Bangkitnya mobil listrik: Masa Depan Energi P3

KREDIT GAMBAR: lari kuantum

Bangkitnya mobil listrik: Masa Depan Energi P3

    Mobil Anda—dampaknya pada dunia tempat Anda tinggal akan jauh lebih besar dari yang Anda harapkan. 

    Jika Anda membaca bagian berminyak terakhir dari seri Future of Energy ini, Anda akan bertaruh bahwa angsuran ketiga ini akan mencakup kebangkitan matahari sebagai bentuk energi baru yang dominan di dunia. Nah, Anda hanya sedikit salah: kami akan membahasnya di bagian empat. Sebaliknya, kami memilih untuk menutupi biofuel dan mobil listrik terlebih dahulu karena mayoritas armada transportasi dunia (yaitu mobil, truk, kapal, pesawat, truk monster, dll) menggunakan bahan bakar dan itulah alasan utama minyak mentah menguasai dunia. tenggorokan. Hapus gas dari persamaan dan seluruh dunia berubah.

    Tentu saja, menjauh dari gas (dan bahkan mesin pembakaran) lebih mudah diucapkan daripada dilakukan. Tetapi jika Anda membaca sampai akhir yang menyedihkan bagian kedua, Anda akan ingat bahwa sebagian besar pemerintah dunia tidak akan memiliki banyak pilihan dalam hal ini. Sederhananya, terus menjalankan ekonomi dengan sumber energi yang semakin tidak stabil dan langka—minyak mentah—akan menjadi tidak berkelanjutan secara ekonomi dan politik antara tahun 2025-2035. Untungnya, transisi raksasa ini bisa lebih mudah dari yang kita kira.

    Kesepakatan nyata di balik biofuel

    Mobil listrik adalah masa depan transportasi—dan kita akan menjelajahi masa depan itu di paruh kedua artikel ini. Tetapi dengan lebih dari satu miliar mobil di jalan secara global, mengganti armada kendaraan itu dengan kendaraan listrik bisa memakan waktu satu hingga dua dekade. Kami tidak punya waktu seperti itu. Jika dunia akan menghentikan kecanduannya pada minyak, kita harus menemukan sumber bahan bakar lain yang dapat menjalankan kendaraan pembakaran kita saat ini selama satu dekade atau lebih sampai listrik mengambil alih. Di situlah biofuel masuk.

    Ketika Anda mengunjungi pompa, Anda benar-benar hanya memiliki pilihan untuk mengisi bensin, gas yang lebih baik, gas premium, atau solar. Dan itulah masalah bagi dompet Anda—salah satu alasan mengapa minyak begitu mahal adalah karena hampir memonopoli pompa bensin yang digunakan orang di sebagian besar dunia. Tidak ada kompetisi.

    Biofuel, bagaimanapun, bisa menjadi kompetisi itu. Bayangkan masa depan di mana Anda melihat etanol, atau hibrida etanol-gas, atau bahkan opsi pengisian daya listrik saat berikutnya Anda mengemudi ke pompa. Masa depan itu sudah ada di Brasil. 

    Brasil memproduksi etanol dalam jumlah besar dari tebu. Ketika orang Brasil pergi ke pompa, mereka memiliki pilihan untuk mengisi dengan gas atau etanol atau berbagai campuran lain di antaranya. Hasil? Hampir sepenuhnya merdeka dari minyak asing, harga gas yang lebih murah, dan ekonomi yang berkembang pesat—bahkan, lebih dari 40 juta orang Brasil pindah ke kelas menengah antara tahun 2003 dan 2011 ketika industri bahan bakar nabati negara itu berkembang pesat. 

    'Tapi tunggu,' Anda berkata, 'biofuel membutuhkan mobil berbahan bakar fleksibel untuk menjalankannya. Sama seperti mobil listrik, dibutuhkan waktu puluhan tahun untuk mengganti mobil dunia dengan mobil berbahan bakar fleksibel.' Sebenarnya, tidak juga. Sebuah rahasia kecil kotor dalam industri otomotif adalah bahwa hampir semua mobil yang dibangun sejak tahun 1996 dapat diubah menjadi mobil bahan bakar fleksibel hanya dengan $150. Jika tertarik untuk mengonversi mobil Anda, lihat tautan ini: satu dan dua.

    'Tapi tunggu,' Anda berkata lagi, 'menanam tanaman untuk membuat etanol akan menaikkan harga makanan!' Berlawanan dengan kepercayaan publik (keyakinan yang secara resmi dianut oleh penulis ini), etanol tidak menggantikan produksi pangan. Faktanya, produk sampingan dari sebagian besar produksi etanol adalah makanan. Misalnya, sebagian besar jagung yang ditanam di Amerika sama sekali tidak ditanam untuk manusia, melainkan untuk pakan ternak. Dan salah satu pakan ternak terbaik adalah 'penyuling biji-bijian,' yang terbuat dari jagung, tetapi diproduksi terlebih dahulu melalui proses penyulingan-fermentasi—hasil sampingannya adalah (Anda dapat menebaknya) etanol DAN biji-bijian penyuling.

    Membawa pilihan ke pompa bensin

    Belum tentu makanan vs bahan bakar, bisa makanan dan banyak bahan bakar. Jadi mari kita lihat sekilas bio dan bahan bakar alternatif yang berbeda yang akan kita lihat memasuki pasar dengan sepenuh hati pada pertengahan 2020-an:

    etanol. Etanol adalah alkohol, dibuat dengan memfermentasi gula, dan dapat dibuat dari berbagai spesies tanaman seperti gandum, jagung, tebu, bahkan tanaman aneh seperti kaktus. Umumnya, etanol dapat diproduksi dalam skala besar menggunakan sebagian besar tanaman apa pun yang paling cocok untuk pertumbuhan suatu negara. 

    Metanol. Mobil balap dan tim balap drag telah menggunakan metanol selama beberapa dekade. Tapi kenapa? Yah, ia memiliki nilai oktan setara yang lebih tinggi (~113) daripada gas premium (~93), menawarkan rasio kompresi dan waktu pengapian yang lebih baik, pembakarannya jauh lebih bersih daripada bensin, dan umumnya sepertiga dari harga bensin standar. Dan bagaimana Anda membuat barang ini? Dengan menggunakan H2O dan karbon dioksida—jadi air dan udara, berarti Anda bisa membuat bahan bakar ini dengan murah di mana saja. Faktanya, metanol dapat dibuat menggunakan karbon dioksida daur ulang dari industri gas alam dunia yang sedang berkembang, dan bahkan dengan biomassa daur ulang (yaitu limbah yang dihasilkan kehutanan, pertanian, dan bahkan limbah kota). 

    Biomassa yang cukup diproduksi setiap tahun di Amerika untuk menghasilkan metanol yang cukup untuk menutupi setengah mobil di AS dengan harga dua dolar per galon, dibandingkan dengan empat atau lima yang menggunakan bensin. 

    alga. Anehnya, bakteri, khususnya cyanobacteria, semoga memberi daya pada mobil masa depan Anda. Bakteri ini memakan fotosintesis dan karbon dioksida, pada dasarnya matahari dan udara, dan dapat dengan mudah diubah menjadi biofuel. Dengan sedikit rekayasa genetika, para ilmuwan berharap suatu hari nanti dapat membudidayakan bakteri ini dalam jumlah besar di tong luar raksasa. Tendangannya adalah karena bakteri ini memakan karbon dioksida, semakin banyak mereka tumbuh, semakin mereka juga membersihkan lingkungan kita. Ini berarti petani bakteri masa depan dapat menghasilkan uang baik dari jumlah biofuel yang mereka jual dan jumlah karbon dioksida yang disedot keluar dari atmosfer.

    Mobil listrik sudah ada di sini dan sudah luar biasa

    Kendaraan listrik, atau EV, telah menjadi bagian dari budaya pop sebagian besar berkat Elon Musk dan perusahaannya, Tesla Motors. Tesla Roadster, dan Model S khususnya, telah membuktikan bahwa EV bukan hanya mobil paling ramah lingkungan yang dapat Anda beli, tetapi juga mobil terbaik untuk dikendarai, titik. Model S memenangkan "Motor Trend Car of the Year" 2013 dan "Car of the Year" 2013 dari Majalah Automobile. Perusahaan membuktikan bahwa EV dapat menjadi simbol status, serta pemimpin di bidang teknik dan desain otomotif.

    Tapi semua Tesla ass mencium samping, kenyataannya adalah bahwa untuk semua pers Tesla dan model EV lainnya telah memerintahkan dalam beberapa tahun terakhir, mereka masih hanya mewakili kurang dari satu persen dari pasar mobil global. Alasan di balik pertumbuhan yang lamban ini termasuk kurangnya pengalaman publik dalam mengemudikan EV, komponen EV yang lebih tinggi dan biaya produksi (karenanya label harga tinggi secara keseluruhan), dan kurangnya infrastruktur pengisian ulang. Kelemahan ini cukup besar, tetapi tidak akan bertahan lama.

    Biaya pembuatan mobil dan baterai listrik akan macet

    Pada tahun 2020-an, sejumlah besar teknologi akan hadir secara online untuk mengurangi biaya pembuatan kendaraan, terutama EV. Untuk memulai, mari kita ambil mobil rata-rata Anda: sekitar tiga perlima dari semua bahan bakar mobilitas kita digunakan untuk mobil dan dua pertiga dari bahan bakar itu digunakan untuk mengatasi berat mobil untuk mendorongnya ke depan. Itulah sebabnya apa pun yang dapat kita lakukan untuk membuat mobil lebih ringan tidak hanya akan membuat mereka lebih murah, tetapi juga akan membantu mereka menggunakan lebih sedikit bahan bakar (baik itu gas atau listrik).

    Inilah yang sedang direncanakan: pada pertengahan 2020-an, pembuat mobil akan mulai membuat semua mobil dari serat karbon, bahan yang lebih ringan dan lebih kuat dari aluminium beberapa tahun cahaya. Mobil yang lebih ringan ini akan dapat berjalan dengan mesin yang lebih kecil dan mempertahankan performa yang sama. Mobil yang lebih ringan juga akan membuat penggunaan baterai listrik di atas mesin pembakaran lebih layak, karena teknologi baterai saat ini akan dapat memberi daya pada kendaraan yang lebih ringan ini sejauh mobil bertenaga gas.

    Tentu saja, ini belum termasuk kemajuan yang diharapkan dalam teknologi baterai, dan akan ada banyak lagi. Biaya, ukuran, dan kapasitas penyimpanan baterai EV telah meningkat secepat kilat selama bertahun-tahun sekarang dan teknologi baru selalu online untuk meningkatkannya. Misalnya, pada tahun 2020, kita akan melihat pengenalan superkapasitor berbasis graphene. Superkapasitor ini akan memungkinkan baterai EV yang tidak hanya lebih ringan dan lebih tipis, tetapi juga akan menahan lebih banyak energi dan melepaskannya lebih cepat. Ini berarti mobil menjadi lebih ringan, lebih murah, dan berakselerasi lebih cepat. Sementara itu, pada tahun 2017, Gigafactory Tesla akan mulai memproduksi baterai EV dalam skala besar, berpotensi menurunkan biaya baterai EV sebesar 30 persen oleh 2020.

    Inovasi dalam penggunaan serat karbon dan teknologi baterai ultra-efisien ini akan membawa biaya EV setara dengan kendaraan mesin pembakaran tradisional, dan akhirnya jauh di bawah kendaraan pembakaran—seperti yang akan kita lihat nanti.

    Pemerintah dunia turun tangan untuk mempercepat transisi

    Turunnya harga EV tidak selalu berarti bonus penjualan EV. Dan itu menjadi masalah jika pemerintah dunia serius untuk menghindari keruntuhan ekonomi yang akan datang (diuraikan dalam bagian kedua). Itulah mengapa salah satu taktik terbaik yang dapat diterapkan pemerintah untuk menurunkan konsumsi gas dan menurunkan harga di SPBU adalah dengan mempromosikan adopsi EV. Beginilah cara pemerintah mewujudkannya:

    Salah satu kendala terbesar untuk adopsi EV adalah ketakutan oleh banyak konsumen kehabisan jus saat di jalan, jauh dari stasiun pengisian. Untuk mengatasi lubang infrastruktur ini, pemerintah akan mengamanatkan infrastruktur pengisian EV dipasang di semua SPBU yang ada, bahkan menggunakan subsidi dalam beberapa kasus untuk mempercepat prosesnya. Pabrikan EV kemungkinan akan terlibat dengan pembangunan infrastruktur ini, karena ini mewakili aliran pendapatan baru dan menguntungkan yang dapat dicuri dari perusahaan minyak yang ada.

    Pemerintah daerah akan mulai memperbarui peraturan bangunan, mengamanatkan bahwa semua rumah memiliki outlet pengisian EV. Untungnya, ini sudah terjadi: California melewati sebuah undang-undang mengharuskan semua tempat parkir dan perumahan baru untuk menyertakan infrastruktur pengisian EV. Di Cina, kota Shenzhen undang yang dilelang mewajibkan pengembang apartemen dan kondominium untuk membangun outlet/stasiun pengisian di setiap tempat parkir. Sementara itu, Jepang kini memiliki lebih banyak titik pengisian cepat (40,000) daripada SPBU (35,000). Manfaat lain dari investasi infrastruktur ini adalah akan mewakili ribuan pekerjaan baru yang tidak dapat diekspor di setiap negara yang mengadopsinya.

    Sementara itu, pemerintah juga dapat secara langsung memberikan insentif untuk pembelian EV. Norwegia, misalnya, adalah salah satu importir Tesla terbesar di dunia. Mengapa? Karena pemerintah Norwegia menawarkan pemilik EV akses gratis ke jalur mengemudi yang tidak macet (misalnya jalur bus), parkir umum gratis, penggunaan jalan tol gratis, biaya pendaftaran tahunan yang dibebaskan, pembebasan pajak penjualan tertentu, dan pengurangan pajak penghasilan. Ya, aku tahu benar! Bahkan dengan Tesla Model S sebagai mobil mewah, insentif ini membuat pembelian Tesla hampir setara dengan memiliki mobil tradisional.

    Pemerintah lain dapat dengan mudah menawarkan insentif serupa, idealnya berakhir setelah EV mencapai ambang batas tertentu dari total kepemilikan mobil nasional (seperti 40 persen) untuk mempercepat transisi. Dan setelah EV akhirnya mewakili mayoritas armada kendaraan publik, pajak karbon lebih lanjut dapat diterapkan ke pemilik mobil bermesin pembakaran yang tersisa untuk mendorong peningkatan akhir permainan mereka ke EV.

    Dalam lingkungan ini, pemerintah secara alami akan memberikan subsidi untuk penelitian kemajuan EV dan produksi EV. Jika hal-hal menjadi berbulu dan tindakan yang lebih ekstrem diperlukan, pemerintah juga dapat mengamanatkan produsen mobil untuk mengalihkan persentase yang lebih tinggi dari output produksi mereka ke EV, atau bahkan mengamanatkan output EV saja. (Mandat semacam itu sangat efektif selama Perang Dunia II.)

    Semua opsi ini dapat mempercepat transisi dari pembakaran ke kendaraan listrik selama beberapa dekade, mengurangi ketergantungan dunia pada minyak, menciptakan jutaan lapangan kerja baru, dan menghemat miliaran dolar pemerintah (yang seharusnya dihabiskan untuk impor minyak mentah) yang dapat diinvestasikan di tempat lain. .

    Untuk beberapa konteks tambahan, ada sekitar dua lebih dari satu miliar mobil di dunia saat ini. Pabrikan mobil umumnya memproduksi 100 juta mobil setiap tahun, jadi tergantung pada seberapa agresif kita mengejar transisi ke EV, hanya perlu satu hingga dua dekade untuk mengganti cukup banyak mobil dunia untuk menyalakan kembali ekonomi masa depan kita.

    Ledakan setelah titik kritis

    Begitu EV mencapai titik kritis dalam kepemilikan di antara masyarakat umum, sekitar 15 persen, pertumbuhan EV akan menjadi tak terbendung. EV jauh lebih aman, biaya perawatannya jauh lebih murah, dan pada pertengahan 2020-an akan jauh lebih murah untuk mengisi bahan bakar dibandingkan dengan mobil bertenaga gas — tidak peduli seberapa rendah harga gas turun.

    Kemajuan teknologi yang sama dan dukungan pemerintah akan mengarah pada aplikasi serupa di truk EV, bus, dan pesawat. Ini akan mengubah permainan.

    Lalu tiba-tiba, semuanya menjadi lebih murah

    Hal yang menarik terjadi ketika Anda mengeluarkan kendaraan dari persamaan konsumsi minyak mentah, semuanya tiba-tiba menjadi lebih murah. Pikirkan tentang itu. Seperti yang kita lihat di bagian kedua, makanan, dapur dan produk rumah tangga, obat-obatan dan peralatan medis, pakaian, produk kecantikan, bahan bangunan, suku cadang mobil, dan sebagian besar dari segala sesuatu lainnya, semuanya dibuat menggunakan minyak bumi.

    Ketika sebagian besar kendaraan beralih ke EV, permintaan minyak mentah akan turun, sehingga menurunkan harga minyak mentah. Penurunan itu berarti penghematan biaya yang sangat besar bagi produsen produk di setiap sektor yang menggunakan minyak bumi dalam proses produksi mereka. Penghematan ini pada akhirnya akan diteruskan ke konsumen rata-rata, merangsang ekonomi dunia mana pun yang terpukul oleh harga gas yang tinggi.

    Pembangkit listrik mikro dimasukkan ke dalam jaringan

    Manfaat sampingan lain dari memiliki EV adalah ia juga dapat berfungsi ganda sebagai sumber daya cadangan yang berguna jika badai salju pernah merobohkan saluran listrik di lingkungan Anda. Cukup hubungkan mobil Anda ke rumah atau peralatan listrik Anda untuk meningkatkan daya darurat dengan cepat.

    Jika rumah atau bangunan Anda telah berinvestasi dalam panel surya dan koneksi jaringan pintar, itu dapat mengisi daya mobil Anda saat Anda tidak membutuhkannya dan kemudian memasukkan energi itu kembali ke rumah, gedung, atau jaringan listrik komunitas Anda di malam hari, berpotensi menghemat biaya kami tagihan energi atau bahkan membuat Anda sedikit uang sampingan.

    Tapi tahukah Anda, sekarang kita masuk ke topik energi surya, dan sejujurnya, itu layak untuk dibicarakan sendiri: Energi surya dan kebangkitan internet energi: Masa Depan Energi P4

    LINK SERI ENERGI MASA DEPAN

    Kematian lambat era energi karbon: Masa Depan Energi P1.

    Minyak! Pemicu era terbarukan: Masa Depan Energi P2

    Energi surya dan kebangkitan internet energi: Masa Depan Energi P4

    Energi terbarukan vs wildcard energi Thorium dan Fusion: Masa Depan Energi P5

    Masa depan kita di dunia yang berlimpah energi: Masa Depan Energi P6

    Pembaruan terjadwal berikutnya untuk perkiraan ini

    2025-07-10

    Referensi perkiraan

    Tautan populer dan institusional berikut dirujuk untuk perkiraan ini:

    Tautan Quantumrun berikut direferensikan untuk perkiraan ini: