Peralihan Kenderaan Elektrik Dalam Perbandingan Sejarah

Penyokong untuk kenderaan elektrik bateri (BEV) teruja dengan potensi untuk mereka menggantikan kebanyakan kenderaan tenaga pembakaran dalaman (ICE) dalam tempoh satu atau dua dekad. Rajah di bawah menunjukkan beberapa unjuran bahagian pasaran BEV untuk jualan kenderaan baharu daripada pelbagai kumpulan, beberapa daripadanya lebih bercita-cita tinggi daripada ramalan. Tetapi pertumbuhan pesat dalam jualan EV nampaknya menjadi konsensus. Adakah terdapat sebab untuk meragui perkara ini?

Ramai telah menyatakan bahawa kadar penembusan pasaran untuk teknologi baharu telah meningkat dengan banyak dalam beberapa dekad kebelakangan ini; di telefon pintar AS mencapai ketepuan dalam satu dekad, berbanding sehingga 50 tahun untuk peralatan seperti mesin basuh. Yang lain telah membandingkan Tesla dengan Model T, mencadangkan kenderaan mereka sangat revolusioner sehingga mereka akan menggantikan ICE pada kelajuan yang sama dengan Model T menggantikan kuda.

Tidak perlu dikatakan, kebanyakan perkara ini melibatkan logik yang kurang jelas. Sebagai permulaan, penembusan pasaran untuk peralatan besar seperti mesin basuh dan peti sejuk berlaku apabila, pertama, sebahagian kecil pengguna yang ketara masih tidak mempunyai akses kepada grid elektrik, tetapi yang lebih penting, peralatan tersebut mewakili sebahagian besar daripada pendapatan pelupusan berbanding telefon pintar. atau sambungan internet.

Tetapi juga, dan mungkin yang lebih penting, ialah Model T berada dalam kedudukan yang sangat berbeza daripada Tesla. Model T menggantikan kereta yang bersaing dengan agak pantas kerana kebanyakannya adalah buatan kraf, selalunya kekurangan bahagian standard dan agak mahal. Model T, yang dikeluarkan secara besar-besaran, mempunyai bahagian yang standard dan direka khusus supaya mudah dibaiki serta cukup lasak untuk jalan yang biasa-biasa sahaja. Ia juga lebih murah daripada kebanyakan kenderaan bersaing, kira-kira 1/4^th harga Pengukus Stanley.[1]

Perbandingan yang lebih baik ialah penggantian kuda dengan traktor dalam pertanian. Seperti yang ditunjukkan oleh rajah di bawah, ia mengambil masa 20 tahun untuk bilangan kuda yang digunakan di ladang menurun sebanyak 50% dan lebih empat dekad sebelum sebahagian besarnya dihentikan. (Saya belum menemui data mengenai kenderaan berbanding kuda dalam pengangkutan lagi.)

Peralihan yang sama perlahan boleh diperhatikan dalam industri kereta api, di mana syarikat kereta api menggantikan lokomotif stim dengan enjin diesel. Yang pertama lebih besar dan lebih berat, mengurangkan kapasiti tunda bersih mereka, memerlukan tangki air untuk wap yang perlu diisi semula secara kerap, dan memerlukan pembersihan yang lebih kerap daripada enjin diesel. Memandangkan syarikat kereta api mempunyai akses mudah kepada modal, mereka sepatutnya menukar dengan agak cepat. Namun seperti yang ditunjukkan oleh rajah di bawah, ini sekali lagi mengambil masa 20 tahun daripada lokomotif diesel pertama yang tersedia secara meluas untuk mengatasi bilangan lokomotif stim yang digunakan.

Malah, sisa minyak bahan api boleh digantikan dengan arang batu dalam lokomotif stim, dengan Rusia mendahului pada tahun 1870-an. Tetapi industri Amerika lebih perlahan untuk mengguna pakainya, seperti yang ditunjukkan oleh rajah di bawah, dengan penggunaan minyak oleh kereta api (menggabungkan resid dan diesel) mengatasi arang batu hanya pada tahun 1950! Saya ingin mengetahui mengapa ini sangat perlahan. (Seorang pengarang mendakwa bahawa industri kereta api bimbang tentang ketersediaan minyak jangka panjang sehingga penemuan Spindletop 1901, tetapi itu nampaknya tidak sesuai dengan masa.)

Perkara yang penting ialah Model T dan lokomotif diesel adalah produk yang jauh lebih unggul daripada pesaing mereka. Adakah perkara yang sama berlaku untuk kenderaan elektrik? Walaupun sudah tentu terdapat contoh produk rendah yang sukar untuk digantikan (lihat papan kekunci anda), terdapat beberapa kes produk rendah menggantikan yang unggul. CFL, sebagai contoh, telah dipromosikan sebagai lebih cekap dan mesra alam, serta lebih murah untuk beroperasi sepanjang hayatnya. Banyak program menawarkan subsidi kepada pembeli, namun mereka tidak pernah menguasai pasaran dan akhirnya kehilangan bahagian pasaran kepada lampu halogen (sebenarnya kurang cekap daripada CFL) dan kemudian LED (lebih cekap dan lebih baik).

Bagi kereta, perbandingannya tidak mudah kerana beberapa faktor tidak ketara. Tetapi jadual di bawah memberikan perbandingan Model T dan kuda pada tahun 1920, dan sementara Model T lebih mahal untuk dibeli dan dikendalikan, ia jauh lebih berkemampuan daripada kuda, dengan dua kali ganda kuasa, sepuluh kali ganda kapasiti kargo , tiga kali ganda kapasiti penumpang, dan lima kali ganda julat. Satu kelemahan ialah Model T tidak boleh ditinggalkan di padang rumput untuk mengisi minyak; sebaliknya, memacu Model T adalah pantas; meninggalkan kuda ke padang rumput adalah secara beransur-ansur seperti mengecas bateri EV. Selain itu, jumlah penjagaan yang diperlukan Model T adalah jauh lebih sedikit daripada memberi makan, kari dan menstabilkan kuda. Pelepasan Model T boleh diabaikan oleh pemilik: tidak begitu juga untuk kuda, yang 'pelepasan'nya perlu disodok dan dilupuskan.

Bagaimana pula dengan daya saing kenderaan elektrik? Manfaat utama adalah penyelenggaraan yang lebih rendah, antara 40-60% kurang daripada untuk kenderaan enjin pembakaran dalaman, yang tidak remeh. Selain itu, pecutan yang lebih baik adalah penting tetapi tidak tinggi dalam senarai keutamaan pembeli kereta purata, dan pelepasan yang lebih rendah (bukan sifar) akan menarik minat sebahagian kecil pengguna sahaja. Pada sisi negatifnya, kebimbangan julat dan pengecasan perlahan adalah perkara tidak ketara yang membebankan pasaran. Peguambela memburukkan kesulitan pengecasan bateri tetapi merupakan kelemahan besar terutamanya untuk kenderaan utama keluarga.

Sehingga kini, jualan EV telah dihadkan kepada pengguna awal (termasuk yang dipandu oleh nama jenama Tesla) dan pembeli kereta mewah. EV yang lebih murah seperti jualan GM Bolt adalah anemia: ia mewakili 4% daripada jualan GM pada suku terakhir. Keperluan untuk subsidi yang besar dan pelbagai jenis insentif tidak ketara (tempat letak kereta percuma dan/atau caj, penggunaan lorong carpool, dsb.) menunjukkan bahawa EV kekal sebagai produk yang lebih rendah dan tidak ada sebab untuk mempercayai bahawa ia akan berubah tidak lama lagi.

Memandangkan pasaran EV berkemungkinan besar akan terus bergantung kepada sokongan kerajaan, dan kerajaan boleh berubah-ubah, terdapat banyak risiko yang terlibat dalam pembangunan mereka. Lanjutan subsidi untuk pembelian oleh Akta Pengurangan Inflasi Pentadbiran Biden nampaknya positif untuk perniagaan, kecuali banyak sekatan ke atas jualan asing, pendapatan pembeli, dll. Sama ada tahap sokongan ini boleh dikekalkan dalam jangka panjang dalam kebanyakan ekonomi utama adalah boleh dipertikaikan.

Terdapat kemungkinan besar bahawa kenderaan elektrik akan terbukti menyerupai CFL lebih daripada Model T, sesuatu yang lebih mahal tetapi dengan ciri-ciri yang lebih rendah, kecuali untuk pengurangan pelepasan. Deretan pengurangan harga baru-baru ini masih menyebabkan mereka lebih mahal daripada kenderaan konvensional yang bersaing, dan peningkatan dalam kos dan prestasi untuk bateri litium-ion nampaknya semakin perlahan. Beberapa tahun akan datang akan menyaksikan ujian terbesar, kerana pembeli beramai-ramai mencedok model baharu dan menilai mereka dalam keadaan dunia sebenar, di mana data terhad menunjukkan bahawa penyesalan pembeli bukan perkara luar biasa.

Saya boleh meramalkan tiga kemungkinan laluan hadapan untuk EV (apa yang pakar panggil 'senario'). Pertama, sokongan kerajaan berterusan pada tahap yang tinggi, teknologi bateri membuat lonjakan besar ke hadapan dalam menyediakan kos yang lebih rendah dan pengecasan yang lebih pantas, dan kebimbangan pengguna tentang pelepasan berkembang dengan pesat. Dalam kes ini, unjuran optimistik bahagian pasaran EV akan diguna pakai.

Sebagai alternatif, EV tidak boleh menjadi kenderaan tugas ringan utama, tetapi menjadi kereta pilihan kedua untuk banyak keluarga dan semakin digunakan dalam beberapa tetapan bandar. Penambahbaikan bateri akan diimbangi oleh sokongan kerajaan yang lebih rendah tetapi industri akan berkembang maju, walaupun dengan bahagian pasaran pada bahagian bawah unjuran. Kepercayaan saya ialah ini kemungkinan besar.

Tetapi juga, lithium-ion EV boleh menjadi CFL industri mobiliti, digantikan dengan gabungan yang sangat cekap, hibrid dan/atau ultracapacitor atau beberapa bateri canggih lain. Ia bukan teknologi pertama yang digembar-gemburkan untuk membuktikan jalan buntu. Naik Concorde, kebelakangan ini?

[1] Pengukus Stanley ialah $1,000 pada tahun 1911, Model T $385 pada tahun 1920. Inflasi sementara akan bermakna Steamer akan meningkat dua kali ganda harganya.