Den elektriske køretøjsovergang i historisk sammenligning

Fortalere for elektriske batterikøretøjer (BEV'er) er begejstrede for deres potentiale til at fortrænge de fleste køretøjer med intern forbrændingsenergi (ICE) inden for et årti eller to. Figuren nedenfor viser en række fremskrivninger af BEV-markedsandele for salg af nye køretøjer fra en række forskellige grupper, hvoraf nogle er mere håbefulde end forudsigelige. Men hurtig vækst i salget af elbiler ser ud til at være konsensus. Er der grund til at tvivle på dette?

Mange har bemærket, at markedspenetrationshastigheden for nye teknologier er steget kraftigt i de seneste årtier; i USA nåede smartphones mætning på et årti sammenlignet med op til 50 år for apparater som vaskemaskiner. Andre har sammenlignet Tesla med Model T, hvilket tyder på, at deres køretøjer er så revolutionerende, at de vil fortrænge ICE'er med samme hastighed, som Model T erstattede heste.

Det er overflødigt at sige, at meget af dette involverer logik, der er mindre end ligetil. Til at begynde med kom markedspenetrationen for store apparater som vaskemaskiner og køleskabe, da for det første en mærkbar del af forbrugerne stadig ikke havde adgang til elnettet, men endnu vigtigere repræsenterede disse apparater en større del af bortskaffelsesindkomsten sammenlignet med smartphones. eller internetforbindelser.

Men også, og måske endnu vigtigere, er, at Model T var i en meget anderledes position end Tesla. Model T erstattede konkurrerende biler ret hurtigt, da de fleste af dem var håndværksmonterede, ofte manglede standardiserede dele og ret dyre. Model T, der blev masseproduceret, havde standardiserede dele og var specifikt designet til at være let at reparere såvel som at være robust nok til dengang middelmådige veje. Det var også billigere end mange konkurrerende køretøjer, omkring 1/4^th prisen på Stanley Steamer.[1]

En bedre sammenligning er udskiftningen af ​​heste med traktorer i landbruget. Som figuren nedenfor viser, tog det 20 år, før antallet af heste, der blev brugt på bedrifter, faldt med 50 % og over fire årtier, før de stort set blev udfaset. (Jeg har ikke fundet data om biler versus heste i transport endnu.)

En tilsvarende langsom overgang kan iagttages i jernbaneindustrien, hvor jernbaneselskaberne erstattede damplokomotiver med dieselmotorer. De førstnævnte var større og tungere, hvilket reducerede deres netto bugseringskapacitet, krævede en vandtank til damp, som skulle efterfyldes regelmæssigt, og havde brug for meget hyppigere rengøring end dieselmotoren. Da jernbaneselskaber havde let adgang til kapital, burde de have konverteret ret hurtigt. Men som figuren nedenfor viser, tog det igen 20 år fra de første almindeligt tilgængelige diesellokomotiver til at overgå antallet af damplokomotiver i brug.

Faktisk kunne resterende brændselsolie have været erstattet af kul i damplokomotiver, med russerne førende i 1870'erne. Men den amerikanske industri var meget langsommere til at adoptere det, som figuren nedenfor viser, hvor olieforbruget på jernbaner (som kombinerer resid og diesel) kun oversteg kul i 1950! Jeg kunne godt tænke mig at lære, hvorfor det her gik så glacialt langsomt. (En forfatter hævdede, at jernbaneindustrien var bekymret over langsigtet tilgængelighed af olie indtil Spindletop-opdagelsen i 1901, men det ser ikke ud til at stemme overens med timingen.)

Det afgørende er, at Model T og diesellokomotivet var langt overlegne produkter end deres konkurrenter. Gælder det samme for elbiler? Selvom der bestemt er tilfælde af dårligere produkter, der er svære at fortrænge (se på dit tastatur), er der få tilfælde af dårligere produkter, der fortrænger overlegne. CFL, for eksempel, blev ivrigt promoveret som mere effektiv og miljøvenlig, samt billigere i drift i løbet af sin levetid. Adskillige programmer tilbød købere subsidier, men de dominerede aldrig markedet og mistede i sidste ende markedsandele til halogenlamper (faktisk mindre effektive end CFL'er) og derefter LED'er (mere effektive og bedre).

For biler er sammenligningen ikke ligetil, da nogle faktorer er uhåndgribelige. Men tabellen nedenfor giver en sammenligning af Model T og hesten fra 1920, og selvom Model T er dyrere at købe og betjene, er den langt mere dygtig end hesten, med dobbelt så stor kraft, ti gange lastkapaciteten , tre gange passagerkapaciteten og fem gange rækkevidden. Den ene mangel er, at en Model T ikke kunne efterlades på en græsgang for at tanke; på den anden side var tanken om Model T hurtig; at efterlade en hest på græs ville være lige så gradvist som at oplade et elbilbatteri. Også mængden af ​​pleje, som Model T krævede, var langt mindre end at fodre, karrye og opstalde en hest. Model T's emissioner kunne ignoreres af ejeren: ikke for hesten, hvis 'emissioner' skulle skovles op og bortskaffes.

Hvad med elbilens konkurrenceevne? Den primære fordel er lavere vedligeholdelse, mellem 40-60 % mindre end for køretøjet med forbrændingsmotor, hvilket ikke er trivielt. Bortset fra det betyder bedre acceleration, men den er ikke højt på de gennemsnitlige bilkøberes prioriteringsliste, og de lavere (ikke nul) emissioner vil kun appellere til en lille del af forbrugerne. På den negative side er rækkeviddeangst og langsom opladning immaterielle ting, der vejer tungt på markedet. Fortalere nedgør ulejligheden ved batteriopladning, men er en stor ulempe, især for en families primære køretøj.

Hidtil har salget af elbiler været begrænset til tidlige brugere (herunder dem, der drives af Tesla-mærket) og købere af luksusbiler. De billigere elbiler som GM Bolt-salget er anæmisk: det repræsenterede 4% af GM's salg i sidste kvartal. Nødvendigheden af ​​store subsidier og en bred vifte af immaterielle incitamenter (gratis parkering og/eller opladning, brug af samkørselsbaner osv.) tyder på, at elbiler forbliver et ringere produkt, og der er ringe grund til at tro, at det snart vil ændre sig.

I betragtning af, at el-markedet sandsynligvis vil forblive stærkt afhængig af statsstøtte, og regeringer kan være omskiftelige, er der en masse risiko involveret i deres udvikling. Biden-administrationens inflationsreduktionslovs forlængelse af tilskud til indkøb virker positivt for virksomheden, bortset fra de mange restriktioner på udenlandsk salg, købers indkomst osv. Hvorvidt disse støtteniveauer kan opretholdes på lang sigt i de fleste større økonomier er diskutabel.

Der er en betydelig chance for, at det elektriske køretøj vil vise sig at ligne CFL mere end Model T, noget, der er dyrere, men med ringere egenskaber, bortset fra reducerede emissioner. Den seneste bølge af prisreduktioner gør dem stadig dyrere end konkurrerende konventionelle køretøjer, og forbedringer i omkostninger og ydeevne for lithium-ion-batterier ser ud til at være langsommere. De næste par år vil se den største test, da massekøbere øser de nye modeller og vurderer dem under virkelige forhold, hvor begrænsede data tyder på, at købernes anger ikke er ualmindeligt.

Jeg kan forudse tre mulige fremadrettede veje for EV (det eksperterne kalder 'scenarier'). For det første fortsætter den offentlige støtte på et højt niveau, batteriteknologien tager store spring fremad med at give lavere omkostninger og hurtigere opladning, og forbrugernes bekymring for emissioner vokser eksponentielt. I dette tilfælde ville de optimistiske fremskrivninger af markedsandele for elbiler sejre.

Alternativt kunne elbiler aldrig blive det primære lette erhvervskøretøj, men blive en anden valgfri bil for mange familier og i stigende grad brugt i nogle bymiljøer. Batteriforbedringer ville blive opvejet af lavere statsstøtte, men industrien ville trives, omend med markedsandele i den lavere ende af fremskrivningerne. Min overbevisning er, at dette er mest sandsynligt.

Men også, lithium-ion EV kunne være mobilitetsindustriens CFL, erstattet af en kombination af meget effektive hybrider og/eller ultrakondensatorer eller et andet avanceret batteri. Det ville ikke være den første meget udråbte teknologi, der beviser en blindgyde. Kørt på en Concorde for nylig?

[1] Stanley Steamer var $1,000 i 1911, Model T $385 i 1920. Inflation i mellemtiden ville betyde, at Steamer ville være fordoblet i pris.