسد - اما تولید آن در سال 1961 پایان یافت، زیرا قیمتش دو برابر دوفین بنزینی بود. چرخه کلاسیک تولید برقی با حجم پایین اینجا هم تکرار می‌شد: ایده خوب، اقتصاد بد. در سال 1959 شرکت‌های AMC و Sonotone پژوهش باتری «خودشارژ» را آغاز کردند؛ در دهه 1960 مفاهیمی مانند Scottish Aviation Scamp (1965)، GM Electrovair (1966) و AMC Amitron (1967) ساخته شدند، اما هیچ‌کدام به تولید انبوه نرسیدند.

آشکارترین تلاش ناموفق Enfield 8000 در سال 1973 بود؛ در مجموع تنها 112 عدد از آن تولید شد. و تضاد چشمگیر همان سال در ماه رخ داد: در 31 ژوئیه 1971 با آپولو 15، خودروی Lunar Roving Vehicle نخستین خودروی برقی‌ای بود که تاریخ بشر در سطح ماه از آن استفاده کرد - که توسط بوئینگ و زیرمجموعه GM یعنی Delco Electronics توسعه یافته بود. صناعتی که در زمین نمی‌توانست خودروی برقی بفروشد، در ماه از خودروی برقی استفاده می‌کرد.

بحران‌های انرژی دهه‌های 1970 و 1980 موضوع را دوباره به میزان آورد؛ قانون پژوهش خودروهای برقی و هیبریدی آمریکا در سال 1976 مشوق‌هایی فراهم کرد. اما نتیجه مأیوس‌کننده بود: محصولاتی مانند Sinclair C5 شکست خوردند و تبدیل‌های دهه‌های 1960 تا 1990 (Electrosport، Electra-Van، Lectric Leopard، Solectria Force) با اعداد اندک فروخته شدند. شیمی باتری مرزها را تعیین می‌کرد و سرب-اسید از آن مرزها فراتر نمی‌رفت.

GM EV1: چرا نخستین خودروی برقی واقعی دوران مدرن مرد؟

نقطه شروع احیای مدرن، سال 1990 در نظر گرفته می شود. در آن سال، روجر اسمیت، رئیس GM، کانسپت GM Impact را در نمایشگاه خودروی لس آنجلس معرفی کرد؛ در همان سال، کالیفرنیا الزام ZEV یعنی خودروی تک‌سوط‌صفر را به اجرا درآورد. فشار CARB، صنعت خودروسازی را ظرف یک دهه به سبدی بی‌سابقه از خودروهای برقی سوق داد: Chrysler TEVan، Ford Ranger EV، GM S10 EV، Honda EV Plus، Toyota RAV4 EV و Nissan Altra EV - این آخری، نخستین خودروی برقی تولید انبوه با باتری لیتیوم-یون بود.

ستاره این خانواده، GM EV1 بود. این خودرو به مصرف‌کنندگان فروخته نشد؛ تنها از طریق اجاره بسته ارائه شد. وقتی قراردادهای اجاره سه‌ساله در اوایل دهه 2000 به پایان رسید، GM با استناد به هزینه بالای تولید و بازار کوچک، برنامه را لغو کرد. خودروها مسترد شدند و بیشترشان نابود شدند؛ علاقه‌مندان اعتراض‌هایی برگزار کردند و EV1 به یکی از نمادهای احساسی‌ترین تاریخ خودروی برقی تبدیل شد.

نمی توان گفت این داستان تک‌بعدی است. برخی مورخان خودروسازی در برابر روایت «GM از خودروهای برقی دست کشید» مخالفت می کنند و استدلال می کنند که میراث EV1 به تلاش‌های شرکت در حوزه خودروهای پیل سوختی شتاب بخشید؛ درباره اجتناب‌ناپذیری برنامه، ارزیابی‌های متفاوتی وجود دارد. با این حال، در سال 2002 تصویر روشن است: تویوتا آخرین 328 فروند RAV4-EV را به مردم فروخت و سایر خودروسازان خودروهای برقی را از بازار خارج کردند. شروعی درخشان، تقاضای اثبات‌شده و سپس یک عقب‌نشینی کامل - این بود ترازو دهه آزمایش. انتشار یادبودی که GM در سال 2026، به مناسبت سی‌امین سال EV1، با این پیام که «میراث امروز نیز زنده است» منتشر کرد، نشانگر زمانی خوبی برای سنجش اینکه این بازگشت چقدر طول کشیده است، به شمار می رود.

انقلاب لیتیوم-یون و Tesla Roadster: چرا این بار چرخه شکست؟

موتور بازگشت خودروی برقی، بیرون از صنعت خودروسازی توسعه یافت. باتری لیتیوم-یون در اواخر دهه 1970 توسط گروهی جهانی از دانشمندان توسعه داده شد و به عنوان نخستین انقلاب بزرگ فناوری ذخیره‌سازی از زمان باتری سرب-اسید در سال 1859 ارزیابی می شود. در طول دهه 1990، با کاهش هزینه‌های لیتیوم-یون، تحولی که با الزام ZEV کالیفرنیا آغاز شده بود، شتاب گرفت. این جهش در شیمی باتری، تنها متغیری بود که می‌توانست چرخه «ایده خوب، اقتصاد بد» را که دهه‌ها می‌چرخید، بشکند.

در سال 2008، Tesla Roadster این پتانسیل را به خودرو تبدیل کرد: نخستین خودروی اسپرت تمام‌برقی تولید انبوه و قانونی در بزرگراه که از سلول‌های باتری لیتیوم-یون استفاده می کرد. حدود 240 مایل (385 کیلومتر) برد ارائه می داد، قیمتش حدود 100.000 دلار بود و با ترمز تجدیدی انرژی را بازیابی می کرد. به‌روزرسانی‌های بعدی، برد را تا 340 مایل افزایش دادند. اهمیت اصلی Roadster نه در اعدادش، بلکه در گسست ادراکی آن نهفته است: خودروی برقی دیگر نه مجبور به سازش بود و نه با قیمتی ناعادلانه فروخته می شد، بلکه می توانست محصولی باشد که با عملکرد و برد خود، خودروی بنزینی را زیر سوال می برد. تا پایان سال 2020 فروش تجمعی خودروهای الکتریکی سبک شارژی به 10 میلیون رسید - سهمی که در دهه 1900 یک‌سوم بود، تا پایان آن قرن به میلیون‌ها خودرو تبدیل شده بود.

از یک چرخه یکصدساله چه می‌آموزیم؟

در تاریخ خودروی برقی سه ثابت دیده می‌شود. ثابت نخست این است که فناوری هرگز مشکل اصلی نبوده است: خودروی الکتریکی چهار بار در سال‌های 1888، 1912، 1996 و 2008 اثبات شد که کار می‌کند. ثابت دوم این است که اقتصاد تصمیم را می‌گیرد - قیمت‌های فورد در 1912، برچسب دوبرابر قیمت Henney Kilowatt در 1961، هزینه‌های تولید EV1 در 2003. ثابت سوم اینکه هر جهش در فناوری ذخیره‌سازی (سرب-اسید در 1859، لیتیوم-یون در دهه 1990) دروازه‌ای به یک عصر طلایی جدید گشوده است. پیروزی بنزین در آن نبرد، شکستی مهندسی نبود، بلکه توازنی اقتصادی و زیرساختی بود؛ و این توازن از دهه‌ها پیش در حال وارونه شدن است.

منابع

• History of the electric vehicle
• The History of the Electric Car
• Early Electric Cars in America (1891-1922)
• General Motors EV1
• EV1 Electric Car - National Museum of American History
• What happened to the General Motors EV1?
• Driving the future, then and now: the story of the EV1 - GM News
• The lost history of the electric car
• Tesla Roadster (نسل اول)
• The History of the Lithium-Ion Battery
• Lithium-Ion Battery - Clean Energy Institute, University of Washington
• Electric Vehicles Have Been Around Since the 19th Century
• Mythbusting: The truth about the GM EV1