Az elektromos autó felemelkedése: Future of Energy P3

Az autója – sokkal nagyobb lesz a hatása a világra, amelyben él, mint gondolná. 

Ha elolvassa ennek a Future of Energy sorozatnak az utolsó olajos részét, azt fogadhatta volna, hogy ez a harmadik rész a napenergia, mint a világ új domináns energiaforma felemelkedését fedi le. Nos, csak egy kicsit tévedsz: kitérünk erre negyedik rész. Ehelyett úgy döntöttünk, hogy először a bioüzemanyagokkal és az elektromos autókkal foglalkozunk, mivel a világ szállítási flottájának nagy része (azaz autók, teherautók, hajók, repülőgépek, szörnyszállító teherautók stb.) gázzal üzemel, és ez az oka annak, hogy a kőolaj a világot a világban. torok. Vegye ki a gázt az egyenletből, és az egész világ megváltozik.

Természetesen a gázról (és hamarosan még a belső égésű motorról is) eltávolodni könnyebb, mint megtenni. De ha a nyomasztó végéig olvas második rész, emlékezne arra, hogy a legtöbb világkormánynak nem lesz sok választása ebben a kérdésben. Egyszerűen fogalmazva, az egyre ingatagabb és szűkösebb energiaforráson – a kőolajon – való gazdaság folytatása gazdaságilag és politikailag fenntarthatatlan lesz 2025 és 2035 között. Szerencsére ez az óriási átmenet könnyebb lehet, mint gondolnánk.

Az igazi üzlet a bioüzemanyagok mögött

Az elektromos autók jelentik a közlekedés jövőjét – és ezt a jövőt vizsgáljuk meg a cikk második felében. De mivel világszerte több mint egymilliárd autó közlekedik, ennek a járműparknak az elektromos járművekre való lecserélése egy-két évtizedbe is telhet. Nincs ilyen időnk. Ha a világ fel akarja rúgni az olajfüggőséget, akkor más üzemanyagforrásokat kell találnunk, amelyekkel a jelenlegi belsőégésű járműveinket körülbelül egy évtizeden keresztül üzemeltethetjük, amíg az elektromos átveszi az irányítást. Itt jönnek be a bioüzemanyagok.

Amikor meglátogatja a szivattyút, valóban csak benzint, jobb gázt, prémium gázt vagy gázolajat lehet feltölteni. Ez pedig az Ön zsebkönyvének problémája – az egyik oka annak, hogy az olaj olyan drága, hogy szinte monopóliummal rendelkezik az emberek által a világ nagy részén használt benzinkutakon. Nincs verseny.

A bioüzemanyagok azonban versenytársak lehetnek. Képzeljen el egy olyan jövőt, ahol etanolt, vagy etanol-gáz hibridet, vagy akár elektromos töltési lehetőségeket lát, amikor legközelebb belehajt a szivattyúba. Ez a jövő már létezik Brazíliában. 

Brazília hatalmas mennyiségű etanolt állít elő cukornádból. Amikor a brazilok a szivattyúhoz mennek, választhatnak, hogy gázt vagy etanolt töltenek fel, vagy különféle egyéb keverékeket. Az eredmény? A külföldi olajtól való majdnem teljes függetlenség, az olcsóbb gázárak és a virágzó gazdaság fellendülése – valójában több mint 40 millió brazil költözött a középosztályba 2003 és 2011 között, amikor az ország bioüzemanyag-ipara fellendült. 

„De várjunk csak” – mondod –, a bioüzemanyagoknak rugalmas üzemanyagú autókra van szükségük az üzemeltetésükhöz. Akárcsak az elektromos, évtizedekbe telne, hogy a világ autóit flex-fuel autókra cseréljék. Valójában nem igazán. Egy piszkos kis titok az autóiparon belül, hogy gyakorlatilag minden 1996 óta gyártott autó már 150 dollárért flexibilis üzemanyagú autóvá alakítható. Ha érdekli autója átalakítása, nézze meg az alábbi linkeket: egy és a kettő.

– De várjunk csak – mondod újra –, ha az etanol előállítására szolgáló növényeket termesztünk, az meg fogja emelni az élelmiszerek költségeit! A közhiedelemmel ellentétben (az író által formálisan megosztott hiedelmekkel) az etanol nem szorítja ki az élelmiszertermelést. Valójában a legtöbb etanolgyártás mellékterméke az élelmiszer. Például az Amerikában termesztett kukorica nagy részét egyáltalán nem embernek termesztik, hanem állati takarmányozásra. És az egyik legjobb állati takarmány a „lepárló gabona”, amelyet kukoricából készítenek, de először fermentációs-desztillációs eljárással állítják elő – a melléktermék (kitaláltad) etanol ÉS a lepárló gabona.

Választás a gázszivattyúhoz

Ez nem feltétlenül élelmiszer kontra üzemanyag, lehet étel és sok üzemanyag. Tehát vessünk egy gyors pillantást a különböző bio- és alternatív üzemanyagokra, amelyek a 2020-as évek közepén nagy lendülettel fognak megjelenni a piacon:

etanol. Az etanol egy alkohol, amelyet cukrok fermentálásával állítanak elő, és különféle növényfajokból, például búzából, kukoricából, cukornádból, sőt olyan furcsa növényekből is előállítható, mint a kaktusz. Általánosságban elmondható, hogy az etanolt nagy mennyiségben elő lehet állítani bármely olyan növény felhasználásával, amely a legalkalmasabb az adott ország termesztésére. 

metanol. A versenyautók és a gyorshajtású csapatok évtizedek óta metanolt használnak. De miért? Nos, ennek magasabb az egyenértékű oktánszáma (~113), mint a prémium gázé (~93), jobb a kompressziós aránya és a gyújtási időzítése, sokkal tisztábban ég, mint a benzin, és általában egyharmada a normál benzin árának. És hogyan készíted ezt a cuccot? H2O és szén-dioxid – tehát víz és levegő – használatával, vagyis bárhol olcsón előállíthatja ezt az üzemanyagot. Valójában a metanol előállítható a világ növekvő földgáziparából származó újrahasznosított szén-dioxid felhasználásával, sőt újrahasznosított biomasszával is (azaz erdészeti, mezőgazdasági, sőt városi hulladékból származó hulladékból). 

Évente elegendő biomasszát állítanak elő Amerikában ahhoz, hogy elegendő metanolt állítsanak elő, hogy az USA-ban két dollár gallononkénti autók felét fedezze, szemben a benzin felhasználásával négy-öt dollárral. 

Az algák. Furcsa módon a baktériumok, konkrétan A cianobaktériumok, energiát adhat leendő autójának. Ezek a baktériumok fotoszintézisből és szén-dioxidból, alapvetően napból és levegőből táplálkoznak, és könnyen bioüzemanyaggá alakíthatók. Egy kis géntechnológiával a tudósok azt remélik, hogy egy napon hatalmas mennyiségű baktériumot tenyésztenek majd hatalmas kültéri kádakban. A lényeg az, hogy mivel ezek a baktériumok szén-dioxidból táplálkoznak, minél többet szaporodnak, annál jobban tisztítják a környezetünket. Ez azt jelenti, hogy a jövőbeni baktériumtenyésztők pénzt kereshetnek mind az általuk értékesített bioüzemanyagból, mind a légkörből kiszívott szén-dioxid mennyiségéből.

Az elektromos autók már itt vannak, és máris fantasztikusak

Az elektromos járművek vagy elektromos járművek nagyrészt Elon Musknak és cégének, a Tesla Motorsnak köszönhetően a popkultúra részévé váltak. A Tesla Roadster, és különösen a Model S bebizonyította, hogy az elektromos autók nem csak a megvásárolható legzöldebb autók, hanem a legjobban vezethető autók is. A Model S nyerte a 2013-as „Motor Trend Év Autója” és az Automobile Magazin 2013-as „Év Autója” díjat. A vállalat bebizonyította, hogy az elektromos járművek státuszszimbólumok, valamint vezető szerepet tölthetnek be az autógyártás és -tervezés terén.

De félretéve ezt a Tesla-csacsi csókolózást, a valóság az, hogy az elmúlt években a Tesla és más EV-modellek által megkívánt nyomás ellenére továbbra is csak a globális autópiac egy százalékát képviselik. Ennek a lassú növekedésnek az okai között szerepel az elektromos járművek vezetésével kapcsolatos nyilvános tapasztalatok hiánya, a magasabb elektromos járművek alkatrész- és gyártási költsége (tehát az összességében magas árcédula), valamint az újratöltési infrastruktúra hiánya. Ezek a hátrányok jelentősek, de nem tartanak sokáig.

Az autógyártás költségei és az elektromos akkumulátorok összeomlik

A 2020-as évekre technológia egész sora válik elérhetővé a járművek, különösen az elektromos járművek gyártási költségeinek csökkentése érdekében. Kezdésként vegyük az Ön átlagos autóját: a mobilitási üzemanyagunk körülbelül háromötöde az autókra megy, ennek kétharmadát pedig az autó súlyának leküzdésére használják, hogy előre tolják. Ez az oka annak, hogy bármi, amit tehetünk az autók könnyebbé tételéért, nemcsak olcsóbbá teszi őket, hanem segíti az üzemanyag-fogyasztást is (legyen szó gázról vagy áramról).

Íme, ami készül: a 2020-as évek közepére az autógyártók elkezdik az összes autót szénszálból gyártani, amely anyag fényévekkel könnyebb és erősebb, mint az alumínium. Ezek a könnyebb autók kisebb motorokkal is működhetnek, és ugyanazt a teljesítményt tartják fenn. A könnyebb autók életképesebbé teszik az elektromos akkumulátorok használatát a belsőégésű motorokkal szemben, mivel a jelenlegi akkumulátortechnológia ezeket a könnyebb járműveket egészen a gázüzemű autókig tudja meghajtani.

Természetesen ez nem számít az akkumulátortechnológia várható fejlődésének, és sok lesz. Az elektromos járművek akkumulátorainak költsége, mérete és tárolási kapacitása évek óta villámgyorsan javult, és folyamatosan új technológiák kerülnek az internetre a fejlesztésük érdekében. Például 2020-ra látni fogjuk a bevezetését grafén alapú szuperkondenzátorok. Ezek a szuperkondenzátorok lehetővé teszik az elektromos járművek akkumulátorait, amelyek nem csak könnyebbek és vékonyabbak, de több energiát is tárolnak és gyorsabban engedik fel. Ez azt jelenti, hogy az autók könnyebbek, olcsóbbak és gyorsabban gyorsulnak. Eközben 2017-re a Tesla Gigafactoryja hatalmas léptékben kezdi meg az elektromos autó akkumulátorok gyártását, ami potenciálisan csökkenti az elektromos járművek akkumulátorainak költségeit. 30 -re 2020 százalék.

A szénszálas és az ultrahatékony akkumulátor-technológia alkalmazásának ezen újításai az elektromos járművek költségeit a hagyományos belsőégésű motoros járművekével egyenrangúvá teszik, és végül jóval a belső égésű járműveknél alacsonyabbak lesznek – amint azt hamarosan látni fogjuk.

A világ kormányai fellépnek az átmenet felgyorsítása érdekében

Az elektromos járművek árának csökkenése nem feltétlenül jelenti az elektromos járművek eladási szerencséjét. Ez pedig probléma, ha a világ kormányai komolyan gondolják, hogy elkerüljék a közelgő gazdasági összeomlást második rész). Éppen ezért az egyik legjobb taktika, amelyet a kormányok bevethetnek a gázfogyasztás és a szivattyú árának csökkentésére, az elektromos járművek bevezetésének elősegítése. A kormányok ezt így tudják megvalósítani:

Az elektromos járművek elterjedésének egyik legnagyobb akadálya, hogy sok fogyasztó fél attól, hogy útközben, távol a töltőállomástól elfogy a lé. Ennek az infrastrukturális résnek a megoldása érdekében a kormányok kötelezővé teszik az elektromos járművek töltési infrastruktúrájának telepítését az összes meglévő benzinkútra, sőt bizonyos esetekben támogatások felhasználásával is felgyorsítják a folyamatot. Az elektromos járművek gyártói valószínűleg részt vesznek ebben az infrastruktúra kiépítésében, mivel ez egy új és jövedelmező bevételi forrást jelent, amelyet el lehet lopni a meglévő olajtársaságoktól.

A helyi önkormányzatok megkezdik az építési szabályzat aktualizálását, és előírják, hogy minden otthonban legyen elektromos töltőállomás. Szerencsére ez már megtörténik: Kalifornia törvényt fogadott el minden új parkolónak és lakásnak tartalmaznia kell az elektromos járművek töltési infrastruktúráját. Kínában Shenzhen városa elfogadott jogszabályokat megkövetelik a lakások és társasházak fejlesztőitől, hogy építsenek be töltőállomásokat/állomásokat minden parkolóhelyre. Eközben Japánban már több gyorstöltőpont (40,000 35,000), mint benzinkút (XNUMX XNUMX). Ennek az infrastrukturális beruházásnak a másik előnye, hogy több ezer új, nem exportálható munkahelyet jelent majd minden olyan országban, amely elfogadja.

Eközben a kormányok közvetlenül is ösztönözhetik az elektromos járművek vásárlását. Norvégia például a világ egyik legnagyobb Tesla importőre. Miért? Mert a norvég kormány ingyenes hozzáférést biztosít az elektromos járművek tulajdonosainak a torlódásmentes forgalmi sávokhoz (pl. buszsáv), ingyenes nyilvános parkolást, ingyenes fizetős utak használatát, elengedett éves regisztrációs díjat, mentességet bizonyos forgalmi adók alól, valamint jövedelemadó-levonást. Igen, jól tudom! Még ha a Tesla Model S is luxusautó, ezek az ösztönzők szinte egyenrangúvá teszik a Teslák vásárlását egy hagyományos autó birtoklásával.

Más kormányok könnyen kínálhatnak hasonló ösztönzőket, ideális esetben azután járnak le, hogy az elektromos járművek elérnek egy bizonyos küszöböt a teljes nemzeti autótulajdonban (például 40 százalék), hogy felgyorsítsák az átállást. És miután az elektromos autók végül a lakossági járműpark többségét képviselik, további szén-dioxid-adót lehet kivetni a belsőégésű motoros autók fennmaradó tulajdonosaira, hogy ösztönözzék az elektromos járművekre való későbbi fejlesztésüket.

Ebben a környezetben a kormányok természetesen támogatást nyújtanának az elektromos járművek fejlesztésével és az elektromos járművek gyártásával kapcsolatos kutatásokhoz. Ha a dolgok szőrössé válnak, és szélsőségesebb intézkedésekre van szükség, a kormányok arra is kötelezhetik az autógyártókat, hogy termelésük nagyobb százalékát fordítsák elektromos járművekre, vagy akár csak elektromos járművek gyártását is előírhatják. (Az ilyen megbízások elképesztően hatékonyak voltak a második világháború alatt.)

Mindezek a lehetőségek évtizedekkel felgyorsíthatják az átmenetet az égetésű járművekről az elektromos járművekre, csökkentve az olajtól való világszintű függőséget, több millió új munkahelyet teremtve, és dollármilliárdokat takaríthatnak meg a kormányok számára (amit egyébként kőolajimportra költenének), amelyeket máshol lehetne befektetni. .

Némi további összefüggésben elmondható, hogy ma körülbelül két, egymilliárd feletti autó van a világon. Az autógyártók általában évente 100 millió autót gyártanak, tehát attól függően, hogy milyen agresszíven törekszünk az elektromos járművekre való átállásra, csak egy-két évtizedbe telik, hogy elegendő számú autót lecseréljenek a világban ahhoz, hogy jövőbeli gazdaságunk újra fellendüljön.

Konjunktúra a fordulópont után

Amint az elektromos járművek a lakosság körében elérik a döntő pontot, nagyjából 15 százalékot, az elektromos járművek növekedése megállíthatatlanná válik. Az elektromos járművek sokkal biztonságosabbak, sokkal olcsóbbak a fenntartásuk, és a 2020-as évek közepére sokkal kevesebbe kerül az üzemanyag-felhasználás a gázüzemű autókhoz képest – függetlenül attól, hogy milyen alacsonyra esik a gáz ára.

Ugyanazok a technológiai fejlesztések és a kormányzati támogatás hasonló alkalmazásokhoz vezet az elektromos teherautókban, buszokban és repülőgépekben. Ez megváltoztatja a játékot.

Aztán hirtelen minden olcsóbb lesz

Érdekes dolog történik, amikor kiveszed a járműveket a kőolajfogyasztási egyenletből, hirtelen minden olcsóbb lesz. Gondolkozz el róla. Ahogy láttuk második rész, az élelmiszerek, a konyhai és háztartási termékek, a gyógyszerek és az orvosi berendezések, a ruházati cikkek, a szépségápolási termékek, az építőanyagok, az autóalkatrészek és szinte minden más nagy százaléka kőolaj felhasználásával készül.

Amikor a járművek többsége elektromos járművekre vált, a kőolaj iránti kereslet összeomlik, és ezzel együtt csökken a kőolaj ára. Ez a csökkenés óriási költségmegtakarítást jelent a termékgyártók számára minden olyan ágazatban, amely kőolajat használ a termelési folyamataikban. Ezek a megtakarítások végül az átlagfogyasztókra hárulnak, ösztönözve minden olyan világgazdaságot, amelyet a magas gázárak sújtottak.

A mikroerőművek betáplálnak a hálózatba

Az elektromos autók birtoklásának másik oldalsó előnye, hogy praktikus tartalék áramforrásként is szolgálhat arra az esetre, ha egy hóvihar leütné az elektromos vezetékeket a környéken. Egyszerűen csatlakoztassa autóját házához vagy elektromos készülékeihez a vészhelyzeti áram gyors növeléséhez.

Ha háza vagy épülete napelemekbe és intelligens hálózati csatlakozásba fektetett be, akkor fel tudja tölteni az autóját, amikor nincs rá szüksége, majd éjszaka visszatáplálja ezt az energiát a házába, épületébe vagy közösségi elektromos hálózatába, amivel megtakaríthatja energiaszámlát vagy akár egy kis készpénzt is.

De tudod mit, most belekúszunk a napenergia témájába, és őszintén szólva, ez megérdemel egy saját beszélgetést: Napenergia és az energiainternet térnyerése: Future of Energy P4

FUTURE OF ENERGY SOROZAT LINKEK

A szénenergia-korszak lassú halála: Future of Energy P1.

Olaj! A megújuló korszak kiváltója: Future of Energy P2

Napenergia és az energiainternet térnyerése: Future of Energy P4

Megújuló energia kontra tórium és fúziós energia helyettesítő karakterek: Future of Energy P5

Jövőnk egy energiában gazdag világban: Az energia jövője P6