Электромобильдің өрлеуі: P3 энергиясының болашағы

Сіздің көлігіңіз - оның сіз өмір сүріп жатқан әлемге әсері сіз күткеннен әлдеқайда күшті болады. 

Егер сіз осы «Энергияның болашағы» сериясының соңғы майлы бөлігін оқысаңыз, бұл үшінші бөлім энергияның жаңа басым түрі ретінде күннің көтерілуін қамтитынына сенімді болар едіңіз. Сіз сәл ғана қателесесіз: біз мұны қарастырамыз төртінші бөлім. Оның орнына, біз алдымен биоотын мен электромобильдерді қамтуды таңдадық, өйткені әлемдегі көлік флотының көпшілігі (яғни жеңіл автомобильдер, жүк көліктері, кемелер, ұшақтар, құбыжық жүк көліктері және т. жұлдыру. Теңдеуден газды алып тастаңыз және бүкіл әлем өзгереді.

Әрине, газдан (және жақын арада тіпті жану қозғалтқышынан) кету оңайырақ. Бірақ мұңаятын соңына дейін оқысаңыз екінші бөлім, сіз әлемдік үкіметтердің көпшілігінде бұл мәселеде көп таңдау болмайтынын есте ұстаған боларсыз. Қарапайым тілмен айтқанда, экономиканы барған сайын құбылмалы және тапшы энергия көзіне - шикі мұнайға - жүргізуді жалғастыру 2025-2035 жылдар аралығында экономикалық және саяси тұрақсыз болады. Бақытымызға орай, бұл үлкен ауысу біз ойлағаннан оңай болуы мүмкін.

Биоотынның артындағы нақты мәміле

Электрлік көліктер – көліктің болашағы және біз бұл болашақты осы мақаланың екінші жартысында зерттейтін боламыз. Бірақ әлемде бір миллиардтан астам автомобильдер болса, бұл көліктер паркін электрлік көліктерге ауыстыру бір-екі онжылдықты алуы мүмкін. Бізде ондай уақыт жоқ. Егер әлем мұнайға деген тәуелділікті тоқтататын болса, біз электр қуатын алғанға дейін біздің қазіргі жанатын көліктерімізді он жыл бойы басқара алатын отынның басқа көздерін табуымыз керек. Міне, биоотын пайда болады.

Сорғыға барған кезде сізде тек газды, жақсырақ газды, жоғары сапалы газды немесе дизельді толтыру мүмкіндігі бар. Бұл сіздің қалтаңыз үшін проблема - мұнайдың қымбат болуының бір себебі - оның бүкіл әлемде адамдар пайдаланатын жанармай құю станцияларына монополияға жақын болуы. Бәсекелестік жоқ.

Алайда биоотын бұл бәсекелестік болуы мүмкін. Келесі жолы сорғыға айдаған кезде этанол немесе этанол-газ гибридті немесе тіпті электр зарядтау опцияларын көретін болашақты елестетіп көріңіз. Бұл болашақ Бразилияда қазірдің өзінде бар. 

Бразилия қант қамысынан көп мөлшерде этанол шығарады. Бразилиялықтар сорғыға барғанда, олардың арасында газ немесе этанол немесе басқа да қоспаларды толтыру таңдауы бар. Нәтиже? Шетелдік мұнайдан толық тәуелсіздік, арзан газ бағасы және қарқынды дамып келе жатқан экономика - 40 және 2003 жылдар аралығында елдің биоотын өнеркәсібі басталған кезде 2011 миллионнан астам бразилиялықтар орта тапқа көшті. 

«Бірақ күте тұрыңыз, - дейсіз, - биоотындарды басқару үшін икемді отынмен жұмыс істейтін машиналар қажет. Электрлік сияқты, әлемдегі көліктерді иілгіш жанармаймен жүретін көліктерге ауыстыру үшін ондаған жылдар қажет болады». Шын мәнінде, шынымен емес. Автокөлік өнеркәсібіндегі лас құпия - 1996 жылдан бері жасалған барлық дерлік автомобильдерді 150 долларға икемді жанармаймен жүретін көліктерге айналдыруға болады. Көлігіңізді түрлендіргіңіз келсе, мына сілтемелерді қараңыз: бір және екі.

«Бірақ күте тұрыңыз, - дейсіз, - этанол жасау үшін өсімдіктерді өсіру азық-түлік құнын арттырады! Қоғамдық пікірге (осы жазушы ресми түрде ортақ сенімдер) қарамастан, этанол тамақ өндірісін ығыстырмайды. Шын мәнінде, этанол өндірісінің жанама өнімі тамақ болып табылады. Мысалы, Америкада өсірілетін жүгерінің көп бөлігі адам үшін мүлдем өсірілмейді, ол мал азығы үшін өсіріледі. Жануарларға арналған ең жақсы азықтардың бірі – жүгеріден жасалған, бірақ алдымен ашыту – айдау процесі арқылы өндірілетін «дистиллятор дәні» — жанама өнім (сіз ойладыңыз) этанол ЖӘНЕ дистилляторлар дәні.

Газ сорғысына таңдауды әкелу

Бұл міндетті түрде тамақ пен жанармай емес, ол тамақ және көп отын болуы мүмкін. Сонымен, 2020 жылдардың ортасына қарай нарыққа кекпен енетінін көретін әртүрлі био және балама отындарға қысқаша шолу жасайық:

Этанол. Этанол - қантты ашыту арқылы жасалған алкоголь және бидай, жүгері, қант қамысы, тіпті кактус сияқты оғаш өсімдіктер сияқты әртүрлі өсімдік түрлерінен жасалуы мүмкін. Жалпы алғанда, этанолды елде өсіруге ең қолайлы кез келген зауыттың көпшілігін пайдаланып, ауқымда өндіруге болады. 

Метанол. Жарыс машиналары мен драг жарыс командалары ондаған жылдар бойы метанолды пайдаланып келеді. Бірақ неге? Оның премиум газына (~113) қарағанда эквивалентті октандық рейтингі жоғары (~93), жақсырақ қысу коэффициенттері мен тұтану уақытын ұсынады, ол бензинге қарағанда әлдеқайда таза жанады және әдетте стандартты бензин бағасының үштен бірін құрайды. Ал сіз бұл заттарды қалай жасайсыз? H2O және көмірқышқыл газын — су мен ауаны пайдалану арқылы сіз бұл отынды кез келген жерде арзанға жасай аласыз. Шын мәнінде, метанолды әлемдегі өсіп келе жатқан табиғи газ өнеркәсібінің қайта өңделген көмірқышқыл газы арқылы, тіпті қайта өңделген биомассамен (яғни, орман шаруашылығы, ауыл шаруашылығы және тіпті қала қалдықтары) арқылы жасауға болады. 

Америкада жылына бір галлонға екі доллардан тұратын автомобильдердің жартысын жабуға жеткілікті метанол өндіру үшін Америкада жеткілікті биомасса өндіріледі, ал бензинді төрт-бесеуі пайдаланады. 

Балдырлар. Бір қызығы, бактериялар, атап айтқанда Цианобактериялар, болашақ көлігіңізді қуаттай алады. Бұл бактериялар фотосинтез және көмірқышқыл газымен, негізінен күн мен ауамен қоректенеді және оңай биоотынға айналады. Біраз гендік инженерия арқылы ғалымдар бір күні бұл бактериялардың үлкен мөлшерін алып сыртқы ыдыстарда өсіруге үміттенеді. Ең бастысы, бұл бактериялар көмірқышқыл газымен қоректенетіндіктен, олар көбейген сайын біздің қоршаған ортаны да соғұрлым тазартады. Бұл болашақ бактерия фермерлері сататын биоотынның көлемінен де, атмосферадан сорылатын көмірқышқыл газынан да ақша таба алатынын білдіреді.

Электр машиналары қазірдің өзінде бар және қазірдің өзінде керемет

Электрлік көліктер немесе электромобильдер Илон Маск пен оның Tesla Motors компаниясының арқасында поп-мәдениеттің бір бөлігіне айналды. Tesla Roadster және, атап айтқанда, Model S, EVs сіз сатып алуға болатын ең жасыл көлік қана емес, сонымен қатар жүргізуге болатын ең жақсы көлік екенін дәлелдеді. Model S 2013 жылғы «Жылдың ең жақсы моторлы көлігі» және Automobile журналының 2013 жылғы «Жыл көлігі» аталымдарын жеңіп алды. Компания электрлі көліктердің мәртебе нышаны бола алатынын, сонымен қатар автомобиль жасау және дизайндағы көшбасшы бола алатындығын дәлелдеді.

Бірақ бұл барлық Tesla есігін сүйіп, шындық, барлық баспасөз үшін Tesla және басқа EV модельдері соңғы жылдары бұйырды, олар әлі күнге дейін әлемдік автомобиль нарығының бір пайыздан аз ғана құрайды. Бұл баяу өсудің себептері: электр машиналарын басқаруда қоғамдық тәжірибенің болмауы, EV құрамдас бөлігі мен өндіріс шығындарының жоғарылауы (демек, жалпы баға белгісі) және қайта зарядтау инфрақұрылымының болмауы. Бұл кемшіліктер айтарлықтай, бірақ олар ұзаққа созылмайды.

Автокөлік өндірісі мен электр аккумуляторларының құны құлдырады

2020 жылдарға қарай көлік құралдарын, әсіресе электр көліктерін өндіруге кететін шығындарды азайту үшін көптеген технологиялар желіге енеді. Бастау үшін, орташа көлігіңізді алайық: біздің мобильділік отынының шамамен бестен үш бөлігі автомобильдерге кетеді және бұл жанармайдың үштен екісі көлікті алға жылжыту үшін салмағын жеңуге жұмсалады. Сондықтан біз көліктерді жеңілдету үшін жасай алатын кез келген нәрсе оларды арзандатуға ғана емес, сонымен қатар олардың отынды (газ немесе электр қуаты болсын) аз тұтынуына көмектеседі.

Міне, жоспарда не бар: 2020 жылдардың ортасына қарай автомобиль жасаушылар барлық автомобильдерді көміртекті талшықтан, алюминийден жеңіл және берік материалдан жасай бастайды. Бұл жеңіл автомобильдер кішірек қозғалтқыштарда жұмыс істей алады және бірдей өнімділікті сақтай алады. Жеңіл автомобильдер жану қозғалтқыштарымен салыстырғанда электр батареяларын пайдалануды тиімдірек етеді, өйткені қазіргі аккумуляторлық технология жеңіл көліктерді газбен жүретін көліктерге дейін қуаттай алады.

Әрине, бұл аккумуляторлық технологиядағы күтілетін жетістіктерді есептемейді, және бала көп болады. EV батареяларының құны, өлшемі және сақтау сыйымдылығы бірнеше жылдар бойы найзағайдай жылдам қысқышта жақсарды және оларды жақсарту үшін жаңа технологиялар үнемі желіде пайда болады. Мысалы, 2020 жылға қарай біз енгізуді көреміз графен негізіндегі суперконденсаторлар. Бұл суперконденсаторлар жеңіл және жұқа ғана емес, сонымен қатар олар көбірек қуат ұстап, оны тезірек босатып жіберетін EV батареяларына мүмкіндік береді. Бұл автомобильдердің жеңілірек, арзанырақ және жылдамырақ болуын білдіреді. Сонымен қатар, 2017 жылға қарай Tesla Gigafactory EV аккумуляторларын үлкен көлемде шығара бастайды, бұл EV батареяларының құнын төмендетеді. 30 жылға қарай 2020 пайыз.

Көміртекті талшықты және өте тиімді аккумулятор технологиясын пайдаланудағы бұл инновациялар EV шығындарын дәстүрлі жану қозғалтқыштарымен теңестіреді және сайып келгенде, біз көретініміздей, жанғыш көліктерден әлдеқайда төмен болады.

Әлемдік үкіметтер көшуді жылдамдату үшін әрекет етеді

Электрлік көліктердің бағасының төмендеуі міндетті түрде EV сатылымын білдірмейді. Әлемдік үкіметтер алдағы экономикалық күйреуді болдырмауға шындап кіріссе, бұл проблема екінші бөлім). Сондықтан газды тұтынуды азайту және сорғыдағы бағаны төмендету үшін үкіметтер жүзеге асыра алатын ең жақсы тактиканың бірі - электромобильдерді қабылдауды ынталандыру. Үкіметтер мұны осылай жасай алады:

EV-ді қабылдаудағы ең үлкен кедергілердің бірі - көптеген тұтынушылардың жолда, зарядтау станциясынан алыс жерде шырын таусылып қалудан қорқуы. Бұл инфрақұрылымдық саңылауды жою үшін үкіметтер барлық қолданыстағы жанармай құю станцияларында электр қуатын қайта зарядтау инфрақұрылымын орнатуды міндеттейді, тіпті кейбір жағдайларда процесті жылдамдату үшін субсидияларды пайдаланады. EV өндірушілері осы инфрақұрылымды құруға қатысуы мүмкін, өйткені ол жұмыс істеп тұрған мұнай компанияларынан ұрлануы мүмкін жаңа және табысты кіріс ағынын білдіреді.

Жергілікті үкіметтер барлық үйлерде электр қуатын зарядтауға арналған розеткалардың болуын міндеттей отырып, құрылыс ережелерін жаңартуды бастайды. Бақытымызға орай, бұл қазірдің өзінде болып жатыр: Калифорния заң қабылдады барлық жаңа тұрақтар мен тұрғын үйлерде электр қуатын зарядтау инфрақұрылымын қамтуды талап етеді. Қытайда Шэньчжэнь қаласы қабылданған заңнама пәтерлер мен кондоминиумдарды әзірлеушілерден әрбір тұрақ орнында зарядтау розеткаларын/станцияларын салуды талап етеді. Сонымен қатар, Жапонияда қазір жанармай құю станцияларына (40,000 35,000) қарағанда жылдам зарядтау пункттері (XNUMX XNUMX) көп. Бұл инфрақұрылымдық инвестицияның тағы бір артықшылығы, оны қабылдаған әрбір елде мыңдаған жаңа, экспортталмаған жұмыс орындарын ұсынады.

Сонымен қатар, үкіметтер электр машиналарын сатып алуды тікелей ынталандыруы мүмкін. Мысалы, Норвегия әлемдегі ең ірі Tesla импорттаушылардың бірі болып табылады. Неліктен? Себебі Норвегия үкіметі EV иелеріне кептеліссіз қозғалыс жолақтарына (мысалы, автобус жолағы), тегін қоғамдық тұраққа, ақылы жолдарды тегін пайдалануға, жыл сайынғы тіркеу жарнасынан бас тартуға, кейбір сату салығынан босатуды және табыс салығын шегеруді ұсынады. Иә, мен дұрыс білемін! Тіпті Tesla Model S сәнді автокөлік болғанымен, бұл ынталандырулар Tesla сатып алуды дәстүрлі автокөлікке ие болумен тең дерлік етеді.

Басқа үкіметтер көшуді жылдамдату үшін EV көліктері жалпы ұлттық автокөлік иеленуінің белгілі бір шегіне (мысалы, 40 пайыз) жеткеннен кейін аяқталатын ұқсас ынталандыруларды оңай ұсына алады. EV-лар, сайып келгенде, қоғамдық көліктер паркінің көпшілігін білдіргеннен кейін, жану қозғалтқышы бар автомобильдердің қалған иелеріне оларды EV-ге ойынның соңында жаңартуды ынталандыру үшін қосымша көміртегі салығы қолданылуы мүмкін.

Бұл жағдайда үкіметтер EV ілгерілету және EV өндірісі бойынша зерттеулерге субсидиялар береді. Егер бәрі шашыраңқы болса және одан да төтенше шаралар қажет болса, үкіметтер автомобиль өндірушілеріне өндіріс өнімдерінің жоғары пайызын EV-ге ауыстыруды немесе тіпті EV-ге ғана шығаруды мандат етуі мүмкін. (Мұндай мандаттар Екінші дүниежүзілік соғыс кезінде таңқаларлық тиімді болды.)

Бұл опциялардың барлығы жанғыштан электрлі көліктерге көшуді ондаған жылдарға тездетуге, дүниежүзілік мұнайға тәуелділікті азайтуға, миллиондаған жаңа жұмыс орындарын құруға және үкіметтерге басқа жерге инвестициялауға болатын миллиардтаған долларларды (әйтпесе шикі мұнай импортына жұмсалатын) үнемдеуге мүмкіндік береді. .

Кейбір қосымша контекст үшін, бүгінде әлемде шамамен екі, бір миллиардтан астам көлік бар. Автокөлік өндірушілері әдетте жыл сайын 100 миллион автомобиль шығарады, сондықтан біз EV-ге көшуді қаншалықты агрессивті түрде жүргізетінімізге байланысты, болашақ экономикамызды қайта жандандыру үшін әлемдік көліктердің жеткілікті мөлшерін ауыстыруға бір-екі онжылдық қажет болады.

Төбелестен кейінгі бум

Электрлік көліктер жалпы жұртшылық арасында иеленудің құлдырау нүктесіне, шамамен 15 пайызға жеткенде, электр көліктерінің өсуі тоқтаусыз болады. Электрлі көліктер әлдеқайда қауіпсіз, техникалық қызмет көрсету құны әлдеқайда аз, ал 2020 жылдардың ортасына қарай жанармай құны газбен жүретін көліктерге қарағанда әлдеқайда аз болады - газ бағасы қаншалықты төмен болса да.

Бірдей технологиялық жетістіктер мен мемлекеттік қолдау EV жүк көліктерінде, автобустарда және ұшақтарда ұқсас қолданбаларға әкеледі. Бұл ойынды өзгертеді.

Содан кейін кенеттен бәрі арзандайды

Көлік құралдарын шикі мұнайды тұтыну теңдеуінен шығарған кезде бір қызық жағдай болады, бәрі кенеттен арзандайды. Ойлан. Біз көргендей екінші бөлім, азық-түлік, ас үй және тұрмыстық өнімдер, фармацевтика және медициналық жабдықтар, киім-кешек, сұлулық өнімдері, құрылыс материалдары, автокөлік бөлшектері және басқалардың барлығының үлкен пайызы мұнайдың көмегімен жасалады.

Көліктердің көпшілігі EV-ге өткенде, шикі мұнайға сұраныс құлдырап, шикі мұнай бағасы да төмендейді. Бұл төмендеу мұнайды өндірістік процестерінде пайдаланатын барлық секторлардағы өнім өндірушілер үшін үлкен шығындарды үнемдейді. Бұл үнемдеу ақыр соңында орташа тұтынушыға беріледі, бұл газдың жоғары бағасынан зардап шеккен кез келген әлемдік экономиканы ынталандырады.

Микроэлектр станциялары желіге қоректенеді

EV-ге ие болудың тағы бір артықшылығы - ол қарлы боран сіздің маңайыңыздағы электр желілерін бұзатын болса, резервтік қуат көзі ретінде де қосыла алады. Төтенше қуатты жылдам арттыру үшін жай ғана көлігіңізді үйіңізге немесе электр құрылғыларына жалғаңыз.

Егер сіздің үйіңіз немесе ғимаратыңыз күн панельдері мен смарт желі қосылымына инвестиция салған болса, ол сізге қажет емес кезде көлігіңізді зарядтай алады, содан кейін бұл энергияны түнде үйіңізге, ғимаратыңызға немесе қоғамдық электр желісіне қайта бере алады, бұл біздің энергияны үнемдей алады. энергия шотына немесе тіпті сізге қосымша қолма-қол ақша жасайды.

Бірақ сіз білесіз бе, қазір біз күн энергиясы тақырыбына еніп жатырмыз және шынын айтқанда, бұл жеке әңгімеге лайық: Күн энергиясы және энергетикалық интернеттің өркендеуі: энергияның болашағы P4

ЭНЕРГИЯ СЕРИЯЛАРЫ СІЛТЕМЕЛЕРІНІҢ БОЛАШАҒЫ

Көміртегі энергиясы дәуірінің баяу өлімі: P1 энергиясының болашағы.

Май! Жаңартылатын дәуірдің триггері: P2 энергиясының болашағы

Күн энергиясы және энергетикалық интернеттің өркендеуі: энергияның болашағы P4

Торий мен Фьюжн энергиясының қойылмалы таңбаларына қарсы жаңартылатын қуат көздері: энергияның болашағы P5

Энергияға бай әлемдегі біздің болашағымыз: Энергия болашағы P6