Transformacja pojazdów elektrycznych w porównaniu historycznym

Zwolennicy pojazdów elektrycznych na baterie (BEV) są zachwyceni ich potencjałem do wyparcia większości pojazdów spalinowych (ICE) w ciągu dekady lub dwóch. Poniższy rysunek przedstawia szereg prognoz dotyczących udziału w rynku BEV dla sprzedaży nowych pojazdów z różnych grup, z których niektóre są bardziej aspiracyjne niż przewidywalne. Ale szybki wzrost sprzedaży pojazdów elektrycznych wydaje się być konsensusem. Czy są powody, by w to wątpić?

Wiele osób zauważyło, że tempo penetracji rynku przez nowe technologie znacznie wzrosło w ostatnich dziesięcioleciach; w Stanach Zjednoczonych smartfony osiągnęły nasycenie w ciągu dekady, w porównaniu z nawet 50 latami w przypadku urządzeń takich jak pralki. Inni porównywali Teslę do Modelu T, sugerując, że ich pojazdy są tak rewolucyjne, że zastąpią ICE z taką samą prędkością, z jaką Model T zastąpił konie.

Nie trzeba dodawać, że wiele z tego wymaga logiki, która nie jest prosta. Po pierwsze, penetracja rynku dużymi urządzeniami, takimi jak pralki i lodówki, nastąpiła, gdy po pierwsze, zauważalna część konsumentów nadal nie miała dostępu do sieci elektrycznej, ale co ważniejsze, te urządzenia stanowiły większą część dochodu ze sprzedaży w porównaniu ze smartfonami lub łącza internetowe.

Ale także, a może ważniejsze, jest to, że Model T był w zupełnie innej pozycji niż Tesla. Model T dość szybko zastąpił konkurencyjne samochody, ponieważ większość z nich była montowana ręcznie, często pozbawiona standardowych części i dość droga. Model T, produkowany masowo, miał znormalizowane części i został specjalnie zaprojektowany, aby był łatwy do naprawy, a także wystarczająco wytrzymały na przeciętne wówczas drogi. Był też tańszy od wielu konkurencyjnych pojazdów, o około 1/4^th cena Stanley Steamer.[1]

Lepszym porównaniem jest zastąpienie koni traktorami w rolnictwie. Jak pokazuje poniższy rysunek, potrzeba było 20 lat, aby liczba koni używanych w gospodarstwach spadła o 50% i ponad cztery dekady, zanim zostały one w dużej mierze wycofane. (Nie znalazłem jeszcze danych na temat samochodów i koni w transporcie).

Podobnie powolną przemianę można zaobserwować w branży kolejowej, gdzie przedsiębiorstwa kolejowe zastąpiły lokomotywy parowe silnikami spalinowymi. Te pierwsze były większe i cięższe, co zmniejszało ich zdolność do holowania netto, wymagały zbiornika wody na parę, który musiał być regularnie uzupełniany i wymagały znacznie częstszego czyszczenia niż silnik wysokoprężny. Ponieważ firmy kolejowe miały łatwy dostęp do kapitału, powinny były dość szybko się przekonwertować. Jednak, jak pokazuje poniższy rysunek, ponownie minęło 20 lat od pojawienia się pierwszych powszechnie dostępnych lokomotyw spalinowych, aby przewyższyć liczbę używanych lokomotyw parowych.

Rzeczywiście, pozostały olej opałowy mógł zastąpić węgiel w lokomotywach parowych, z Rosjanami na czele w latach siedemdziesiątych XIX wieku. Ale przemysł amerykański przyjmował go znacznie wolniej, jak pokazuje poniższy rysunek, a zużycie ropy przez koleje (łącznie pozostałości i olej napędowy) przewyższyło węgiel dopiero w 1870 roku! Chciałbym dowiedzieć się, dlaczego to było tak lodowato powolne. (Jeden z autorów twierdził, że przemysł kolejowy był zaniepokojony długoterminową dostępnością ropy aż do odkrycia Spindletopa w 1950 roku, ale wydaje się, że nie jest to zgodne z harmonogramem).

Najważniejsze jest to, że Model T i lokomotywa spalinowa były znacznie lepszymi produktami niż ich konkurencja. Czy tak samo jest z pojazdami elektrycznymi? Chociaż z pewnością zdarzają się przypadki, gdy produkty gorszej jakości są trudne do wyparcia (spójrz na swoją klawiaturę), istnieje kilka przypadków, gdy produkty gorszej jakości wypierają produkty lepsze. Na przykład CFL była gorąco promowana jako bardziej wydajna i przyjazna dla środowiska, a także tańsza w eksploatacji przez cały okres jej eksploatacji. Liczne programy oferowały nabywcom dotacje, jednak nigdy nie zdominowały one rynku i ostatecznie straciły udział w rynku na rzecz lamp halogenowych (w rzeczywistości mniej wydajnych niż świetlówki kompaktowe), a następnie diod LED (wydajniejszych i lepszych).

W przypadku samochodów porównanie nie jest proste, ponieważ niektóre czynniki są niematerialne. Ale poniższa tabela zawiera porównanie Modelu T i konia z 1920 r. I chociaż Model T jest droższy w zakupie i eksploatacji, jest znacznie bardziej wydajny niż koń, z dwukrotnie większą mocą i dziesięciokrotnie większą ładownością , trzykrotnie większą pojemność pasażerską i pięciokrotnie większy zasięg. Jedyną wadą jest to, że Modelu T nie można było zostawić na pastwisku w celu zatankowania; z drugiej strony tankowanie Modelu T było szybkie; pozostawienie konia na pastwisku byłoby tak stopniowe, jak ładowanie akumulatora EV. Ponadto ilość opieki, jakiej wymagał Model T, była znacznie mniejsza niż karmienie, curry i stajnia konia. Emisje Modelu T mogły zostać zignorowane przez właściciela: nie w przypadku konia, którego „emisje” musiały zostać odgarnięte i usunięte.

A co z konkurencyjnością pojazdu elektrycznego? Podstawową korzyścią jest mniejsza konserwacja, o 40-60% mniej niż w przypadku pojazdu z silnikiem spalinowym, co nie jest trywialne. Poza tym lepsze przyspieszenie ma znaczenie, ale nie znajduje się wysoko na liście priorytetów przeciętnego nabywcy samochodu, a niższa (nie zerowa) emisja spodoba się tylko niewielkiej części konsumentów. Z drugiej strony lęk przed zasięgiem i powolne ładowanie to wartości niematerialne, które mają duży wpływ na rynek. Zwolennicy oczerniają niedogodności związane z ładowaniem baterii, ale jest to ogromna wada, zwłaszcza w przypadku podstawowego pojazdu rodzinnego.

Do tej pory sprzedaż pojazdów elektrycznych była ograniczona do pierwszych użytkowników (w tym tych, którzy prowadzili markę Tesla) i nabywców luksusowych samochodów. Sprzedaż tańszych pojazdów elektrycznych, takich jak GM Bolt, jest anemiczna: stanowiła 4% sprzedaży GM w ostatnim kwartale. Konieczność dużych dotacji i szerokiej gamy niematerialnych zachęt (bezpłatne parkowanie i/lub ładowanie, korzystanie z wspólnych pasów itp.) sugeruje, że pojazdy elektryczne pozostają produktem gorszej jakości i nie ma powodu sądzić, że wkrótce się to zmieni.

Biorąc pod uwagę, że rynek pojazdów elektrycznych prawdopodobnie pozostanie w dużym stopniu zależny od wsparcia rządowego, a rządy mogą być kapryśne, ich rozwój wiąże się z dużym ryzykiem. Rozszerzenie dotacji na zakupy przez administrację Bidena wydaje się korzystne dla biznesu, z wyjątkiem wielu ograniczeń dotyczących sprzedaży zagranicznej, dochodów kupującego itp. To, czy te poziomy wsparcia mogą zostać utrzymane w dłuższej perspektywie w większości głównych gospodarek, jest kwestią sporny.

Istnieje duża szansa, że ​​pojazd elektryczny okaże się bardziej przypominać CFL niż Model T, który jest droższy, ale ma gorsze właściwości, z wyjątkiem zmniejszonej emisji. Niedawna fala obniżek cen nadal sprawia, że ​​są one droższe niż konkurencyjne pojazdy konwencjonalne, a poprawa kosztów i wydajności akumulatorów litowo-jonowych wydaje się spowalniać. Najbliższe lata przyniosą największy test, gdy masowi nabywcy zgarną nowe modele i ocenią je w rzeczywistych warunkach, w których ograniczone dane sugerują, że wyrzuty sumienia kupujących nie są niczym niezwykłym.

Mogę przewidzieć trzy możliwe ścieżki rozwoju EV (co eksperci nazywają „scenariuszami”). Po pierwsze, wsparcie rządowe utrzymuje się na wysokim poziomie, technologia akumulatorów dokonuje znacznych postępów w zapewnianiu niższych kosztów i szybszego ładowania, a obawy konsumentów dotyczące emisji rosną wykładniczo. W takim przypadku przeważyłyby optymistyczne prognozy udziału w rynku pojazdów elektrycznych.

Alternatywnie, pojazdy elektryczne nigdy nie mogłyby stać się podstawowym lekkim pojazdem dostawczym, ale stałyby się drugim samochodem wybieranym przez wiele rodzin i coraz częściej używanym w niektórych obszarach miejskich. Ulepszenia w zakresie akumulatorów zostałyby zrekompensowane niższym wsparciem rządowym, ale przemysł będzie się rozwijał, choć udział w rynku będzie niższy od prognoz. Jestem przekonany, że jest to jak najbardziej prawdopodobne.

Ale także litowo-jonowy EV może być CFL branży mobilnej, zastąpiony kombinacją bardzo wydajnych, hybrydowych i/lub ultrakondensatorów lub innych zaawansowanych akumulatorów. Nie byłaby to pierwsza wysoce reklamowana technologia, która okazała się ślepą uliczką. Jeździłeś ostatnio na Concorde?

[1] Stanley Steamer kosztował 1,000 USD w 1911 r., Model T 385 USD w 1920 r. Inflacja w międzyczasie oznaczałaby, że cena Steamera podwoiłaby się.