تقدير أثر إعادة تحسين تخطيط الأسطول على كهربة الشاحنات في لوجستيات التوزيع

إعادة التفكير في كيفية وصول البضائع إلى المتجر

مع تعهد المزيد من الشركات بخفض أثرها المناخي، أصبحت الشاحنات الثقيلة التي تملأ رفوف متاجرنا تحت المجهر. تبدو استبدال شاحنات الديزل بأخرى تعمل بالبطاريات حلاً بديهيًا، لكن هذه الدراسة تظهر أن مجرد تبادل المحركات لا يكفي. من خلال إعادة التفكير في كيفية تخطيط مسارات التوصيل أصلاً، يكتشف المؤلفون أن سلاسل البقالة يمكنها كهربة جزء أكبر بكثير من نقلها — مع تحقيق وفورات فعلية في التكاليف.

من المبادلات الواحدة مقابل الواحدة إلى أساطيل أكثر ذكاءً

تتعامل معظم الخطط الحالية لكهربة الشحن مع الشاحنات الكهربائية كما لو كانت شاحنات ديزل ذات خزان وقود مختلف. تُعتبر مسارات ومواعيد شاحنة الديزل أموراً معطاة، ويسأل مخططو العمليات عما إذا كانت الشاحنة الكهربائية قادرة على تنفيذ نفس نمط الرحلات دون نفاد الشحن أو تجاوز ميزانية البطارية. هذا الاستبدال الواحد مقابل الواحد بسيط ومألوف، لكنه يتجاهل الاختلافات الجوهرية للشاحنات الكهربائية: لديها هياكل تكلفة مختلفة، وتحتاج نوافذ للشحن بدلاً من محطات وقود، وقد تكون مناسبة لأنواع معينة من الرحلات أكثر من غيرها. لطالما اشتبه مقدمو خدمات اللوجستيات أن هذا النهج يقلل من إمكانات الأساطيل الكهربائية؛ وهذه الدراسة تهدف إلى قياس تلك الفجوة.

تسليمات حقيقية، لا أمثلة توضيحية

يعتمد المؤلفون تحليلهم على بيانات شحن حقيقية لشهر واحد من إحدى أكبر سلاسل البقالة في ألمانيا، تشمل نحو 38,000 عملية توصيل إلى أكثر من 500 متجر تخدمها مركزا توزيع. يقارنون بين استراتيجيتين. في الأولى، يُنشأ جدول تشغيل محسن للديزل ثم تُستبدل الشاحنات الديزلية فردياً بأخرى كهربائية حيثما كان ذلك ممكنًا فنيًا واقتصاديًا، لكن تظل المسارات الأساسية كما هي. في الثانية، يُعاد تصميم الأسطول بأكمله من الصفر: مزيج الشاحنات الديزل والكهربائية، أي شاحنة تخدم أي متجر، ومتى وأين تشحن كل شاحنة — كل هذا يُحسَّن بشكل مشترك باستخدام أداة تخطيط متخصصة. يختبرون كلتا الاستراتيجيتين تحت إعدادين للشحن — الشحن فقط في المستودع بين النوبات، أو شحن المستودع بالإضافة إلى شواحن أسرع متاحة أثناء تحميل الشاحنات — وتحت هدفين: تقليل التكلفة الإجمالية أو تعظيم حصة الرحلات الكهربائية.

يمكن كهربة جزء أكبر بكثير مما كان متوقعًا

عندما تُعاد تخطيط العمليات بدلاً من نسخ جداول الديزل، ترتفع حصة العمل التي يمكن أن تتولاها الشاحنات الكهربائية بشكل دراماتيكي. تحت افتراضات واقعية، يسمح النهج المحسّن بأن تنقل الشاحنات الكهربائية نحو 79–85% من إجمالي الوزن المُسلَّم، مقارنةً بـ36–48% فقط في حالة الاستبدال واحدٍ مقابل واحد. تظهر زيادات مماثلة للمسافات المقطوعة والطن-كيلومترات. عنق الزجاجة ليس نطاق البطارية أو نقص الشواحن بقدر ما هو طريقة تنظيم المسارات: خطط الديزل القديمة توزع الرحلات الطويلة والقصيرة عبر الشاحنات بطرق غير ملائمة للمركبات الكهربائية. من خلال تجميع التوصيلات المناسبة للشاحنات الكهربائية وإعادة توزيع الباقي إلى الديزل، يفتح المُحسّن إمكانات كهربة أكبر بكثير دون تغيير الأجهزة الفيزيائية.

تكاليف أقل من خلال استخدام أفضل لكل شاحنة

تتبع الدراسة أيضًا الأموال بحساب إجمالي تكلفة الملكية لكل الأسطول، بما في ذلك المركبات والسائقين والطاقة والرسوم ومحطات الشحن على مدار فترة ثمانية أعوام. الشاحنات الكهربائية أكثر كفاءة لكنها أغلى ثمناً للشراء، لذا فهي مجدية فقط إذا اُستخدمت بكثافة. تضمن إعادة التحسين أن يحدث ذلك: فهي تخصّص الشاحنات الكهربائية للرحلات المتكررة ذات الحمولة العالية ضمن نطاقها المريح، بينما تُحتفظ شاحنات الديزل لطرق أقل وأطول إلى المتاجر البعيدة. هذا التقسيم في العمل يزيد من استخدام الشاحنات الكهربائية ويقلل تكاليف التشغيل. في السيناريوهات الأكثر فعالية من حيث التكلفة، تضاعف إعادة التحسين تقريبًا مدخرات الأسطول مقارنة بالاستبدال واحدٍ مقابل واحد، مع خفض التكاليف الإجمالية بنحو 7% مقابل 3.5% مقارنةً بأساس قائم على الديزل فقط. ومن المثير للاهتمام أن الشحن الإضافي عند ممرات التحميل ضروري لزيادة الكهربة في استراتيجية الاستبدال الواحد مقابل الواحد، بينما يمكن للأسطول المعاد تحسينه غالبًا التكيّف مع محدودية الشحن عبر اختيار جداول زمنية مختلفة.

كيف تجد الشاحنات الكهربائية والديزل موقعها

عند النظر بدقة إلى الأنماط اليومية، يكتشف المؤلفون أن الأساطيل المختلطة تنقسم طبيعيًا إلى دورين. تميل الشاحنات الكهربائية إلى نقل أحمال أكبر على مسافات يومية أقصر، وتنفيذ العديد من الرحلات المكتملة قرب مراكز التوزيع. بينما تقود شاحنات الديزل لمسافات أطول بأحمال أخف، رابطًة بين المتاجر البعيدة وامتصاص المزيد من الأميال الفارغة بينها. هذا "التخصص بتصميم" ليس واضحًا عندما تُورَث المسارات من أيام الديزل فحسب، لكنه يظهر بوضوح بمجرد أن يُسمح لخوارزمية بإعادة تنظيم العمل. النتيجة نظام متغاير لكنه منسق حيث يقوم كل نوع من الشاحنات بما هو الأنسب له، بدلاً من محاولة استخدام المركبات الكهربائية كبدائل مباشرة في كل مكان.

ما الذي يعنيه هذا للطريق أمامنا

بالنسبة لتجار التجزئة وشركات الشحن وصانعي السياسات، الرسالة أن البرمجيات والتخطيط لا يقلان أهمية عن البطاريات والشواحن. الدراسات التي تفترض أن مسارات الديزل اليوم ستقاد ببساطة بواسطة مركبات كهربائية قد تكون تصور صورة متشائمة بشكل مفرط لما هو ممكن تقنيًا واقتصاديًا. تشير هذه الدراسة إلى أنه عبر إعادة تصميم خطط التوصيل حول نقاط القوة والحدود الخاصة بالشاحنات الكهربائية، يمكن للشركات كهربة غالبية الشحن الإقليمي، وخفض التكاليف الإجمالية، والاستمرار في الاعتماد على عدد أقل من شاحنات الديزل لأصعب المسارات. باختصار، الطريق إلى أساطيل أنظف أقل ارتباطًا بانتظار مركبات مثالية وأكثر ارتباطًا باستخدام تخطيط أذكى لاستغلال ما لدينا بالفعل بأفضل شكل.

الاستشهاد: Zackrisson, A., Engholm, A., Bengtsson, T. et al. Quantifying the impact of fleet planning re-optimization on truck electrification in distribution logistics. npj. Sustain. Mobil. Transp. 3, 23 (2026). https://doi.org/10.1038/s44333-026-00091-7

الكلمات المفتاحية: الشاحنات الكهربائية, تحسين الأسطول, لوجستيات البقالة, بنية الشحن التحتية, إزالة الكربون من النقل