Elektriauto tõus: energia tulevik P3

PILDIKrediit: Quantumrun

Elektriauto tõus: energia tulevik P3

    Teie auto – selle mõju maailmale, kus elate, on palju suurem, kui ootate. 

    Kui loete selle Future of Energy sarja viimast õlist osa, oleksite kihla vedanud, et see kolmas osa käsitleb päikeseenergia kui maailma uue domineeriva energiavormi tõusu. Noh, sa eksid veidi: me käsitleme seda neljas osa. Selle asemel otsustasime esmalt hõlmata biokütused ja elektriautod, kuna suurem osa maailma transpordipargist (st autod, veoautod, laevad, lennukid, monster truckid jne) töötab gaasiga ja see on kogu põhjus, miks toornafta on maailmas. kurgus. Eemaldage võrrandist gaas ja kogu maailm muutub.

    Muidugi on gaasist (ja varsti isegi sisepõlemismootorist) eemaldumine lihtsam öelda kui teha. Aga kui lugeda kuni masendava lõpuni teine ​​osa, mäletate, et enamikul maailma valitsustel pole selles küsimuses palju valikut. Lihtsamalt öeldes muutub majanduse jätkamine üha volatiilsemal ja nappimal energiaallikal – toornafta – aastatel 2025–2035 majanduslikult ja poliitiliselt jätkusuutmatuks. Õnneks võib see hiiglaslik üleminek olla lihtsam, kui me arvame.

    Tegelik tehing biokütuste taga

    Elektriautod on transpordi tulevik ja me uurime seda tulevikku selle artikli teises pooles. Kuid kuna maailmas on teedel üle miljardi auto, võib selle sõidukipargi asendamine elektrisõidukitega võtta aega üks kuni kaks aastakümmet. Meil pole sellist aega. Kui maailm kaotab oma sõltuvuse naftast, peame leidma muid kütuseallikaid, mis suudavad meie praeguseid sisepõlemismootoriga sõidukeid kasutada umbes kümme aastat, kuni elektrienergia üle võtab. Siin tulevadki biokütused sisse.

    Kui külastate pumpa, on teil tõesti võimalik tankida ainult gaasi, paremat gaasi, esmaklassilist gaasi või diislikütust. Ja see on teie taskuraamatu probleem – üks põhjusi, miks nafta on nii kallis, on see, et sellel on peaaegu monopol bensiinijaamade suhtes, mida inimesed kasutavad enamikus maailmas. Konkurentsi pole.

    Biokütused võivad aga olla selleks konkurentsiks. Kujutage ette tulevikku, kus näete järgmisel korral, kui pumba sisse sõidate, etanooli või etanooli-gaasi hübriidi või isegi elektrilaadimisvõimalusi. See tulevik on Brasiilias juba olemas. 

    Brasiilia toodab suhkruroost tohutul hulgal etanooli. Kui brasiillased pumba juurde lähevad, on neil valida, kas tankida gaasi või etanooli või mitmesuguseid muid vahepealseid segusid. Tulemus? Peaaegu täielik sõltumatus välismaisest naftast, odavamad gaasihinnad ja õitsev majandus – tegelikult läks üle 40 miljoni brasiillase aastatel 2003–2011 keskklassi, kui riigi biokütusetööstus jõudis käima. 

    "Aga oodake," ütlete te, "biokütuste jaoks on nende käitamiseks vaja paindliku kütusega autosid. Nii nagu elektril, kuluks aastakümneid, et asendada maailma autod paindliku kütusega autodega. Tegelikult mitte. Väike räpane saladus autotööstuses on see, et peaaegu kõiki alates 1996. aastast ehitatud autosid saab muuta paindliku kütusega autodeks juba 150 dollari eest. Kui olete huvitatud oma auto ümberehitamisest, vaadake neid linke: üks ja kaks.

    "Aga oodake," ütlete uuesti, "taimede kasvatamine etanooli valmistamiseks tõstab toidukulusid!" Vastupidiselt avalikule arvamusele (veendumused, mida see kirjanik ametlikult jagab), ei tõrju etanool toidu tootmist. Tegelikult on enamiku etanoolitootmise kõrvalsaadus toit. Näiteks suurt osa Ameerikas kasvatatavast maisist ei kasvatata üldse inimese jaoks, seda kasvatatakse loomasöödaks. Ja üks parimaid loomasöötasid on destilleerija teravili, mis on valmistatud maisist, kuid toodetakse esmalt kääritamis-destilleerimisprotsessi käigus – kõrvalsaaduseks on (arvasite ära) etanool JA destilleerijate teravili.

    Valiku toomine gaasipumbale

    See ei pruugi olla toit vs kütus, see võib olla toit ja palju kütust. Heidame siis kiire pilgu erinevatele bio- ja alternatiivkütustele, mida näeme 2020. aastate keskpaigaks turule jõudmas.

    Etanool. Etanool on alkohol, mida valmistatakse suhkrute kääritamisel ja mida saab valmistada mitmesugustest taimeliikidest, nagu nisu, mais, suhkruroog, ja isegi imelikest taimedest nagu kaktus. Üldiselt saab etanooli toota suures mahus, kasutades enamikku mis tahes taimest, mis sobib riigi kasvatamiseks kõige paremini. 

    Metanool. Võidusõiduautode ja võidusõidumeeskonnad on metanooli kasutanud aastakümneid. Aga miks? Noh, sellel on kõrgem ekvivalentne oktaanarv (~113) kui premium-gaasil (~93), see pakub paremat surveastet ja süüteajastust, põleb palju puhtamalt kui bensiin ja on üldiselt kolmandiku tavabensiini hinnast. Ja kuidas te seda kraami valmistate? Kasutades vett ja süsinikdioksiidi – nii vett kui õhku, mis tähendab, et saate seda kütust odavalt valmistada kõikjal. Tegelikult saab metanooli luua maailma kasvava maagaasitööstuse ringlussevõetud süsihappegaasi ja isegi ringlussevõetud biomassi (st metsanduse, põllumajanduse ja isegi linnajäätmete) abil. 

    Ameerikas toodetakse igal aastal piisavalt biomassi, et toota piisavalt metanooli, et katta pooled USA autodest hinnaga kaks dollarit gallonist, võrreldes nelja või viie bensiiniga. 

    Vetikad. Kummalisel kombel bakterid, täpsemalt Tsüanobakterid, võib teie tulevast autot toita. Need bakterid toituvad fotosünteesist ja süsinikdioksiidist, peamiselt päikesest ja õhust, ning neid saab hõlpsasti biokütuseks muuta. Veidi geenitehnoloogia abil loodavad teadlased ühel päeval kasvatada tohutul hulgal neid baktereid hiiglaslikes välivaatides. Kicker seisneb selles, et kuna need bakterid toituvad süsinikdioksiidist, siis mida rohkem nad kasvavad, seda rohkem puhastavad nad ka meie keskkonda. See tähendab, et tulevased bakterikasvatajad saavad teenida raha nii müüdava biokütuse kui ka atmosfäärist välja imetava süsinikdioksiidi koguse pealt.

    Elektriautod on juba kohal ja juba vinged

    Elektrisõidukid ehk EV-d on saanud popkultuuri osaks suuresti tänu Elon Muskile ja tema ettevõttele Tesla Motorsile. Tesla Roadster ja eriti Model S on tõestanud, et elektrisõidukid pole mitte ainult kõige rohelisem auto, mida saate osta, vaid ka parim auto sõitmiseks. Model S võitis 2013. aasta “Motor Trend’i aasta auto” ja Automobile Magazine’i 2013. aasta “Aasta auto” tiitli. Ettevõte tõestas, et elektrisõidukid võivad olla nii staatuse sümbol kui ka autotööstuse ja disaini liider.

    Kuid kui kõik see Tesla perse suudlemine kõrvale jätta, siis tegelikkus on see, et kogu ajakirjanduses, mida Tesla ja teised EV mudelid on viimastel aastatel käsutanud, esindavad nad siiski vaid alla ühe protsendi ülemaailmsest autoturust. Selle aeglase kasvu põhjuseks on avaliku kogemuse puudumine elektrisõidukite juhtimisel, kõrgemad elektrisõidukite komponendid ja tootmiskulud (seega üldiselt kõrge hinnasilt) ning laadimisinfrastruktuuri puudumine. Need puudused on olulised, kuid need ei kesta kaua.

    Autode valmistamise ja elektriakude kulud jooksevad kokku

    2020. aastateks jõuab võrku terve hulk tehnoloogiaid, et vähendada sõidukite, eriti elektrisõidukite tootmiskulusid. Alustuseks võtame teie keskmise auto: umbes kolm viiendikku kogu meie liikumiskütusest läheb autodele ja kaks kolmandikku sellest kütusest kasutatakse auto raskuse ületamiseks, et seda edasi lükata. Seetõttu ei muuda kõik, mida saame autode kergemaks muutmiseks teha, mitte ainult odavamaks, vaid aitab neil kasutada ka vähem kütust (olgu see siis gaas või elekter).

    Valmistamisel on järgmine: 2020. aastate keskpaigaks hakkavad autotootjad kõiki autosid valmistama süsinikkiust – materjalist, mis on valgusaastaid kergem ja tugevam kui alumiinium. Need kergemad autod on võimelised töötama väiksemate mootoritega ja säilitama sama jõudluse. Kergemad autod muudavad ka elektriakude kasutamise sisepõlemismootorite asemel elujõulisemaks, kuna praegune akutehnoloogia suudab neid kergemaid sõidukeid toita nii palju kui gaasimootoriga autosid.

    Muidugi ei võeta arvesse oodatavaid edusamme akutehnoloogias ja neid on palju. Elektrisõidukite akude maksumus, suurus ja salvestusmaht on juba aastaid välkkiirelt paranenud ning uusi tehnoloogiaid tuleb nende täiustamiseks pidevalt võrku. Näiteks 2020. aastaks näeme kasutuselevõttu grafeenipõhised superkondensaatorid. Need superkondensaatorid võimaldavad elektrisõidukite akusid, mis pole mitte ainult kergemad ja õhemad, vaid hoiavad ka rohkem energiat ja vabastavad selle kiiremini. See tähendab, et autod on kergemad, odavamad ja kiirendavad kiiremini. Samal ajal hakkab Tesla Gigafactory 2017. aastaks tootma elektrisõidukite akusid tohutul hulgal, mis võib vähendada elektrisõidukite akude kulusid võrra 30. aastaks 2020 protsenti.

    Need uuendused süsinikkiu ja ülitõhusa akutehnoloogia kasutamisel toovad elektrisõidukite kulud samaväärselt traditsiooniliste sisepõlemismootoriga sõidukitega ja lõpuks tunduvalt madalamad kui sisepõlemismootoriga sõidukid – nagu me näeme.

    Maailma valitsused astuvad üles, et üleminekut kiirendada

    Elektrisõidukite hinnalangus ei tähenda tingimata elektrisõidukite müügihüpet. Ja see on probleem, kui maailma valitsused soovivad tõsiselt vältida eelseisvat majanduskrahhi (kirjeldatud artiklis teine ​​osa). Seetõttu on üks parimaid taktikaid, mida valitsused saavad gaasitarbimise ja pumba hinna alandamiseks rakendada, edendada elektrisõidukite kasutuselevõttu. Valitsused võivad seda teha järgmiselt:

    Üks suurimaid takistusi elektrisõidukite kasutuselevõtul on paljude tarbijate hirm, et laadimisjaamast kaugel teel olles saab mahl otsa. Selle infrastruktuuriaugu kõrvaldamiseks kohustavad valitsused paigaldama elektrisõidukite laadimise infrastruktuuri kõikidesse olemasolevatesse bensiinijaamadesse, kasutades protsessi kiirendamiseks isegi toetusi. Tõenäoliselt osalevad elektrisõidukite tootjad selle infrastruktuuri väljaehitamises, kuna see kujutab endast uut ja tulusat tuluvoogu, mille saab varastada olemasolevatelt naftaettevõtetelt.

    Kohalikud omavalitsused hakkavad uuendama ehitusmäärust, mille kohaselt peavad kõigis kodudes olema elektriautode laadimispunktid. Õnneks see juba toimub: California võttis vastu seaduse nõudes, et kõik uued parklad ja elamud hõlmaksid elektrisõidukite laadimise infrastruktuuri. Hiinas Shenzheni linn vastu võtnud õigusaktid nõuda korterite ja korterite arendajatelt laadimispunktide/jaamade ehitamist igale parkimiskohale. Vahepeal on Jaapanis nüüd rohkem kiirlaadimispunkte (40,000 35,000) kui bensiinijaamades (XNUMX XNUMX). Selle infrastruktuuriinvesteeringu teine ​​eelis on see, et see loob tuhandeid uusi mitteeksportivaid töökohti igas selle kasutusele võtnud riigis.

    Samal ajal võivad valitsused elektrisõidukite ostmist otseselt stimuleerida. Näiteks Norra on üks maailma suurimaid Tesla importijaid. Miks? Sest Norra valitsus pakub EV omanikele tasuta juurdepääsu ummikuteta sõiduradadele (nt bussirada), tasuta avalikku parkimist, tasuta tasuliste teede kasutamist, iga-aastast registreerimistasu vabastamist, teatud müügimaksudest vabastamist ja tulumaksu mahaarvamist. Jah, ma tean õigesti! Isegi kui Tesla Model S on luksusauto, muudavad need stiimulid Teslade ostmise peaaegu võrdseks traditsioonilise auto omamisega.

    Teised valitsused võivad ülemineku kiirendamiseks hõlpsasti pakkuda sarnaseid stiimuleid, mis ideaaljuhul aeguvad pärast seda, kui elektrisõidukid jõuavad teatud piirini (nt 40 protsenti). Ja pärast seda, kui elektrisõidukid moodustavad lõpuks suurema osa avalikust sõidukipargist, saab ülejäänud sisepõlemismootoriga autode omanikele kohaldada täiendavat süsinikdioksiidimaksu, et julgustada neid hiljem elektrisõidukitele uuendama.

    Selles keskkonnas annaksid valitsused loomulikult toetusi elektrisõidukite edendamise ja tootmise uurimisele. Kui asjad lähevad karvaseks ja on vaja äärmuslikumaid meetmeid, võivad valitsused kohustada autotootjaid suunama suurema protsendi oma toodangust elektrisõidukitele või isegi kohustada ainult elektrisõidukite toodangut. (Sellised mandaadid olid Teise maailmasõja ajal hämmastavalt tõhusad.)

    Kõik need võimalused võivad kiirendada üleminekut põlemismootoritelt elektrisõidukitele aastakümnete võrra, vähendades ülemaailmset sõltuvust naftast, luues miljoneid uusi töökohti ja säästes valitsustele miljardeid dollareid (mis muidu kulutaks toornafta impordile), mida saaks mujale investeerida. .

    Mõnes kontekstis on maailmas praegu umbes kaks kuni miljardi autot. Autotootjad toodavad üldiselt igal aastal 100 miljonit autot, nii et olenevalt sellest, kui agressiivselt me ​​elektrisõidukitele üleminekut jätkame, kuluks vaid üks kuni kaks aastakümmet, et asendada piisavalt palju maailmas olevaid autosid, et meie tulevane majandus uuesti elavdada.

    Buum pärast murdepunkti

    Kui elektrisõidukid jõuavad avalikkuse seas murdepunkti, ligikaudu 15 protsendini, muutub elektrisõidukite kasv pidurdamatuks. Elektrisõidukid on palju turvalisemad, nende ülalpidamine maksab palju vähem ja 2020. aastate keskpaigaks kulub nende tankimine gaasimootoriga autodega võrreldes palju vähem – hoolimata sellest, kui madalale gaasi hind langeb.

    Samad tehnoloogilised edusammud ja valitsuse toetus viivad sarnaste rakendusteni elektrisõidukites, bussides ja lennukites. See muudab mängu.

    Siis äkki läheb kõik odavamaks

    Huvitav asi juhtub, kui võtta sõidukid toornafta tarbimise võrrandist välja, kõik läheb järsku odavamaks. Mõtle selle üle. Nagu nägime sisse teine ​​osa, toiduained, köögi- ja majapidamistarbed, farmaatsiatooted ja meditsiiniseadmed, rõivad, ilutooted, ehitusmaterjalid, autoosad ja suur osa peaaegu kõigest muust on valmistatud naftast.

    Kui enamik sõidukeid läheb üle elektrisõidukitele, kukub nõudlus toornafta järele, mis viib toornafta hinna koos sellega alla. See langus tähendab tohutut kulude kokkuhoidu tootetootjatele kõigis sektorites, mis kasutavad oma tootmisprotsessides naftat. Need säästud kanduvad lõpuks üle tavatarbijale, stimuleerides kõrgetest gaasihindadest räsitud maailmamajandust.

    Mikroelektrijaamad söödavad võrku

    Elektrisõiduki omamise teine ​​​​külgne eelis on see, et see võib olla ka mugav varutoiteallikas, kui lumetorm peaks teie naabruskonna elektriliinid maha lööma. Lihtsalt ühendage oma auto maja või elektriseadmete külge, et avariivoolu kiiresti suurendada.

    Kui teie maja või hoone on investeerinud päikesepaneelidesse ja nutika võrguühendusse, saab see laadida teie autot siis, kui te seda ei vaja, ja seejärel suunata selle energia öösel tagasi teie majja, hoonesse või kogukonna elektrivõrku, mis võib säästa meie kulusid. energiaarve või isegi raha teenimine.

    Aga teate mida, nüüd hiilime päikeseenergia teemasse ja ausalt öeldes väärib see omaette vestlust: Päikeseenergia ja energia-interneti tõus: energia tulevik P4

    ENERGIASARJADE TULEVIKU LINGID

    Süsinikenergia ajastu aeglane surm: Energia tulevik P1.

    Õli! Taastuvenergia ajastu käivitaja: energia tulevik P2

    Päikeseenergia ja energia-interneti tõus: energia tulevik P4

    Taastuvenergia vs toorium ja termotuumasünteesi energia metamärgid: energia tulevik P5

    Meie tulevik energiaküllases maailmas: energia tulevik P6

    Selle prognoosi järgmine ajastatud värskendus

    2025-07-10

    Prognoosi viited

    Selle prognoosi jaoks viidati järgmistele populaarsetele ja institutsionaalsetele linkidele:

    Selle prognoosi jaoks viidati järgmistele Quantumruni linkidele: