Prehod električnih vozil v zgodovinski primerjavi

Zagovorniki baterijskih električnih vozil (BEV) so navdušeni nad možnostjo, da bodo v desetletju ali dveh izpodrinila večino vozil z energijo z notranjim zgorevanjem (ICE). Spodnja slika prikazuje številne projekcije tržnega deleža BEV za prodajo novih vozil iz različnih skupin, od katerih so nekatere bolj ambiciozne kot napovedne. Vendar se zdi, da je hitra rast prodaje električnih vozil soglasje. Ali obstajajo razlogi za dvom?

Mnogi so opazili, da se je stopnja prodora novih tehnologij na trg v zadnjih desetletjih močno povečala; v ZDA so pametni telefoni dosegli nasičenost v desetletju, v primerjavi z do 50 leti za naprave, kot so pralni stroji. Drugi so primerjali Teslo z modelom T in nakazovali, da so njihova vozila tako revolucionarna, da bodo izpodrinila ICE z enako hitrostjo, kot je model T nadomestil konje.

Ni treba posebej poudarjati, da večina tega vključuje logiko, ki ni preprosta. Za začetek je prodor na trg za velike naprave, kot so pralni stroji in hladilniki, prišel, ko najprej opazen del potrošnikov še vedno ni imel dostopa do električnega omrežja, kar je še pomembneje, te naprave so predstavljale večji delež prihodka od prodaje v primerjavi s pametnimi telefoni. ali internetne povezave.

Ampak tudi, kar je morda še pomembneje, je, da je bil model T v zelo drugačnem položaju od Tesle. Model T je precej hitro nadomestil konkurenčne avtomobile, saj je bila večina teh avtomobilov sestavljena obrtno, pogosto brez standardiziranih delov in precej draga. Model T, ki je bil množično izdelan, je imel standardizirane dele in je bil posebej zasnovan tako, da ga je bilo enostavno popraviti, pa tudi dovolj robusten za takrat povprečne ceste. Bil je tudi cenejši od številnih konkurenčnih vozil, približno 1/4^th cena Stanley Steamerja.[1]

Boljša primerjava je zamenjava konj s traktorji v kmetijstvu. Kot prikazuje spodnja slika, je trajalo 20 let, da se je število konj, ki se uporabljajo na kmetijah, zmanjšalo za 50 %, in več kot štiri desetletja, preden so bili v veliki meri opuščeni. (Nisem še našel podatkov o avtomobilih v primerjavi s konji v prometu.)

Podobno počasen prehod lahko opazimo v železniški industriji, kjer so železniške družbe zamenjale parne lokomotive z dizelskimi motorji. Prvi so bili večji in težji, kar je zmanjšalo njihovo neto vlečno zmogljivost, zahtevali so rezervoar za vodo za paro, ki ga je bilo treba redno dopolnjevati, in so potrebovali veliko pogostejše čiščenje kot dizelski motor. Ker so imela železniška podjetja lahek dostop do kapitala, bi se morala precej hitro preoblikovati. Vendar kot kaže spodnja slika, je ponovno trajalo 20 let od prvih splošno dostopnih dizelskih lokomotiv, da so presegle število parnih lokomotiv v uporabi.

Dejansko bi lahko premog v parnih lokomotivah nadomestili s kurilnim oljem, pri čemer so v sedemdesetih letih 1870. stoletja vodili Rusi. Toda ameriška industrija ga je sprejela veliko počasneje, kot kaže spodnja slika, pri čemer je uporaba nafte na železnicah (z združevanjem ostankov in dizelskega goriva) presegla premog šele leta 1950! Rad bi izvedel, zakaj je bilo to tako ledeniško počasno. (En avtor je trdil, da je bila železniška industrija zaskrbljena zaradi dolgoročne razpoložljivosti nafte do odkritja Spindletop leta 1901, vendar se zdi, da to ni v skladu s časovnim okvirom.)

Bistvena točka je, da sta bila model T in dizelska lokomotiva veliko boljša izdelka od njune konkurence. Ali enako velja za električna vozila? Čeprav zagotovo obstajajo primeri slabših izdelkov, ki jih je težko nadomestiti (poglejte svojo tipkovnico), je malo primerov slabših izdelkov, ki izpodrinejo boljše. CFL, na primer, je bil vneto promoviran kot učinkovitejši in okolju prijaznejši, pa tudi cenejši za uporabo v svoji življenjski dobi. Številni programi so kupcem ponujali subvencije, vendar nikoli niso prevladovali na trgu in nazadnje izgubili tržni delež zaradi halogenskih žarnic (dejansko manj učinkovitih od CFL) in nato LED (učinkovitejših in boljših).

Za avtomobile primerjava ni enostavna, saj so nekateri dejavniki neoprijemljivi. Toda spodnja tabela ponuja primerjavo modela T in konja iz leta 1920, in čeprav je model T dražji za nakup in uporabo, je veliko bolj zmogljiv kot konj, z dvakrat večjo močjo in desetkratno tovorno zmogljivostjo. , trikratna potniška zmogljivost in petkratni doseg. Edina pomanjkljivost je, da modela T ni bilo mogoče pustiti na pašniku, da bi natočil gorivo; po drugi strani pa je bilo oskrbovanje modela T hitro; Pustiti konja na pašo bi bilo tako postopno kot polnjenje baterije EV. Tudi količina nege, ki jo je zahteval model T, je bila veliko manjša od hranjenja, kurjenja in hleva za konja. Emisije modela T bi lastnik lahko prezrl: ne pa za konja, katerega 'emisije' je bilo treba pospraviti z lopato in se jih znebiti.

Kaj pa konkurenčnost električnega vozila? Glavna prednost je nižje vzdrževanje, med 40-60 % manj kot pri vozilu z motorjem z notranjim izgorevanjem, kar ni nepomembno. Razen tega je boljši pospešek pomemben, vendar ni visoko na seznamu prednostnih nalog povprečnega kupca avtomobila, nižje (ne ničelne) emisije pa bodo všeč le majhnemu deležu potrošnikov. Slaba stran pa je, da sta zaskrbljenost glede dosega in počasno polnjenje neopredmetena dejavnika, ki močno obremenjujeta trg. Zagovorniki zaničujejo neprijetnosti polnjenja baterije, vendar je to velika pomanjkljivost, zlasti za glavno družinsko vozilo.

Do danes je bila prodaja električnih vozil omejena na prve uporabnike (vključno s tistimi, ki jih poganja blagovna znamka Tesla) in kupce luksuznih avtomobilov. Prodaja cenejših električnih vozil, kot je GM Bolt, je slabokrvna: predstavljala je 4 % prodaje GM v zadnjem četrtletju. Potreba po velikih subvencijah in najrazličnejših nematerialnih spodbudah (brezplačno parkiranje in/ali zaračunavanje, uporaba pasov za skupno vožnjo itd.) nakazuje, da električna vozila ostajajo slabši izdelek in ni razloga za domnevo, da se bo to kmalu spremenilo.

Glede na to, da bo trg električnih vozil verjetno ostal močno odvisen od vladne podpore, vlade pa so lahko nestanovitne, je njihov razvoj povezan z velikim tveganjem. Razširitev subvencij za nakupe v skladu z zakonom o zmanjševanju inflacije Bidenove administracije se zdi pozitivna za podjetje, razen številnih omejitev glede prodaje v tujini, dohodka kupca itd. Ali je te ravni podpore mogoče ohraniti dolgoročno v večini večjih gospodarstev, je sporno.

Obstaja velika verjetnost, da bo električno vozilo bolj podobno CFL kot modelu T, nekaj, kar je dražje, vendar s slabšimi lastnostmi, razen zmanjšanih emisij. Zaradi nedavnega niza znižanj cen so še vedno dražji od konkurenčnih običajnih vozil, izboljšave stroškov in zmogljivosti litij-ionskih baterij pa se zdijo upočasnjene. V naslednjih nekaj letih bo največja preizkušnja, ko bodo množični kupci zajemali nove modele in jih ocenjevali v resničnih razmerah, kjer omejeni podatki kažejo, da obžalovanje kupcev ni neobičajno.

Predvidim lahko tri možne poti naprej za EV (kar poznavalci imenujejo 'scenariji'). Prvič, vladna podpora se nadaljuje na visoki ravni, tehnologija baterij naredi velik korak naprej pri zagotavljanju nižjih stroškov in hitrejšega polnjenja, zaskrbljenost potrošnikov glede emisij pa eksponentno narašča. V tem primeru bi prevladale optimistične projekcije tržnega deleža električnih vozil.

Druga možnost je, da električna vozila nikoli ne bi mogla postati primarno lahka tovorna vozila, ampak postajajo drugi avtomobil po izbiri številnih družin in se vedno bolj uporabljajo v nekaterih mestnih okoljih. Izboljšave baterij bi bile izravnane z manjšo vladno podporo, vendar bi industrija uspevala, čeprav s tržnim deležem na spodnji meji projekcij. Moje prepričanje je, da je to najverjetneje.

Toda tudi litij-ionsko električno vozilo bi lahko bilo CFL v industriji mobilnosti, ki bi ga nadomestila kombinacija zelo učinkovitih hibridov in/ali ultrakondenzatorja ali kakšne druge napredne baterije. To ne bi bila prva zelo oglaševana tehnologija, ki bi se izkazala za slepo ulico. Ste se v zadnjem času vozili s Concordom?

[1] Stanley Steamer je bil leta 1,000 1911 $, Model T leta 385 1920 $. Vmesna inflacija bi pomenila, da bi se Steamer podvojil.