Quantumrun

KREDIT ZA SLIKU: Quantumrun

Uspon električnog automobila: Budućnost energije P3

David Tal, izdavač, futurist
@DavidTalWrites
LinkedIn

Pon, 09 - 14:2020

Vaš automobil – njegov uticaj na svijet u kojem živite bit će daleko veći nego što biste očekivali.

Ako ste pročitali posljednji masni dio ove serije Future of Energy, mogli biste se kladiti da će ovaj treći dio pokrivati uspon solarne energije kao novog dominantnog oblika energije u svijetu. Pa, samo ste malo u krivu: to ćemo pokriti četvrti deo. Umjesto toga, odlučili smo da prvo pokrijemo biogoriva i električne automobile jer većina svjetske transportne flote (tj. automobila, kamiona, brodova, aviona, monster kamiona, itd.) radi na plin i to je cijeli razlog zašto sirova nafta zauzima svijet grlo. Uklonite gas iz jednačine i ceo svet se promeni.

Naravno, lakše je reći nego učiniti. Ali ako čitate do depresivnog kraja drugi dio, sjetili biste se da većina svjetskih vlada neće imati mnogo izbora po tom pitanju. Jednostavno rečeno, nastavak vođenja ekonomije na sve nestabilnijim i oskudnijim izvorima energije – sirovoj nafti – postat će ekonomski i politički neodrživi između 2025.-2035. Srećom, ova gigantska tranzicija mogla bi biti lakša nego što mislimo.

Prava stvar iza biogoriva

Električni automobili su budućnost transporta—i tu budućnost ćemo istražiti u drugoj polovini ovog članka. Ali s više od milijardu automobila na cestama širom svijeta, zamjena tog voznog parka električnim vozilima mogla bi potrajati jednu do dvije decenije. Nemamo toliko vremena. Ako će svijet prekinuti svoju ovisnost o nafti, morat ćemo pronaći druge izvore goriva koji mogu pokretati naša trenutna vozila sa unutrašnjim sagorevanjem desetak godina dok električna energija ne preuzme vlast. Tu dolaze biogoriva.

Kada posjetite pumpu, zaista imate samo opciju dopunjavanja plina, boljeg plina, premium plina ili dizela. I to je problem za vaš džeparac – jedan od razloga zašto je nafta tako skupa je taj što ima skoro monopol na benzinske pumpe koje ljudi koriste širom svijeta. Nema konkurencije.

Biogoriva, međutim, mogu biti ta konkurencija. Zamislite budućnost u kojoj vidite etanol, ili hibrid etanol-gas, ili čak opcije električnog punjenja sljedeći put kada uđete u pumpu. Ta budućnost već postoji u Brazilu.

Brazil proizvodi ogromne količine etanola iz šećerne trske. Kada Brazilci odu do pumpe, imaju izbor da dopune gas ili etanol ili razne druge mješavine između. Rezultat? Gotovo potpuna nezavisnost od strane nafte, jeftinije cijene plina i rastuća ekonomija – u stvari, preko 40 miliona Brazilaca preselilo se u srednju klasu između 2003. i 2011. kada je industrija biogoriva u zemlji uzela maha.

'Ali čekajte', kažete, 'biogorivima su potrebni automobili sa fleksibilnim gorivom da bi ih pokrenuli. Baš kao i električni, bile bi potrebne decenije da se svjetski automobili zamijene automobilima na fleksibilno gorivo.' Zapravo, ne baš. Mala prljava tajna u auto industriji je da se gotovo svi automobili proizvedeni od 1996. godine mogu pretvoriti u automobile na fleksibilno gorivo za samo 150 dolara. Ako ste zainteresovani za konverziju vašeg automobila, pogledajte ove linkove: jedan i dva.

"Ali čekajte", kažete ponovo, "gajenje biljaka za proizvodnju etanola podići će cijenu hrane!" Suprotno javnom uvjerenju (vjerovanja koja formalno dijeli ovaj pisac), etanol ne zamjenjuje proizvodnju hrane. U stvari, nusproizvod većine proizvodnje etanola je hrana. Na primjer, veći dio kukuruza koji se uzgaja u Americi uopće se ne uzgaja za ljude, već se uzgaja za stočnu hranu. A jedna od najboljih stočnih namirnica je 'zrno za destilaciju', napravljeno od kukuruza, ali prvo proizvedeno procesom fermentacije-destilacije - nusproizvod je (pogodali ste) etanol I zrno za destilaciju.

Donošenje izbora na benzinsku pumpu

Nije nužno hrana naspram goriva, može biti hrana i puno goriva. Pa hajde da bacimo brzi pogled na različita bio i alternativna goriva koja ćemo vidjeti kako će se pojaviti na tržištu sredinom 2020-ih:

Etanol. Etanol je alkohol, proizveden fermentacijom šećera, a može se napraviti od raznih biljnih vrsta poput pšenice, kukuruza, šećerne trske, čak i od čudnih biljaka poput kaktusa. Općenito, etanol se može proizvesti u velikim količinama koristeći većinu biljaka koje su najpogodnije za uzgoj u zemlji.

Metanol. Timovi za trkačke automobile i drag trke koriste metanol decenijama. Ali zašto? Pa, ima viši ekvivalentni oktanski broj (~113) od premium plina (~93), nudi bolje omjere kompresije i vremena paljenja, gori mnogo čistije od benzina, i općenito je trećina cijene standardnog benzina. I kako pravite ove stvari? Korištenjem H2O i ugljičnog dioksida – dakle vode i zraka, što znači da ovo gorivo možete jeftino napraviti bilo gdje. U stvari, metanol se može stvoriti korištenjem recikliranog ugljičnog dioksida iz rastuće svjetske industrije prirodnog plina, pa čak i recikliranom biomasom (tj. otpadom koji nastaje u šumarstvu, poljoprivredi, pa čak i gradskom otpadu).

U Americi se svake godine proizvede dovoljno biomase da se proizvede dovoljno metanola da pokrije polovinu automobila u SAD-u za dva dolara po galonu, u poređenju sa četiri ili pet na benzin.

Alge. Začudo, konkretno bakterije Cijanobakterije, može pokretati vaš budući automobil. Ove bakterije se hrane fotosintezom i ugljičnim dioksidom, u osnovi suncem i zrakom, i mogu se lako transformirati u biogorivo. Uz malo genetskog inženjeringa, naučnici se nadaju da će jednog dana uzgajati ogromne količine ovih bakterija u ogromnim otvorenim bačvama. Zanimljivo je to što se ove bakterije hrane ugljičnim dioksidom, što više rastu, više čiste i našu okolinu. To znači da budući farmeri bakterija mogu zaraditi i na količini biogoriva koje prodaju i na količini ugljičnog dioksida koji isisava iz atmosfere.

Električni automobili su već ovdje i već su sjajni

Električna vozila, ili EV, postala su dio pop kulture u velikoj mjeri zahvaljujući Elonu Musku i njegovoj kompaniji Tesla Motors. Tesla Roadster, a posebno Model S, dokazali su da električna vozila nisu samo najzeleniji automobil koji možete kupiti, već i najbolji automobil za vožnju, tačka. Model S osvojio je 2013. “Motor Trend automobil godine” i Automobile Magazine 2013. “Automobil godine”. Kompanija je dokazala da električna vozila mogu biti statusni simbol, kao i lider u automobilskom inženjerstvu i dizajnu.

Ali sve ovo Teslino ljubljenje dupeta na stranu, realnost je da za sve medije kojima su Tesla i drugi modeli električnih vozila upravljali posljednjih godina, oni i dalje predstavljaju samo manje od jedan posto globalnog tržišta automobila. Razlozi koji stoje iza ovog sporog rasta uključuju nedostatak javnog iskustva u vožnji električnih vozila, veće komponente EV-a i proizvodne troškove (otuda ukupna visoka cijena), te nedostatak infrastrukture za punjenje. Ovi nedostaci su značajni, ali neće dugo trajati.

Troškovi proizvodnje automobila i električnih baterija će se srušiti

Do 2020-ih, čitav niz tehnologija će se pojaviti na mreži kako bi se smanjili troškovi proizvodnje vozila, posebno EV. Za početak, uzmimo vaš prosječan automobil: oko tri petine našeg goriva za mobilnost odlazi na automobile, a dvije trećine tog goriva se koristi za savladavanje težine automobila kako bi ga gurnuli naprijed. Zato će sve što možemo učiniti da učinimo automobile lakšim ne samo da će ih pojeftiniti, već će im pomoći i da troše manje goriva (bilo da je to plin ili struja).

Evo šta je u planu: do sredine 2020-ih, proizvođači automobila će početi da prave sve automobile od karbonskih vlakana, materijala koji je svetlosnim godinama lakši i jači od aluminijuma. Ovi lakši automobili će moći da rade na manjim motorima i da održavaju iste performanse. Lakši automobili će također učiniti korištenje električnih baterija u odnosu na motore s unutarnjim izgaranjem održivijim, jer će trenutna tehnologija baterija moći napajati ova lakša vozila kao i automobile na plin.

Naravno, ovo ne računajući očekivani napredak u tehnologiji baterija, a bit će ih mnogo. Cijena, veličina i kapacitet skladištenja EV baterija su se već godinama poboljšali munjevito, a nove tehnologije se stalno pojavljuju na mreži kako bi ih poboljšale. Na primjer, do 2020. godine vidjet ćemo uvođenje superkondenzatori na bazi grafena. Ovi superkondenzatori će omogućiti EV baterije koje su ne samo lakše i tanje, već će zadržati više energije i brže je oslobađati. To znači da automobili budu lakši, jeftiniji i brže ubrzavaju. U međuvremenu, do 2017. godine, Teslina Gigafabrika će početi proizvoditi EV baterije u ogromnim razmjerima, potencijalno smanjujući troškove EV baterija za 30 posto do 2020.

Ove inovacije u korišćenju karbonskih vlakana i ultraefikasne tehnologije baterija dovest će troškove EV-a u rang sa tradicionalnim vozilima sa motorima sa unutrašnjim sagorevanjem, i na kraju daleko ispod vozila sa unutrašnjim sagorevanjem – kao što ćemo uskoro videti.

Svjetske vlade se uključuju kako bi ubrzale tranziciju

Pad cijena EV-a neće nužno značiti prodajni uspjeh EV-a. A to je problem ako su svjetske vlade ozbiljne u pogledu izbjegavanja nadolazećeg ekonomskog kolapsa (navedeno u drugi dio). Zato je jedna od najboljih taktika koje vlade mogu primijeniti kako bi smanjile potrošnju plina i snizile cijenu na pumpi je promoviranje usvajanja električnih vozila. Ovako vlade to mogu učiniti:

Jedna od najvećih prepreka za usvajanje EV je strah mnogih potrošača da će ostati bez soka dok su na putu, daleko od stanice za punjenje. Kako bi riješile ovu infrastrukturnu rupu, vlade će naložiti da se infrastruktura za punjenje električnih vozila instalira na svim postojećim benzinskim stanicama, čak i korištenjem subvencija u nekim slučajevima kako bi se ubrzao proces. Proizvođači električnih vozila će se vjerovatno uključiti u ovu izgradnju infrastrukture, jer ona predstavlja novi i unosan tok prihoda koji se može ukrasti od postojećih naftnih kompanija.

Lokalne vlasti će početi ažurirati podzakonske akte o izgradnji, nalažući da sve kuće imaju utičnice za punjenje električnih vozila. Srećom, ovo se već dešava: Kalifornija doneo zakon zahtijevajući da sva nova parkirališta i stambeni prostori uključuju infrastrukturu za punjenje električnih vozila. U Kini, grad Shenzhen usvojeno zakonodavstvo zahtijevajući od graditelja stanova i stanova da ugrade utičnice/stanice za punjenje na svakom parking mjestu. U međuvremenu, Japan sada ima više mjesta za brzo punjenje (40,000) nego benzinskih pumpi (35,000). Druga prednost ove infrastrukturne investicije je da će predstavljati hiljade novih, neizvoznih poslova u svakoj zemlji koja je usvoji.

U međuvremenu, vlade mogu direktno podsticati kupovinu električnih vozila. Norveška je, na primjer, jedan od najvećih svjetskih uvoznika Tesle. Zašto? Zato što norveška vlada nudi vlasnicima električnih vozila besplatan pristup prometnim trakama bez gužvi (npr. autobuskoj traci), besplatnom javnom parkiranju, besplatnom korištenju cesta s naplatom cestarine, ukidanju godišnje naknade za registraciju, oslobađanju od određenih poreza na promet i odbitku poreza na prihod. Da, dobro znam! Čak i s obzirom da je Tesla Model S luksuzan automobil, ovi poticaji čine kupovinu Tesle gotovo jednakom posedovanju tradicionalnog automobila.

Druge vlade mogu lako ponuditi slične poticaje, koji u idealnom slučaju ističu nakon što EV dosegnu određeni prag ukupnog nacionalnog vlasništva automobila (npr. 40 posto) kako bi se ubrzala tranzicija. A nakon što električni automobili na kraju predstavljaju većinu javnog voznog parka, dodatni porez na ugljik može se primijeniti na preostale vlasnike automobila s motorima s unutarnjim izgaranjem kako bi se podstakla njihova nadogradnja na EV u kasnim fazama.

U ovakvom okruženju, vlade bi naravno davale subvencije za istraživanje napretka i proizvodnje električnih vozila. Ako stvari postanu dlakave i potrebne su ekstremnije mjere, vlade bi također mogle naložiti proizvođačima automobila da prebace veći postotak svoje proizvodnje na električna vozila ili čak nalažu proizvodnju samo za EV. (Takvi mandati su bili neverovatno efikasni tokom Drugog svetskog rata.)

Sve ove opcije mogle bi decenijama ubrzati prelazak sa vozila na električna goriva, smanjujući svjetsku ovisnost o nafti, stvarajući milijune novih radnih mjesta i uštedajući vladama milijarde dolara (koji bi se inače potrošili na uvoz sirove nafte) koji bi se mogli uložiti negdje drugdje. .

Za neki dodatni kontekst, danas u svijetu postoje oko dva ili više od milijardu automobila. Proizvođači automobila općenito proizvedu 100 miliona automobila svake godine, tako da u zavisnosti od toga koliko agresivno težimo tranziciji na EV, bilo bi potrebno samo jedno do dvije decenije da zamijenimo dovoljno svjetskih automobila kako bismo ponovo pokrenuli našu buduću ekonomiju.

Bum nakon prelomne tačke

Kada električna vozila dostignu prekretnicu u vlasništvu šire javnosti, otprilike 15 posto, rast električnih vozila će postati nezaustavljiv. Električna vozila su daleko sigurnija, koštaju daleko manje za održavanje, a do sredine 2020-ih će koštati mnogo manje goriva u poređenju sa automobilima na plin – bez obzira koliko nisko padne cijena plina.

Isti tehnološki napredak i podrška vlade dovest će do sličnih primjena u EV kamionima, autobusima i avionima. Ovo će promijeniti igru.

Onda odjednom, sve pojeftinjuje

Zanimljiva stvar se dešava kada izbacite vozila iz jednačine potrošnje sirove nafte, sve odjednom pojeftini. Razmisli o tome. Kao što smo videli drugi dio, hrana, proizvodi za kuhinju i kućanstvo, farmaceutska i medicinska oprema, odjeća, kozmetički proizvodi, građevinski materijali, autodijelovi i veliki postotak gotovo svega ostalog, svi su stvoreni pomoću nafte.

Kada većina vozila pređe na električna vozila, potražnja za sirovom naftom će se srušiti, pa će se smanjiti i cijena sirove nafte. Taj pad će značiti ogromne uštede za proizvođače proizvoda u svim sektorima koji koriste naftu u svojim proizvodnim procesima. Ove uštede će se na kraju prenijeti na prosječnog potrošača, stimulirajući bilo koju svjetsku ekonomiju koja je bila pogođena visokim cijenama plina.

Mikroelektrane se napajaju u mrežu

Još jedna sporedna prednost posjedovanja EV-a je da se može udvostručiti i kao zgodan izvor rezervnog napajanja ako snježna oluja ikada sruši električne vodove u vašem susjedstvu. Jednostavno povežite svoj automobil sa svojom kućom ili električnim uređajima za brzo pojačanje napajanja u slučaju nužde.

Ako je vaša kuća ili zgrada uložila u solarne panele i pametnu mrežnu vezu, može napuniti vaš automobil kada vam nije potreban, a zatim vratiti tu energiju u vašu kuću, zgradu ili električnu mrežu u zajednici noću, potencijalno uštedeći na našoj račun za električnu energiju ili čak zaradu od malog novca.

Ali znate šta, sada se uvlačimo u temu solarne energije, i iskreno, to zaslužuje svoj vlastiti razgovor: Solarna energija i uspon energetskog interneta: Budućnost energije P4