המכוניות החשמליות של היום יכולות לכסות את רוב צרכי הנהיגה היומיומיים

: By ג'סיקה א 'טרנצ'יק, המכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס

תודה על הביקור InnerSelf.com, איפה הם 20,000 + מאמרים משנים חיים המקדמים "עמדות חדשות ואפשרויות חדשות". כל המאמרים מתורגמים ל 30 + שפות. הירשם למגזין InnerSelf, המתפרסם מדי שבוע, ולהשראה היומית של מארי טי ראסל. מגזין InnerSelf פורסם מאז 1985.

לשבור

ג'נרל מוטורס מפתחת את שברולט ה- 2017 הכל-חשמלי, המיועד לטווח נסיעה של כ- 200 מיילים. גנרל מוטורס

הובלה מחשמלת היא אחת הדרכים המבטיחות להפחית משמעותית את פליטת גזי החממה מכלי רכב, אך מה שמכונה חרדת טווח - דאגה מפני תקוע בסוללת רכב לא טעונה - נותר מכשול לאימוץ רכב חשמלי. האם חרדת טווח מוצדקת לאור מכוניות קיימות ותשתיות טעינה?

זו שאלה שקבוצת המחקר שלי התייחסתי אליהם במאמר שפורסם ב אנרגיה טבעית, על ידי התבוננות מקרוב בבעיה זו עם דגם חדש.

ספציפית שאלנו: כשמסתכלים למטה על האזור הגיאוגרפי של ארה"ב מנקודת מבט של ציפור, כמה כלי רכב אישיים בכביש מדי יום ניתן להחליף ברכב חשמלי בעל סוללה בעלות נמוכה, גם אם אין טעינה בשעות היום? הניתוח שלנו הוא, למיטב ידיעתנו, המחקר הרחב ביותר, אך עדיין מפורט, עד היום, כיצד מודדת טכנולוגיית כלי הרכב החשמליים הנוכחיים והמשופרים בעתיד על פי התנהגותם הצורכת אנרגיה של אנשים.

מצאנו כי כמעט 90 אחוז מהרכבים בכביש יכול להיות מוחלף על ידי רכב חשמלי בעלות נמוכה הקיימת כיום בשוק. מה שכן, המספר הזה דומה להפליא בכל ערים שונות מאוד, מניו יורק ליוסטון ועד לוס אנג'לס. כלומר, יש פוטנציאל גבוה לחשמל של מכוניות בערים צפופות ושטופות יותר בארצות הברית.

אולם כדי לממש פוטנציאל זה, יש לספק את כל צרכיהם של נהגי רכב חשמלי פוטנציאליים בכל הימים, ואפילו כאלה בעלי אנרגיה גבוהה, כמו ימים המחייבים נסיעה למרחקים ארוכים.

שני חידושים מרכזיים יכולים לאפשר זאת. הראשון הוא לחזות את הימים שבהם סביר להניח שנהגים יחרגו ממגוון המכוניות, מה שהדגם שלנו מתוכנן לעשות. והשני הוא חידוש מוסדי או מודל עסקי לספק כלי רכב חלופיים לטווח ארוך באותם ימי אנרגיה גבוהה. לדוגמה, מכוניות קונבנציונאליות ובסופו של דבר אלטרנטיבות בעלות פחמן נמוך, לטווחים ארוכים, עשויות להופיע בדלת המשתמש בלחיצת כפתור. צורך זה עשוי להימשך זמן מה גם כאשר טכנולוגיית הסוללות משתפרת ותשתית הטעינה מתרחבת.

טווח הרכבים אינו מספר אחד

בדרך כלל נחשב לטווח של רכב חשמלי מבחינת מספר קבוע, אך מספר הקילומטרים המכוסים על מטען בודד משתנה עם גורמים הכוללים מהירות נהיגה וסגנון וטמפרטורת חוץ. כדי להבין את טווח של מכונית עלינו להסתכל מעבר לרכב עצמו לאופן בו אנשים מתנהגים.

בארבע השנים האחרונות בקבוצת המחקר שלי בנינו מודל (שנקרא 'TripEnergy') של התנהגות הנהיגה השנייה אחרי שנייה של אנשים ברחבי ארצות הברית, כיצד הם עשויים להשתמש במערכות חימום וקירור שלהם מכוניות, וכיצד רכבים חשמליים וקונבנציונליים שונים היו צורכים אנרגיה אם הם מונעים בדרך זו.

גישה זו נותנת לנו א מבט הסתברותי של טווח כלי רכב חשמלי. לדוגמה, עבור עלה ניסן, אנו מגלים שמייל 74 הוא הטווח החציוני - על סמך דפוסי נהיגה, מחצית המכוניות בכביש בארה"ב היו מסוגלות לנסוע עד כה ומחציתן לא. (חשמלית של פורד פוקוס מבצעת ביצועים דומים.) קיימת תפוצה בתחום זה, המדגימה עד כמה הביצועים בפועל יכולים להשתנות. אנו מעריכים, למשל, כי לא ניתן היה לכסות חמישה אחוזים מנסיעות 58-מייל בתשלום אחד, וחמישה אחוזים מנסיעות 90-מייל יכולות להיות.

הערכת טכנולוגיית רכב חשמלי נגד התנהגות נהיגה

עם דגם TripEnergy בידנו, שאלנו כמה מכוניות בכביש אפשר להחליף ברכב חשמלי זול שיש היום. שקלנו מקרה בו נהגים יכולים לחייב רק פעם ביום, למשל בבית למשך הלילה. זה איפשר לנו ללמוד מצב בו נדרשים רק שינויים מוגבלים בתשתיות הטעינה הקיימות הקיימות ומכוניות יכולות להשתמש בתחנות כוח שבמקום אחר ישבו סרק במשך הלילה.

מצאנו כי בהתחשב באופן שבו אנשים נוהגים ברחבי ארה"ב, ניתן להחליף 87 אחוז מהמכוניות ביום ממוצע בדור הנוכחי, רכב חשמלי בעלות נמוכה, עם טעינה אחת ליום בלבד. זה מבוסס על התנהגות הנהיגה של מיליוני אנשים ברחבי ארה"ב ברחבי ערים ומעמדות סוציו-אקונומיים מגוונים.

המעבר מכלי רכב קונבנציונאליים לחשמליים עבור מכוניות אלו יפחית את הפליטות בשיעור של 30 אחוז, אפילו עם תערובת האספקה המבוססת על דלק מאובנים של ימינו. בסך הכל, הנסיעות שעשו מכוניות אלו מייצגות בערך 60 אחוז מצריכת הדלק בארה"ב

פוטנציאל אימוץ יומיומי גדול זה דומה להפליא בכל הערים האמריקאיות הצפופות והמפוזרות יותר, החל מ 84 אחוז ל- 93 אחוזים.

אמנם זה נכון שאנשים להתנהג אחרת בין ערים - בשנת כיצד הם משתמשים בתחבורה ציבורית, אם הם מחזיקים רכב, ואיך לעתים קרובות הם נוהגים במכוניות בבעלותם - כאשר הם אכן נוהגים גילינו שמספר דומה של מכוניות בערים שונות נופל בטווח שמספק רכב חשמלי זול.

מחזיר לשיפור הטכנולוגיה

מה אם הסוללות ישתפרו ותאפשרו טווח נסיעה ארוך יותר באותה עלות כמו סוללות ליתיום-יון מהדור הנוכחי?

סוכנות המחקר הפדרלית ARPA-E קבע יעד לסוללות לאגור בערך פי שניים יותר אנרגיה לפי משקל מאשר הסוללות של ימינו בכלי רכב חשמליים. אם היעד הטכני יושג, אנו מעריכים כי האומדן הפוטנציאלי לאימוץ 87 אחוז יומי יעלה ל- 98 אחוז, ופוטנציאל החלפת הבנזין יעלה מ- 61 אחוז ל- 88 אחוז. 2017 Chevy Bolt ו- 2018 Tesla דגם 3 צפויים להשיג עליות דומות בפוטנציאלים בעלות מוגברת בהשוואה לניסן עלה של ימינו, אם כי עלויות אלה עדיין קרובות לעלות הממוצעת של מכוניות חדשות. ה- Tesla Model S נוסע אפילו יותר רחוק אך עולה משמעותית יותר.

עם זאת, גם עם שיפורי סוללה משמעותיים, יהיה צורך בסוגים אחרים של טכנולוגיות לביצועי כוח כדי לכסות את אותם ימים עם צריכת אנרגיה גבוהה ביותר. צורך זה עשוי להימשך זמן מה, אפילו עם תשתית טעינה מורחבת, בגלל מספר קטן של ימי אנרגיה מאוד גבוהה.

תמונת העל של מגבלות טווח

לאנשים להתגבר על חרדת טווח ולהרגיש בנוח לקנות רכב חשמלי, הם צריכים לדעת שצרכיהם ייענו בכל הימים, כולל ימי אנרגיה גבוהה. חיזוי מתי זה יתרחש - ומראש בקניית רכב בכמה ימים זה יתרחש - זה דבר שהדגם שלנו מתאים לו היטב.

הדגם שלנו יכול, עם קלט מוגבל על מרחק נסיעה, זמן ומיקום, לחזות את ההסתברות לחריגה מטווח המכונית, ולהצביע על ימים בהם נהגים צריכים לפנות למכוניות אחרות, לטווח ארוך יותר, למשל למשקי בית או אפילו בתוך יישובים. ובאמצעות תוכניות שיתוף רכב מסחריות. התוצאות שופכות אור גם על כמות המכוניות לטווח הארוך שתידרש ברמת האוכלוסייה, פער שיש למלא על ידי חדשנות מהמגזר הפרטי כמו גם המדיניות הלאומית והמקומית.

מימון סביר שיסייע בהפצת העלויות המקדימות לאורך חיי המכונית והגדלת הזדמנויות הטעינה, גם אם פעם ביום בלבד, יעודד גם אימוץ EV.

בסך הכל, הניתוח שלנו מראה כי כלי רכב חשמליים עכשוויים יכולים לענות על צרכי הנהיגה היומיומיים ביותר בארה"ב. גישה משופרת לתובלה משותפת וארוכת טווח, לצד סוללות ומכוניות מתקדמות יותר וחשמל מפונק, מספקים מסלול הגעה לרכב אישי מוגז ברובו. צי.