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전기 자동차의 부상: 에너지의 미래 P3

David Tal, 발행인, 미래학자
@DavidTalWrites
링크드인

월, 09 / 14 / 2020 - 08 : 11

당신의 자동차는 당신이 살고 있는 세상에 미치는 영향이 당신이 기대하는 것보다 훨씬 클 것입니다.

이 에너지의 미래 시리즈의 마지막 부분을 읽는다면 이 세 번째 기사가 세계의 새로운 지배적 에너지 형태로 부상하는 태양열을 다룰 것이라고 확신할 것입니다. 글쎄, 당신은 단지 약간 틀립니다. 우리는 그것을 다룰 것입니다 XNUMX 부. 그 대신에 우리는 바이오 연료와 전기 자동차를 먼저 다루기로 결정했습니다. 왜냐하면 세계 수송 차량(즉, 자동차, 트럭, 선박, 비행기, 몬스터 트럭 등)의 대부분이 가스로 운행되기 때문입니다. 목. 방정식에서 가스를 제거하면 전 세계가 바뀝니다.

물론, 가스(그리고 곧 내연 기관까지)에서 멀어지는 것은 말처럼 쉬운 일입니다. 하지만 우울한 결말까지 읽다보면 두 번째 부분, 당신은 대부분의 세계 정부가 이 문제에 대해 선택의 여지가 많지 않다는 것을 기억할 것입니다. 간단히 말해서, 점점 더 불안정하고 희소한 에너지원인 원유로 경제를 계속 운영하는 것은 2025-2035년 사이에 경제적으로나 정치적으로 지속 가능하지 않게 될 것입니다. 운 좋게도 이 거대한 전환은 우리가 생각하는 것보다 쉬울 수 있습니다.

바이오 연료의 진정한 의미

전기 자동차는 교통의 미래입니다. 그리고 우리는 이 기사의 후반부에서 그 미래에 대해 알아볼 것입니다. 그러나 전 세계적으로 XNUMX억 대가 넘는 자동차가 도로를 달리고 있으므로 해당 차량을 전기 자동차로 교체하는 데 XNUMX~XNUMX년이 걸릴 수 있습니다. 우리는 그런 시간이 없습니다. 세계가 석유에 대한 중독을 걷어차게 된다면, 우리는 전기 자동차가 대체될 때까지 현재의 내연 기관 차량을 XNUMX년 정도 운영할 수 있는 다른 연료 공급원을 찾아야 할 것입니다. 바로 여기에서 바이오연료가 등장합니다.

펌프를 방문하면 실제로 가스, 고급 가스, 고급 가스 또는 디젤을 채우는 옵션만 있습니다. 그리고 그것은 당신의 수첩에 대한 문제입니다. 석유가 그렇게 비싼 이유 중 하나는 세계 대부분의 사람들이 이용하는 주유소를 석유가 거의 독점하고 있기 때문입니다. 경쟁이 없습니다.

그러나 바이오 연료는 그러한 경쟁이 될 수 있습니다. 다음에 펌프를 운전할 때 에탄올, 에탄올-가스 하이브리드 또는 전기 충전 옵션을 볼 수 있는 미래를 상상해 보십시오. 그 미래는 이미 브라질에 있습니다.

브라질은 사탕수수에서 엄청난 양의 에탄올을 생산합니다. 브라질 사람들은 펌프에 갈 때 가스나 에탄올 또는 그 사이에 다양한 다른 혼합물을 채울 수 있습니다. 결과? 외국 석유로부터의 거의 완전한 독립, 저렴한 휘발유 가격, 호황을 누리는 경제 - 사실 40천만 명 이상의 브라질인이 2003년에서 2011년 사이에 중산층으로 이동했습니다.

'하지만 잠깐만요. 바이오 연료를 구동하려면 플렉스 연료 자동차가 필요합니다. 전기 자동차와 마찬가지로 세계의 자동차를 플렉스 연료 자동차로 교체하려면 수십 년이 걸릴 것입니다.' 사실은 그렇지 않습니다. 자동차 산업의 더러운 작은 비밀은 1996년 이후 만들어진 거의 모든 자동차가 150달러만 내면 플렉스 연료 자동차로 전환할 수 있다는 것입니다. 자동차 개조에 관심이 있으시면 다음 링크를 확인하십시오. 한 과 두.

'하지만 잠깐만요,' 당신은 다시 '에탄올을 만들기 위해 식물을 재배하는 것은 식량 비용을 인상할 것입니다!'라고 말합니다. 대중의 믿음(이 작가가 공식적으로 공유한 믿음)과 달리 에탄올은 식량 생산을 대체하지 않습니다. 사실, 대부분의 에탄올 생산의 부산물은 식품입니다. 예를 들어, 미국에서 재배되는 옥수수의 대부분은 인간을 위해 재배되지 않고 동물 사료용으로 재배됩니다. 그리고 최고의 동물 사료 중 하나는 옥수수로 만든 '증류 곡물'이지만 발효-증류 과정을 통해 먼저 생산됩니다. 부산물은 에탄올과 증류 곡물입니다.

가스 펌프에 선택권 부여

그것은 반드시 음식 대 연료가 아니라 음식과 많은 연료일 수 있습니다. 따라서 2020년대 중반까지 시장을 강타할 다양한 바이오 및 대체 연료를 간단히 살펴보겠습니다.

에탄올. 에탄올은 당을 발효시켜 만든 알코올이며 밀, 옥수수, 사탕수수, 심지어 선인장과 같은 이상한 식물과 같은 다양한 식물 종에서 만들 수 있습니다. 일반적으로 에탄올은 성장하는 국가에 가장 적합한 대부분의 식물을 사용하여 대규모로 생산할 수 있습니다.

메타놀. 경주용 자동차와 드래그 레이싱 팀은 수십 년 동안 메탄올을 사용해 왔습니다. 하지만 왜? 글쎄, 그것은 프리미엄 가스(~113)보다 높은 등가 옥탄가(~93)를 가지며 더 나은 압축비와 점화 타이밍을 제공하며 가솔린보다 훨씬 깨끗하게 연소되며 일반적으로 표준 가솔린 가격의 2/XNUMX입니다. 그리고 이 물건은 어떻게 만드나요? 물과 공기와 같이 HXNUMXO와 이산화탄소를 사용하여 어디에서나 이 연료를 저렴하게 만들 수 있습니다. 사실, 메탄올은 세계적으로 성장하는 천연 가스 산업에서 재활용된 이산화탄소를 사용하여 만들 수 있으며 재활용된 바이오매스(예: 임업, 농업 및 도시 폐기물에서 발생하는 폐기물)로도 만들 수 있습니다.

휘발유를 사용하는 XNUMX~XNUMX개에 비해 갤런 XNUMX달러로 미국 자동차의 절반을 덮기에 충분한 메탄올을 생산하기에 충분한 바이오매스가 매년 미국에서 생산됩니다.

조류. 이상하게도 박테리아, 특히 시아 노 박테리아, 미래의 차에 동력을 공급할 수 있습니다. 이 박테리아는 광합성과 이산화탄소, 기본적으로 태양과 공기를 먹고 쉽게 바이오 연료로 변형될 수 있습니다. 약간의 유전 공학을 통해 과학자들은 언젠가 거대한 야외 수조에서 이러한 박테리아를 대량으로 배양할 수 있기를 희망합니다. 더 중요한 것은 이 박테리아가 이산화탄소를 먹고 살기 때문에 더 많이 자랄수록 환경을 더 깨끗하게 한다는 것입니다. 이것은 미래의 박테리아 농부들이 판매하는 바이오 연료의 양과 대기에서 빨아들이는 이산화탄소의 양 모두로 돈을 벌 수 있음을 의미합니다.

전기 자동차는 이미 여기에 있고 이미 훌륭합니다.

전기 자동차(EV)는 Elon Musk와 그의 회사 Tesla Motors 덕분에 대중 문화의 일부가 되었습니다. Tesla Roadster, 특히 Model S는 EV가 구매할 수 있는 가장 친환경적인 자동차일 뿐만 아니라 운전하기에 가장 좋은 자동차라는 것을 증명했습니다. Model S는 2013년 "Motor Trend Car of the Year"와 Automobile Magazine의 2013년 "Car of the Year"를 수상했습니다. 회사는 EV가 자동차 엔지니어링 및 디자인의 리더일 뿐만 아니라 지위의 상징이 될 수 있음을 증명했습니다.

그러나 이 모든 Tesla 엉덩이 키스를 제쳐두고 현실은 Tesla 및 기타 EV 모델이 최근 몇 년 동안 명령한 모든 언론에 대해 여전히 세계 자동차 시장의 XNUMX% 미만을 차지한다는 것입니다. 이러한 저조한 성장의 원인에는 EV를 운전하는 대중의 경험 부족, 높은 EV 부품 및 제조 비용(따라서 전반적으로 높은 가격표), 충전 인프라 부족이 있습니다. 이러한 단점은 상당하지만 오래 가지 않습니다.

자동차 제조 원가와 전기 배터리 가격 폭락

2020년대에는 자동차, 특히 EV 제조 비용을 줄이기 위해 모든 기술이 온라인으로 제공될 것입니다. 먼저 일반 자동차를 예로 들어 보겠습니다. 모든 이동성 연료의 약 XNUMX분의 XNUMX이 자동차에 사용되며 그 연료의 XNUMX/XNUMX는 자동차의 무게를 극복하여 앞으로 나아가는 데 사용됩니다. 그렇기 때문에 우리가 자동차를 더 가볍게 만들기 위해 할 수 있는 모든 일은 자동차를 더 저렴하게 만들 뿐만 아니라 더 적은 연료(가스 또는 전기)를 사용하는 데도 도움이 됩니다.

파이프라인의 내용은 다음과 같습니다. 2020년대 중반까지 자동차 제조업체는 알루미늄보다 몇 광년 더 가볍고 강한 탄소 섬유로 모든 자동차를 만들기 시작할 것입니다. 이 가벼운 자동차는 더 작은 엔진으로 작동하고 동일한 성능을 유지할 수 있습니다. 현재의 배터리 기술이 이러한 경량 차량에 가솔린 자동차까지 동력을 공급할 수 있기 때문에 더 가벼운 자동차는 연소 엔진보다 전기 배터리의 사용을 더 실행 가능하게 만들 것입니다.

물론 이것은 배터리 기술의 기대되는 발전을 포함하지 않으며 많은 것이 될 것입니다. EV 배터리의 비용, 크기 및 저장 용량은 몇 년 동안 번개처럼 빠른 속도로 향상되었으며 이를 개선하기 위한 새로운 기술이 항상 온라인에 등장하고 있습니다. 예를 들어 2020년까지 그래핀 기반 슈퍼커패시터. 이 슈퍼커패시터는 더 가볍고 얇은 EV 배터리를 허용할 뿐만 아니라 더 많은 에너지를 보유하고 더 빨리 방출합니다. 이것은 자동차가 더 가볍고 저렴하며 더 빨리 가속된다는 것을 의미합니다. 한편, 2017년까지 Tesla의 Gigafactory는 엄청난 규모의 EV 배터리 생산을 시작하여 잠재적으로 EV 배터리 비용을 30에 의한 2020 퍼센트.

탄소 섬유 및 초고효율 배터리 기술 사용의 이러한 혁신은 EV 비용을 기존 내연 기관 차량과 동등하게 만들고 궁극적으로는 내연 차량보다 훨씬 낮출 것입니다.

전환 속도를 높이기 위해 세계 정부가 나서다

전기차 가격 하락이 전기차 판매 대성황을 의미하는 것은 아니다. 그리고 그것은 세계 정부가 다가오는 경제 붕괴를 진지하게 피하는 데 있어 문제가 됩니다. 두 번째 부분). 그렇기 때문에 정부가 가스 소비를 줄이고 펌프 가격을 낮추기 위해 구현할 수 있는 최선의 전략 중 하나는 EV의 채택을 촉진하는 것입니다. 정부는 다음과 같이 할 수 있습니다.

EV 채택의 가장 큰 장애물 중 하나는 충전소에서 멀리 떨어진 도로에서 많은 소비자들이 주스가 부족할 것이라는 두려움입니다. 이 인프라의 허점을 해결하기 위해 정부는 전기차 충전 인프라를 기존의 모든 주유소에 설치하도록 의무화할 것이며, 경우에 따라 프로세스 속도를 높이기 위해 보조금을 사용하기도 합니다. EV 제조업체는 기존 석유 회사에서 훔칠 수 있는 새롭고 수익성 있는 수익원을 나타내기 때문에 이러한 인프라 구축에 참여할 가능성이 높습니다.

지방 정부는 모든 가정에 전기차 충전 콘센트를 의무화하는 건물 조례를 업데이트하기 시작할 것입니다. 운 좋게도 이것은 이미 일어나고 있습니다: 캘리포니아 법을 통과시켰다. EV 충전 인프라를 포함하기 위해 모든 새로운 주차장과 주택이 필요합니다. 중국에서는 심천시 통과 된 입법 아파트 및 콘도 개발자는 모든 주차 공간에 충전 콘센트/충전소를 건설해야 합니다. 한편 일본은 현재 주유소(40,000개)보다 급속충전소(35,000개)가 더 많다. 이 인프라 투자의 또 다른 이점은 이를 채택하는 모든 국가에서 수천 개의 새로운 수출 불가능한 일자리를 나타낼 것이라는 점입니다.

한편, 정부는 전기차 구매를 직접적으로 장려할 수도 있습니다. 예를 들어 노르웨이는 세계 최대 Tesla 수입국 중 하나입니다. 왜요? 노르웨이 정부는 EV 소유자에게 혼잡하지 않은 차로(예: 버스 차선), 무료 공용 주차장, 유료 도로 무료 이용, 연간 등록비 면제, 특정 판매세 면제 및 소득세 공제를 무료로 제공하기 때문입니다. 네, 알겠습니다! Tesla Model S가 고급차임에도 불구하고 이러한 인센티브로 인해 Tesla를 구매하는 것은 기존 자동차를 소유하는 것과 거의 동일합니다.

다른 정부도 유사한 인센티브를 쉽게 제공할 수 있습니다. 이상적으로는 EV가 전체 국가 자동차 소유의 특정 임계값(예: 40%)에 도달하면 만료되어 전환 속도를 높일 수 있습니다. 그리고 EV가 결국 대중 차량의 대부분을 차지한 후에는 나머지 내연 기관 자동차 소유자에게 추가 탄소세가 적용되어 게임 후반에 EV로 업그레이드할 수 있습니다.

이러한 환경에서 정부는 자연스럽게 전기 자동차 발전 및 전기 자동차 생산에 대한 연구에 보조금을 제공할 것입니다. 상황이 복잡해지고 더 극단적인 조치가 필요한 경우 정부는 자동차 제조업체에 생산 생산량의 더 높은 비율을 EV로 전환하거나 심지어 EV 전용 생산량을 의무화할 수도 있습니다. (이러한 명령은 제XNUMX차 세계 대전 중에 놀라울 정도로 효과적이었습니다.)

이러한 모든 옵션은 연소에서 전기 자동차로의 전환을 수십 년 앞당겨 전 세계적으로 석유에 대한 의존도를 줄이고 수백만 개의 새로운 일자리를 창출하며 정부가 다른 곳에 투자할 수 있는 수십억 달러(그렇지 않으면 원유 수입에 지출될 수 있음)를 절약할 수 있습니다. .

추가된 맥락에서, 오늘날 세계에는 약 100~XNUMX억 대 이상의 자동차가 있습니다. 자동차 제조업체는 일반적으로 매년 XNUMX억 대의 자동차를 생산하므로 EV로의 전환을 얼마나 적극적으로 추진하느냐에 따라 우리의 미래 경제를 재활성화하기 위해 전 세계 자동차를 충분히 교체하는 데 XNUMX~XNUMX년이면 충분합니다.

티핑 포인트 이후의 붐

전기차가 일반 대중의 소유 전환점(약 15%)에 도달하면 전기차의 성장은 막을 수 없을 것입니다. EV는 훨씬 더 안전하고 유지 관리 비용이 훨씬 저렴하며 2020년대 중반까지 휘발유 가격이 아무리 낮아도 휘발유 자동차에 비해 연료 공급 비용이 훨씬 저렴할 것입니다.

동일한 기술 발전과 정부 지원은 EV 트럭, 버스 및 비행기에 유사한 응용 프로그램으로 이어질 것입니다. 이것은 판도를 바꿀 것입니다.

그러다 갑자기 모든 것이 싸진다.

흥미로운 일이 원유 소비 방정식에서 차량을 빼면 모든 것이 갑자기 저렴해집니다. 그것에 대해 생각해보십시오. 우리가 에서 본 것처럼 두 번째 부분, 식품, 주방 및 가정용품, 의약품 및 의료 장비, 의류, 미용 제품, 건축 자재, 자동차 부품 및 기타 모든 것의 상당 부분이 모두 석유를 사용하여 만들어집니다.

대부분의 차량이 전기차로 전환되면 원유 수요가 급감해 원유 가격도 함께 하락할 것이다. 이러한 감소는 생산 공정에서 석유를 사용하는 모든 부문의 제품 제조업체에 막대한 비용 절감을 의미합니다. 이러한 절약은 결국 일반 소비자에게 전달되어 높은 가스 가격으로 타격을 입은 세계 경제를 자극할 것입니다.

전력망에 전력을 공급하는 마이크로 발전소

EV 소유의 또 다른 이점은 눈보라가 이웃의 송전선을 무너뜨릴 경우 편리한 백업 전원으로도 두 배로 사용할 수 있다는 것입니다. 자동차를 집이나 전기 제품에 연결하기만 하면 비상 전원을 빠르게 공급할 수 있습니다.

집이나 건물이 태양열 패널과 스마트 그리드 연결에 투자한 경우 필요하지 않을 때 자동차를 충전한 다음 밤에 해당 에너지를 집, 건물 또는 커뮤니티 전력망에 다시 공급하여 잠재적으로 전기 요금을 절약할 수 있습니다. 에너지 청구서 또는 약간의 부수적 인 현금을 만들 수도 있습니다.

하지만 이제 우리는 태양 에너지라는 주제로 서서히 들어가고 있습니다. 솔직히 말해서, 그것은 바로 그 자체로 대화할 가치가 있습니다. 태양 에너지와 에너지 인터넷의 부상: 에너지의 미래 P4