التحليل التنبؤي لانبعاثات غازات الدفيئة من شحن السيارات الكهربائية في الولايات المتحدة

لماذا لا تزال السيارات الكهربائية مهمة للمناخ

تُشاد بالمركبات الكهربائية كثيراً كبديل نظيف للسيارات التي تعمل بالبنزين، لكن القصة أكثر تعقيداً: في كل مرة يتم فيها توصيل سيارة كهربائية، تضطر محطات الطاقة إلى العمل بقوة أكبر قليلاً، وقد تستمر تلك المحطات في حرق الوقود الأحفوري. تطرح هذه الدراسة سؤالاً حاسماً للسائقين والمخططين وصانعي السياسات: مع دخول ملايين المركبات الكهربائية إلى الطرق وازدياد استهلاك الكهرباء، هل ستزداد أو تقل انبعاثات الاحترار المناخي الناتجة عن الشحن في جميع أنحاء الولايات المتحدة — وما الذي سيحدث الفرق الأكبر؟

مزيد من المقابس، مزيد من الطاقة، وضغوط على الشبكة

ينطلق المؤلفون من ملاحظة بسيطة: تطلق المركبات الكهربائية تلوثاً أقل بكثير من عوادم السيارات التقليدية، لكن شحنها يزيد الطلب على الشبكة الكهربائية، لا سيما في المساء عندما يقوم الكثير من الناس بالتوصيل. في المدن، يمكن لمجموعات أجهزة الشحن أن تخلق ارتفاعات حادة في الطلب، بينما قد تشعر المناطق الريفية بالتأثير لاحقاً مع تزايد الاعتماد. وما إذا كانت تلك الكهرباء الإضافية صديقة للمناخ يعتمد بدرجة كبيرة على مزيج الطاقة المحلي — فالمناطق التي لا تزال تعتمد على الفحم أو الغاز قد تشهد انبعاثات أعلى بكثير لكل وحدة كهرباء مقارنة بالمناطق الغنية بالرياح أو الشمس أو الطاقة الكهرومائية.

التقاط مستقبل معقد بأدوات مدفوعة بالبيانات

لفهم كيف يتكشف هذا على مدى عقود، يبني الباحثون نموذجاً توقعياً فوق منصة التعلم الآلي Prophet من Meta، المصممة للتعامل مع البيانات الزمنية ذات الأنماط الموسمية القوية. بدلاً من تشغيل محاكاة تفصيلية للغاية للشبكة لكل شهر حتى عام 2050 — وهو ما سيكون بطيئاً ومكلفاً — يستخدمون نموذج Cambium التابع للمختبر الوطني للطاقة المتجددة كأساس. يقدم Cambium لقطات لانبعاثات محطات الطاقة المتوقعة في ست سنوات محطة بين 2025 و2050 ضمن ثمانية مستقبلات مختلفة، لكل منها افتراضاته الخاصة بشأن أسعار الوقود وتكاليف التكنولوجيا ونمو الطلب وسياسات الطاقة. يتم تدريب نموذج التعلم الآلي على هذه اللقطات، ليتعلم كيف ترتفع وتنخفض انبعاثات ثاني أكسيد الكربون وأكسيد النيتروز والميثان عبر الشهور والفصول والمناطق. ثم يملأ الفجوات، منتجاً تقديرات شهرية مستمرة للانبعاثات الناتجة عن شحن المركبات الكهربائية لثماني عشرة منطقة طاقة كبيرة في أنحاء البلاد.

مناطق مختلفة، نتائج مناخية مختلفة

تُظهر التحليلات أن الجغرافيا والسياسة لهما وزناً لا يقل عن عدد المركبات الكهربائية على الطريق. ولايات مثل كاليفورنيا وواشنطن، اللتان تميلان بشدة إلى الطاقة الشمسية والطاقة الكهرومائية، تشهدان زيادات متواضعة فقط في التلوث مع ارتفاع طلب شحن المركبات الكهربائية، وتنخفض انبعاثاتهما لكل وحدة كهرباء بشكل حاد مع مرور الوقت. نيويورك، التي توسع بسرعة طاقة الرياح والنووية ومصادر منخفضة الكربون الأخرى، من المتوقع أن تدفع الانبعاثات المرتبطة بالشحن إلى ما يقارب الصفر بحلول حوالي عام 2040. بالمقابل، المناطق التي تستمر في الاعتماد على الغاز الطبيعي والفحم — مثل أجزاء من الجنوب الشرقي — تتعرض لانبعاثات أعلى من نفس كمية شحن المركبات الكهربائية، وتحرز تقدماً أبطأ ما لم يتسارع نشر الطاقة النظيفة.

مزيد من السيارات، تلوث أقل — إذا نظفت الشبكة نفسها

عندما يجمع الباحثون توقعات الانبعاثات مع توقعات اعتماد المركبات الكهربائية والطلب على الكهرباء، يظهر نمط لافت. في سيناريو متوسط «الأعمال كما هو مخطط»، من المتوقع أن ينمو استخدام الكهرباء لشحن المركبات الكهربائية في الولايات المتحدة أكثر من ثمانية أضعاف بين 2025 و2050. ومع ذلك، خلال نفس الفترة، من المتوقع أن تنخفض الانبعاثات الكلية الناتجة عن ذلك الشحن بشكل دراماتيكي: بحلول 2030 تنخفض الانبعاثات المرتبطة بالشبكة من شحن المركبات الكهربائية بنحو النصف أو أكثر مقارنة بعام 2025، وبحلول 2050 تنخفض بنحو 75–94% اعتماداً على نوع الغاز. بعبارة أخرى، حتى مع تضاعف عدد المركبات الكهربائية وزيادة الاستخدام، يمكن أن تعوض محطات الطاقة الأنظف والمزيد من الطاقة المتجددة الطلب الإضافي — محولةً الانتقال الواسع إلى الكهرباء إلى حل مناخي قوي بدلاً من مشكلة جديدة.

ما يعنيه هذا للسائقين وصانعي القرار

بالنسبة للسائقين اليوميين، الرسالة مطمئنة: اختيار سيارة كهربائية من المرجح جداً أن يقلل التلوث المسبب للاحترار المناخي على مدى دورة حياتها، وتزداد تلك المنافع مع تنظيف الشبكة. أما لصانعي القرار، فالدراسة بمثابة تحذير وخريطة طريق. العائد المناخي للمركبات الكهربائية يعتمد على مدى سرعة تحوّل المناطق بعيداً عن الوقود الأحفوري، ومدى جودة إدارة الشحن على مدار اليوم، وما إذا استمرت حوافز الطاقة النظيفة أم سمح بانتهائها. إذا استمرت السياسات في دفع الطاقة المتجددة وتخزين البطاريات وشبكات أذكى، يمكن للولايات المتحدة أن تدعم نموًا هائلاً في المركبات الكهربائية مع تقليص كبير في انبعاثات غازات الدفيئة. وإذا لم يحدث ذلك، خصوصاً في المناطق التي تعتمد بشدة على الأحفوريات، فقد يتأخر أو يتضاءل الوعد الكامل للنقل الكهربائي.

الاستشهاد: Amirgholy, M., Chowdhoury, F.A., Wang, C. et al. Predictive analysis of greenhouse gas emissions from electric vehicle charging in the United States. Sci Rep 16, 12853 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-43525-5

الكلمات المفتاحية: المركبات الكهربائية, شبكة الطاقة, غازات الاحتباس الحراري, الطاقة المتجددة, سياسة الطاقة