Успон електричног аутомобила: Будућност енергије П3

Ваш аутомобил — његов утицај на свет у коме живите биће далеко већи него што бисте очекивали. 

Ако сте прочитали последњи масни део ове серије Футуре оф Енерги, могли бисте се кладити да ће овај трећи део покривати успон соларне енергије као новог доминантног облика енергије у свету. Па, само сте мало погрешили: то ћемо покрити део четврти. Уместо тога, одлучили смо да прво покријемо биогорива и електричне аутомобиле јер већина светске транспортне флоте (тј. аутомобила, камиона, бродова, авиона, камиона чудовишта, итд.) ради на гас и то је читав разлог зашто сирова нафта заузима свет грло. Уклоните гас из једначине и цео свет се промени.

Наравно, лакше је рећи него учинити. Али ако читате до депресивног краја други део, сетићете се да већина светских влада неће имати много избора по том питању. Једноставно речено, наставак вођења економије на све нестабилнијем и оскуднијем извору енергије — сировој нафти — постаће економски и политички неодржив између 2025-2035. Срећом, ова огромна транзиција могла би бити лакша него што мислимо.

Права ствар иза биогорива

Електрични аутомобили су будућност транспорта — а ми ћемо ту будућност истражити у другој половини овог чланка. Али са преко милијарду аутомобила на путу широм света, замена тог возног парка електричним возилима могла би да потраје једну до две деценије. Ми немамо толико времена. Ако ће свет да отклони своју зависност од нафте, мораћемо да пронађемо друге изворе горива који могу да покрећу наша тренутна возила са унутрашњим сагоревањем деценију или тако нешто док електрична енергија не преузме власт. Ту долазе биогорива.

Када посетите пумпу, заиста имате само опцију да допуните гас, бољи гас, врхунски гас или дизел. И то је проблем за ваш џепарац — један од разлога зашто је нафта тако скупа је тај што има скоро монопол на бензинске пумпе које људи користе широм света. Нема конкуренције.

Биогорива, међутим, могу бити та конкуренција. Замислите будућност у којој ћете видети етанол, или хибрид етанол-гас, или чак опције електричног пуњења следећи пут када уђете у пумпу. Та будућност већ постоји у Бразилу. 

Бразил производи огромне количине етанола из шећерне трске. Када Бразилци оду до пумпе, имају избор да допуне гас или етанол или разне друге мешавине између. Резултат? Готово потпуна независност од стране нафте, јефтиније цене гаса и растућа економија – у ствари, преко 40 милиона Бразилаца се преселило у средњу класу између 2003. и 2011. када је индустрија биогорива у земљи узела маха. 

„Али чекајте“, кажете, „биогоривима су потребни аутомобили са флексибилним горивом да би их покренули. Баш као и електрични, биле би потребне деценије да се светски аутомобили замени аутомобилима са флексибилним горивом.' У ствари, не баш. Мала прљава тајна у ауто индустрији је да се готово сви аутомобили произведени од 1996. године могу претворити у аутомобиле са флексибилним горивом за само 150 долара. Ако сте заинтересовани за конверзију вашег аутомобила, погледајте ове везе: један два.

„Али чекајте“, кажете поново, „гајење биљака за производњу етанола повећаће цену хране!“ Супротно јавном веровању (веровања која формално дели овај писац), етанол не замењује производњу хране. У ствари, нуспроизвод већине производње етанола је храна. На пример, већи део кукуруза који се узгаја у Америци уопште се не гаји за људе, већ за сточну храну. А једна од најбољих сточних намирница је 'зрно за дестилацију', направљено од кукуруза, али произведено прво кроз процес ферментације-дестилације - нуспроизвод је (погађате) етанол И зрно дестилатора.

Доношење избора на бензинску пумпу

То није нужно храна против горива, може бити храна и пуно горива. Дакле, хајде да бацимо брз поглед на различита био и алтернативна горива која ћемо видети како ће се појавити на тржишту средином 2020-их:

Етанол. Етанол је алкохол, направљен ферментацијом шећера, и може се направити од разних биљних врста као што су пшеница, кукуруз, шећерна трска, чак и чудне биљке попут кактуса. Генерално, етанол се може произвести у великим количинама користећи већину било које биљке која је најпогоднија за узгој у земљи. 

Метанол. Тимови за тркачке аутомобиле и тркачке трке деценијама користе метанол. Али зашто? Па, има виши еквивалентни октански број (~113) од премиум гаса (~93), нуди боље омјере компресије и времена паљења, гори много чистије од бензина, и генерално је трећина цијене стандардног бензина. И како се праве ове ствари? Коришћењем Х2О и угљен-диоксида – дакле воде и ваздуха, што значи да ово гориво можете јефтино направити било где. У ствари, метанол се може створити коришћењем рециклираног угљен-диоксида из растуће светске индустрије природног гаса, па чак и са рециклираном биомасом (тј. отпадом произведеним у шумарству, пољопривреди, па чак и градском отпаду). 

У Америци се сваке године произведе довољно биомасе да се произведе довољно метанола да покрије половину аутомобила у САД по цени од два долара по галону, у поређењу са четири или пет на бензин. 

Алге. Чудно, конкретно, бактерије Цијанобактерије, може напајати ваш будући аутомобил. Ове бактерије се хране фотосинтезом и угљен-диоксидом, у основи сунцем и ваздухом, и могу се лако трансформисати у биогориво. Уз мало генетског инжењеринга, научници се надају да ће једног дана узгајати огромне количине ових бактерија у огромним бачвама на отвореном. Занимљиво је то што се ове бактерије хране угљен-диоксидом, што више расту, више чисте нашу околину. То значи да будући фармери бактерија могу зарадити и на количини биогорива које продају и на количини угљен-диоксида који исисава из атмосфере.

Електрични аутомобили су већ овде и већ су сјајни

Електрична возила, или ЕВ, постала су део поп културе у великој мери захваљујући Елону Маску и његовој компанији Тесла Моторс. Тесла Роадстер, а посебно Модел С, доказали су да електрична возила нису само најзеленији аутомобил који можете купити, већ и најбољи аутомобил за вожњу, тачка. Модел С је освојио 2013. „Мотор Тренд аутомобил године” и Аутомобиле Магазине 2013. „Аутомобил године”. Компанија је доказала да електрична возила могу бити статусни симбол, као и лидер у аутомобилском инжењерству и дизајну.

Али све ово љубљење Теслиног дупета на страну, реалност је да за сву штампу коју су Тесла и други модели електричних возила користили последњих година, они и даље представљају само мање од један одсто глобалног тржишта аутомобила. Разлози за овај спори раст укључују недостатак јавног искуства у вожњи електричних возила, веће компоненте ЕВ-а и производне трошкове (отуда укупна висока цена) и недостатак инфраструктуре за пуњење. Ови недостаци су значајни, али неће дуго трајати.

Трошкови производње аутомобила и електричних батерија ће се срушити

До 2020-их, читав низ технологија ће се појавити на мрежи за смањење трошкова производње возила, посебно ЕВ. За почетак, узмимо ваш просечан аутомобил: око три петине нашег горива за мобилност одлази на аутомобиле, а две трећине тог горива се користи за превазилажење тежине аутомобила како би га гурнули напред. Зато све што можемо да учинимо да аутомобиле учинимо лакшим не само да ће их учинити јефтинијим, већ ће им помоћи и да троше мање горива (било да је то гас или струја).

Ево шта је у плану: до средине 2020-их, произвођачи аутомобила ће почети да праве све аутомобиле од угљеничних влакана, материјала који је светлосним годинама лакши и јачи од алуминијума. Ови лакши аутомобили ће моћи да раде на мањим моторима и да одржавају исте перформансе. Лакши аутомобили ће такође учинити да употреба електричних батерија у односу на моторе са унутрашњим сагоревањем буде одрживија, јер ће тренутна технологија батерија моћи да напаја ова лакша возила као и аутомобиле на гас.

Наравно, ово не рачунајући очекивани напредак у технологији батерија, а биће их много. Цена, величина и капацитет складиштења ЕВ батерија су се побољшали муњевито већ годинама, а нове технологије се стално појављују на мрежи како би их побољшале. На пример, до 2020. видећемо увођење суперкондензатори на бази графена. Ови суперкондензатори ће омогућити ЕВ батерије које нису само лакше и тање, већ ће задржати више енергије и брже је ослобађати. То значи да аутомобили буду лакши, јефтинији и брже убрзавају. У међувремену, до 2017. године, Теслина Гигафабрика ће почети да производи ЕВ батерије у огромним размерама, потенцијално смањујући трошкове ЕВ батерија за 30 одсто до 2020.

Ове иновације у коришћењу угљеничних влакана и ултраефикасне технологије батерија довешће трошкове електричних возила у ранг са традиционалним возилима са моторима са унутрашњим сагоревањем, и на крају далеко испод возила са унутрашњим сагоревањем — као што ћемо ускоро видети.

Светске владе се ангажују да убрзају транзицију

Пад цене електричних возила неће нужно значити успех у продаји електричних возила. И то је проблем ако светске владе озбиљно желе да избегну надолазећи економски колапс (наведен у други део). Зато је једна од најбољих тактика које владе могу применити да би смањиле потрошњу гаса и снизиле цену на пумпи јесте промовисање усвајања електричних возила. Овако владе то могу учинити:

Једна од највећих препрека за усвајање ЕВ је страх многих потрошача да ће остати без сока док су на путу, далеко од станице за пуњење. Да би се решила ова инфраструктурна рупа, владе ће наложити да се инфраструктура за пуњење електричних возила инсталира на свим постојећим бензинским станицама, чак и коришћењем субвенција у неким случајевима како би се убрзао процес. Произвођачи електричних возила ће се вероватно укључити у ову изградњу инфраструктуре, јер она представља нови и уносан ток прихода који се може украсти постојећим нафтним компанијама.

Локалне самоуправе ће почети да ажурирају подзаконске акте о изградњи, налажући да све куће имају утичнице за пуњење електричних возила. Срећом, ово се већ дешава: Калифорнија усвојили закон захтевајући да сви нови паркинг и стамбени простори укључују инфраструктуру за пуњење електричних возила. У Кини, град Шенжен усвојено законодавство захтевајући од градитеља станова и станова да уграде утичнице/станице за пуњење на сваком паркинг месту. У међувремену, Јапан сада има више места за брзо пуњење (40,000) него бензинских станица (35,000). Друга корист од ове инфраструктурне инвестиције је што ће представљати хиљаде нових, неизвозних послова у свакој земљи која је усвоји.

У међувремену, владе такође могу директно да подстакну куповину електричних возила. Норвешка је, на пример, један од највећих светских увозника Тесле. Зашто? Зато што норвешка влада нуди власницима електричних возила бесплатан приступ слободним тракама за вожњу (нпр. аутобуска трака), бесплатан јавни паркинг, бесплатно коришћење путева са наплатом путарине, укидање годишње накнаде за регистрацију, ослобађање од одређених пореза на промет и одбитак пореза на приход. Да, добро знам! Чак и с обзиром да је Тесла Модел С луксузан аутомобил, ови подстицаји чине куповину Тесле готово једнаком поседовању традиционалног аутомобила.

Друге владе могу лако да понуде сличне подстицаје, који у идеалном случају истичу након што ЕВ достигну одређени праг укупног националног власништва аутомобила (као 40 процената) како би се убрзала транзиција. А након што ЕВ на крају представљају већину јавног возног парка, додатни порез на угљеник може се применити на преостале власнике аутомобила са моторима са унутрашњим сагоревањем како би се подстакла њихова надоградња на ЕВ у касној игри.

У овом окружењу, владе би наравно давале субвенције за истраживање унапређења и производње електричних возила. Ако ствари постану длакаве и буду неопходне екстремније мере, владе могу такође да наложе произвођачима аутомобила да пребаце већи проценат производње на ЕВ, или чак да наложе производњу само за ЕВ. (Такви мандати су били невероватно ефикасни током Другог светског рата.)

Све ове опције могле би деценијама да убрзају прелазак са електричних возила на сагоревање, смањујући светску зависност од нафте, стварајући милионе нових радних места и уштедећи владама милијарде долара (који би иначе били потрошени на увоз сирове нафте) који би могли да се уложе негде другде. .

За неки додатни контекст, данас у свету постоје око два или преко милијарду аутомобила. Произвођачи аутомобила генерално производе 100 милиона аутомобила сваке године, тако да у зависности од тога колико агресивно тежимо преласку на електрична возила, биће потребно само једна до две деценије да се замени довољно аутомобила у свету да поново покренемо нашу будућу економију.

Бум после преломне тачке

Када електрична возила достигну прекретницу у власништву опште јавности, отприлике 15 процената, раст електричних возила ће постати незаустављив. Електрична возила су далеко безбеднија, коштају много мање за одржавање, а до средине 2020-их ће коштати много мање горива у поређењу са аутомобилима на гас – без обзира на то колико ниско падне цена гаса.

Исти технолошки напредак и подршка владе довешће до сличних примена у ЕВ камионима, аутобусима и авионима. Ово ће променити игру.

Онда одједном све појефтини

Интересантна ствар се дешава када се возила избаце из једначине потрошње сирове нафте, све одједном појефтини. Размисли о томе. Као што смо видели у други део, храна, производи за кухињу и домаћинство, фармацеутска и медицинска опрема, одећа, козметички производи, грађевински материјали, делови за аутомобиле и велики проценат готово свега осталог, сви се стварају коришћењем нафте.

Када већина возила пређе на електрична возила, потражња за сировом нафтом ће се срушити, смањујући са собом и цену сирове нафте. Тај пад ће значити огромне уштеде за произвођаче производа у свим секторима који користе нафту у својим производним процесима. Ове уштеде ће се на крају пренети на просечног потрошача, стимулишући било коју светску економију која је била погођена високим ценама гаса.

Микроелектране се напајају у мрежу

Још једна споредна предност поседовања ЕВ-а је да се може удвостручити и као згодан извор резервне енергије ако снежна олуја икада сруши далеководе у вашем крају. Једноставно повежите свој аутомобил са својом кућом или електричним апаратима за брзо појачање струје у случају нужде.

Ако је ваша кућа или зграда инвестирала у соларне панеле и паметну мрежу, може да напуни ваш аутомобил када вам није потребан, а затим да врати ту енергију у вашу кућу, зграду или електричну мрежу током ноћи, потенцијално уштедећи на нашој рачун за електричну енергију или чак да добијете мало готовине.

Али знате шта, сада се увлачимо у тему соларне енергије, и искрено, то заслужује свој сопствени разговор: Соларна енергија и успон енергетског интернета: будућност енергије П4

БУДУЋНОСТ ВЕЗА ЕНЕРГЕТСКИХ СЕРИЈА

Спора смрт ере енергије угљеника: Будућност енергије П1.

Нафта! Окидач за еру обновљивих извора: Будућност енергије П2

Соларна енергија и успон енергетског интернета: будућност енергије П4

Обновљиви извори у односу на џокерске ознаке торијума и енергије фузије: будућност енергије П5

Наша будућност у свету богатом енергијом: Будућност енергије П6