سرویس تعویض باتری GeVeCo چگونه کار می‌کرد؟

خدمت تعویض باتری GeVeCo بود که Hartford Electric Light Company بین سال‌های 1910 تا 1924 در ایالت کنتیکت آمریکا اداره می‌کرد: دارنده خودروی برقی باتری را نمی‌خرید، بلکه با اشتراک از باتری‌های تعویضی از پیش شارژشده استفاده می‌کرد. این سیستم با ساختار قراردادی متشکل از هزینه متغیر به ازای هر مایل و هزینه ماهانه خدمات کار می‌کرد و تا زمان تعطیلی آن در سال 1924، در مجموع با این خودروها بیش از 6 میلیون مایل مسافت طی شد.

GeVeCo چیست و ایده از کجا آمد؟

امروز که شرکت‌های نوپا تعویض باتری را یک نوآوری معرفی می‌کنند، دانستن اینکه این مفهوم نخستین بار در سال 1896 پیشنهاد شد، دید ما را نسبت به این ماجرا تغییر می‌دهد. در آن تاریخ خودرو هنوز فراگیر نشده بود، باتری‌های سرب-اسیدی سنگین بودند، ظرفیتشان کم و زمان شارژشان طولانی بود. گلوگاه اصلی خودروهای برقی اولیه، ذخیره‌سازی انرژی بود؛ این موضوع هنوز هم صادق است، اما راه‌حل آن روزگار رادیکال‌تر بود: اینکه باتری را از بخش دائمی خودرو خارج کنند و به‌عنوان کالایی ذخیره‌شدنی و قابل تعویض در نظر بگیرند.

شرکتی که این ایده را به کسب‌وکاری تجاری تبدیل کرد، Hartford Electric Light Company بود. این شرکت فعالیت خود را از 7 آوریل 1883 با تأمین برق شش مشتری از طریق نیروگاه بخاری واقع در خیابان Pearl Street آغاز کرده بود و در سال 1896 نخستین بهره‌بردار تأسیسات هیدرولیکی بود که از باتری ذخیره‌سازی استفاده می‌کرد. یعنی سازمانی که سال‌ها فناوری باتری را نه فقط برای خودروها، بلکه به‌عنوان بخشی از شبکه برق می‌شناخت. در سال 1910، خدمتی که بر همکاری با General Vehicle Company - شرکتی که General Electric بخشی از مالکیت آن را داشت و به اختصار GeVeCo نامیده می‌شد - استوار بود، بر پایه این تجربه بنا شد.

مدل کسب‌وکار چگونه کار می‌کرد: خودرو را بدون باتری بخرید، انرژی را با اشتراک استفاده کنید

نکته ظریف سیستم GeVeCo تقسیم مالکیت به دو قلم جداگانه بود. مشتری، خودرو را از General Vehicle Company بدون باتری می‌خرید؛ بسته باتری سنگین و گران‌قیمت هرگز وارد هزینه خرید نمی‌شد. توان الکتریکی اما از Hartford Electric Light Company، در قالب باتری قابل تعویض تأمین می‌شد. به عبارت دیگر، خودرو یک بار خریداری می‌شد، اما انرژی همانند خدمتی که امروز به آن اشتراک می‌دهیم، به‌طور مداوم عرضه می‌شد.

ساختار قرارداد نیز این تفکیک را بازتاب می‌داد و از دو جزء تشکیل شده بود:

• هزینه متغیر به ازای هر مایل: انرژی مصرف‌شده بر اساس مسافتی که خودرو طی کرده بود صورتحساب می‌شد. منطق پرداخت به میزان مصرف، امکان فروش مستقیم انرژی ذخیره‌شده در باتری را فراهم می‌کرد.
• هزینه ماهانه خدمات: این مبلغ، نگهداری باتری‌ها و انبارش کامیون‌ها را در بر می‌گرفت. یعنی سلامت، عمر و در دسترس بودن باتری، مسئولیت مشتری نبود، بلکه بر عهده بهره‌بردار خدمات بود.

روشن است که این طرح حتی از منظر امروز هم مدرن بوده است: هر سه مسئله یعنی ریسک افت کیفیت باتری، مالکیت گران‌ترین قطعه و مشکلات زیرساخت شارژ به اپراتور منتقل شده بود. در سمت سخت‌افزار نیز سیستم از ابتدا تا انتها طراحی شده بود؛ هم خودروها و هم باتری‌ها به گونه‌ای ساخته می‌شدند که تعویض سریع را آسان کند. بسته خالی در ایستگاه با بسته پرشده تعویض می‌شد و مشتری به جای انتظار برای شارژ، راهش را ادامه می‌داد. در آن دوره این خدمات عمدتاً به کامیون‌های برقی ارائه می‌شد؛ خودروهای ناوگانی که در مسیرهای ثابت کار می‌کردند و برد تخمینی آن‌ها قابل پیش‌بینی بود، بهترین پروفایل مشتری برای جا افتادن اقتصاد مدل تعویض به شمار می‌رفتند.

6 میلیون مایل در 14 سال: موفقیتی که قابل مقیاس‌پذیری بود

صادقانه‌ترین معیار برای ارزشیابی یک خدمت، میزان کارکرد آن است. خدمات باتری GeVeCo از سال 1910 تا 1924 بدون وقفه اداره شد و در این دوره خودروهای تحت خدمت در مجموع بیش از 6 میلیون مایل مسافت را پیمودند. اگر شرایط جاده‌های دهه 1910 و چگالی انرژی باتری‌های آن زمان را در نظر بگیرید، این رقم یک عدد ویترینی اغراق‌آمیز نیست، بلکه حاصل جمع عملیاتی است که چهارده سال تمام، هر روز تکرار می‌شد.

از منظر مهندسی، نکته چشمگیر این است که این سیستم بر یک معجزه فناورانه تکیه نداشت. باتری‌های سرب-اسید در محدوده محدودیت‌های آن دوران باقی می‌ماندند؛ موفقیت از آنجا آمد که یک اپراتور که شارژ مرکزی و نگهداری باتری را بر عهده داشت، چگالی انرژی پایین را با لجستیک و طراحی قرارداد جبران کرد. مشکل زمان شارژ از بین نمی‌رفت، اما مشتری هرگز این زمان را در صف انتظار نمی‌گذراند.

خدمتی موازی در شیکاگو: مالکان Milburn و تعویض 5 دقیقه‌ای

GeVeCo تنها نمونه نبود. از سال 1917 و برای چند سال، در شیکاگو خدمتی مشابه برای اجاره باتری برای مالکان خودروهای برقی Milburn ارائه می‌شد. Milburn Light Electric که در تولیدو، اوهایو تولید می‌شد، در مقایسه با رقبای آن دوره ارزان‌ترین و حدود 1.000 پوند سبک‌تر بود؛ خودرویی بی‌صدا، پاکیزه و شیک به شمار می‌رفت. شرکت Milburn Wagon Company در فاصله سال‌های 1915 تا 1923 در مجموع حدود 4.000 خودروی برقی تولید کرد.

جزئیات خدمات شیکاگو، بلوغ عملیاتی آن دوره را نشان می‌دهد. Fashion Station که در یک نشریه صنعت برق مورخ 1917 ثبت شده است، نخستین ایستگاهی بود که برنامه اجاره باتری را ارائه می‌داد و بسته‌های باتری را در حدود 5 دقیقه تعویض می‌کرد. در مدل 1922 Milburn نیز اپراتور حتی وقتی درخواست تعویضی از سوی مالکان وجود نداشت، می‌توانست بسته‌های باتری را بازرسی و نگهداری کند - یعنی موجودی باتری‌ها حتی بدون استفاده نیز به شکل مرکزی سالم نگه داشته می‌شد. این disciplینی است که به شکل امروزی مدیریت ناوگان بسیار نزدیک است.

چرا این سیستم فروپاشید؟ برتری بنزین و از بین رفتن تقاضا

خدمات GeVeCo در سال 1924 پایان یافت؛ دلیلش، کاهش تقاضا برای خودروهای برقی و بی‌اعتنایی کلی صنعت بود. اما این بیش از آنکه شکستی در مدل کسب‌وکار باشد، تبخیرِ بازاری بود که روی آن کار می‌شد. خودروهای برقیِ دوره نخست در اوایل دهه 1900 سهم قابل‌توجهی داشتند و در سال 1900 ناوگان‌های تاکسی برقی در نیویورک خدمات‌رسانی می‌کردند. خودروهای برقی بی‌صدا، تمیز و آسان برای استفاده بودند؛ برخلاف خودروهای بنزینی که باید با دست‌گردان روشن می‌شدند، به رانندگان زن بازاردهی می‌شدند. تحولاتی که تعادل را به هم زدند، پشت سر هم رسیدند:

• نفت ارزان تگزاس: با بهبود جاده‌های بین‌شهری، تقاضا برای برد طولانی افزایش یافت؛ و بنزین ارزان، موتور احتراق داخلی را به راه‌حل طبیعی مسافت‌های طولانی تبدیل کرد.
• استارتر برقی: استارت برقی که از سال 1912 رواج یافت، بزرگ‌ترین مانع استفاده از خودروی بنزینی - دست‌گردان - را برداشت و قوی‌ترین مزیت خودروی برقی را بی‌اثر کرد.
• قیمت: در سال 1912 در حالی که خودروهای برقی به‌طور میانگین حدود 1,750 دلار بودند، خودروهای احتراق داخلی حدود 650 دلار فروخته می‌شدند. فورد مدل T که از سال 1908 با تولید انبوه ارزان شد، این شکاف را برای همیشه باز کرد.

وقتی این سه اثر با هم ترکیب شدند، حتی مشکلِ که مدل معاوضه حلش می‌کرد - زمان انتظار برای شارژ - هم برای نجات بازار کافی نبود؛ چون دیگر خودرویی برای خرید باقی نمانده بود. خودروهای برقی تا سال 1935 تقریباً به‌طور کامل از صحنه کنار رفتند و طرح اشتراک GeVeCo نیز چون بازاری برای همراهی نیافت، همراه با آن‌ها پایان یافت.

تلاش‌های مدرن برای تعویض، در یک چشم‌به‌هم‌زدن: دور دوم و سومِ همان ایده

ایده البته نمرد؛ منتظر بازار ماند. نخستین تلاشی که در عصر مدرن تعویض باتری را جریان اصلی کرد، Better Place بود که در مارس 2011 نخستین ایستگاه خود را در اسرائیل افتتاح کرد؛ این شرکت که تعویض حدود 5 دقیقه‌ای ارائه می‌داد، در مه 2013 ورشکست شد. تسلا هم در ژوئن 2013 برای مدل S یک تعویض حدود 90 ثانیه‌ای نشان داد و حتی برنامه داشت این خدمت را با قیمت 60 تا 80 دلار عرضه کند؛ اما در سال 2015 تنها ایستگاه خود را به دلیل بی‌اعتنایی مشتریان بست. این نمونه‌ها، تکرار مدرن واقعیتی بود که GeVeCo با آن روبه‌رو شده بود: فناوری به‌تنهایی کافی نیست؛ پشت آن به ناوگان خودرویی پایدار و الگوی استفاده نیاز است.

نمونه‌هایی با نتیجه متفاوت هم وجود دارند. Gogoro تا سال 2021 برای اسکوترهای برقی در تایوان بزرگ‌ترین شبکه تعویض دنیا با حدود 11,000 ایستگاه را اداره می‌کرد و از مرز 200 میلیون تعویض گذشته بود. NIO نیز تا سال 2026 به 100 میلیون تعویض باتری رسید؛ میانگین زمان تعویض حدود 3 دقیقه است و تعداد تعویض‌های انجام‌شده در یک هفته حدود 1.2 میلیون است. نقطه مشترک تعویض در مقیاس کوچک و بزرگ، همان اصولی است که GeVeCo در سال 1910 اثبات کرد: وقتی باتری به‌عنوان یک زیرساخت مشترک مدیریت شود، می‌توانید مشکل زمان شارژ را به‌طور کامل از میان بردارید.

درس باقی‌مانده از GeVeCo تا امروز

خدمت GeVeCo شرکت Hartford Electric Light Company، پرونده‌ای ارزش یادآوری از دوره نخست است، زیرا سه چیز را هم‌زمان حل کرد: هزینه اولیه بالای باتری را از مشتری به اپراتور منتقل کرد، زمان انتظار شارژ را با تعویض باتری از بین برد و نگهداری باتری را در یک مرکز متمرکز کرد. داده‌های مسافت شش میلیون مایلی نشان می‌دهد که این یک طراحی صرفاً تئوری نبوده، بلکه عملیاتی است که چهارده سال دوام آورده است. آنچه به این سیستم پایان داد، خود مدل نبود، بلکه مزیت قیمت و کاربردی خودروی بنزینی بود. امروز که شبکه‌های تعویض باتری دوباره در حال رشد هستند، پرسشی که باید سنجیده شود تغییر نکرده است: آیا خودروی کافی و الگوی استفاده صحیح وجود دارد؟ GeVeCo نخستین و قدیمی‌ترین نقطه داده این پرسش است.

منابع

• Battery swapping
• Swapping electric car batteries since the Gilded Age
• تاریخچه خودروی برقی - وزارت انرژی ایالات متحده
• تاریخچه اولیه شرکت Hartford Electric Light
• اسناد شرکت Hartford Electric Light
• Milburn Light Electric
• اسناد - Milburn Light Electric
• خودروی برقی Milburn مدل 1922
• آگهی تبلیغاتی خودروی برقی Milburn - The Henry Ford
• خودروی برقی Milburn مدل 1918
• NIO به 100 میلیون تعویض باتری دست یافت
• تعویض باتری کار می‌کند: NIO در یک هفته 1.2 میلیون تعویض انجام داد