Kuantumrun

GÖRÜNTÜ KREDİSİ: Kuantumrun

Elektrikli otomobilin yükselişi: Future of Energy P3

David Tal, Yayıncı, Fütürist
@DavidTalWrites
LinkedIn

Pzt, 09/14/2020 - 08:11

Arabanız—yaşadığınız dünya üzerindeki etkisi beklediğinizden çok daha büyük olacaktır.

Bu Future of Energy serisinin son yağlı bölümünü okuduysanız, bu üçüncü bölümün, dünyanın yeni baskın enerji biçimi olarak güneş enerjisinin yükselişini kapsayacağına bahse girerdiniz. Pekala, sadece biraz yanılıyorsunuz: bunu dördüncü bölüm. Bunun yerine, ilk olarak biyoyakıtları ve elektrikli arabaları kapsamayı seçtik, çünkü dünyanın ulaşım filosunun çoğunluğu (yani arabalar, kamyonlar, gemiler, uçaklar, canavar kamyonlar, vb.) gazla çalışıyor ve ham petrolün tüm dünyaya sahip olmasının tek nedeni bu. boğaz. Gazı denklemden çıkarın ve tüm dünya değişir.

Tabii ki, gazdan (ve hatta yakında yanmalı motordan) uzaklaşmak, söylemekten daha kolaydır. Ama iç karartıcı sonuna kadar okursanız Bölüm iki, çoğu dünya hükümetinin bu konuda fazla seçeneği olmayacağını hatırlarsınız. Basitçe söylemek gerekirse, giderek daha değişken ve kıt bir enerji kaynağı olan ham petrol üzerinde bir ekonomiyi yönetmeye devam etmek, 2025-2035 yılları arasında ekonomik ve politik olarak sürdürülemez hale gelecektir. Neyse ki, bu dev geçiş düşündüğümüzden daha kolay olabilir.

Biyoyakıtların arkasındaki gerçek anlaşma

Elektrikli arabalar, ulaşımın geleceğidir ve bu geleceği bu makalenin ikinci yarısında keşfedeceğiz. Ancak dünya çapında yollarda bir milyardan fazla araba varken, bu araç filosunu elektrikli araçlarla değiştirmek bir ila yirmi yıl sürebilir. Öyle bir zamanımız yok. Eğer dünya petrol bağımlılığından kurtulacaksa, mevcut yanmalı araçlarımızı elektrik devralana kadar yaklaşık on yıl boyunca çalıştırabilecek başka yakıt kaynakları bulmamız gerekecek. İşte burada biyoyakıtlar devreye giriyor.

Pompayı ziyaret ettiğinizde, gerçekten yalnızca gaz, daha iyi gaz, birinci sınıf gaz veya dizel doldurma seçeneğiniz vardır. Ve bu, cüzdanınız için bir sorundur - petrolün bu kadar pahalı olmasının nedenlerinden biri, dünyanın çoğu yerinde insanların kullandığı benzin istasyonları üzerinde neredeyse tekele sahip olmasıdır. Rekabet yok.

Ancak biyoyakıtlar bu rekabet olabilir. Bir dahaki sefere pompaya bindiğinizde etanol veya bir etanol-gaz hibriti veya hatta elektrikli şarj seçenekleri göreceğiniz bir gelecek hayal edin. Bu gelecek Brezilya'da zaten var.

Brezilya şeker kamışından büyük miktarlarda etanol üretiyor. Brezilyalılar pompaya gittiğinde, gaz veya etanol veya aradaki çeşitli başka karışımlarla doldurma seçeneklerine sahipler. Sonuç? Yabancı petrolden neredeyse tam bağımsızlık, daha ucuz gaz fiyatları ve hızla büyüyen bir ekonomi - aslında, ülkenin biyoyakıt endüstrisinin yükselişe geçtiği 40 ile 2003 yılları arasında 2011 milyondan fazla Brezilyalı orta sınıfa taşındı.

'Ama bekleyin' diyorsunuz, 'biyoyakıtların onları çalıştırmak için esnek yakıtlı arabalara ihtiyacı var. Tıpkı elektrik gibi, dünyadaki arabaları esnek yakıtlı arabalarla değiştirmek on yıllar alacaktı.' Aslında, pek değil. Otomobil endüstrisindeki kirli küçük bir sır, 1996'dan beri üretilen neredeyse tüm arabaların 150 $ gibi düşük bir fiyata esnek yakıtlı arabalara dönüştürülebilmesidir. Arabanızı dönüştürmekle ilgileniyorsanız, şu bağlantılara göz atın: bir ve iki.

'Ama bekleyin' diyorsunuz tekrar, 'etanol yapmak için bitki yetiştirmek gıda maliyetini yükseltecek!' Halkın inancının aksine (bu yazar tarafından resmi olarak paylaşılan inançlar), etanol gıda üretiminin yerini almaz. Aslında, çoğu etanol üretiminin yan ürünü gıdadır. Örneğin Amerika'da yetiştirilen mısırın çoğu insanlar için değil, hayvan yemi için yetiştiriliyor. Ve en iyi hayvan yemlerinden biri, mısırdan yapılan, ancak ilk önce fermantasyon-damıtma işlemiyle üretilen 'damıtma tahılıdır' - yan ürün (tahmin ettiniz) etanol VE damıtıcı tahıldır.

Benzin pompasına seçenek getiriyor

Bu mutlaka yiyecek vs yakıt değil, yiyecek ve çok fazla yakıt olabilir. O halde, 2020'lerin ortalarından itibaren pazara büyük bir hızla girdiğini göreceğimiz farklı biyo ve alternatif yakıtlara hızlıca bir göz atalım:

etanol. Etanol, şekerlerin fermente edilmesiyle elde edilen alkoldür ve buğday, mısır, şeker kamışı gibi çeşitli bitki türlerinden ve hatta kaktüs gibi tuhaf bitkilerden bile yapılabilir. Genel olarak etanol, bir ülkenin büyümesi için en uygun olan herhangi bir bitkinin çoğu kullanılarak ölçekte üretilebilir.

Metanol. Yarış arabası ve drag yarış ekipleri yıllardır metanol kullanıyor. Ama neden? Premium gazdan (~113) daha yüksek bir eşdeğer oktan derecesine (~93) sahiptir, daha iyi sıkıştırma oranları ve ateşleme zamanlaması sunar, benzinden çok daha temiz yanar ve genellikle standart benzin fiyatının üçte biri kadardır. Ve bu şeyleri nasıl yapıyorsun? H2O ve karbondioksit, yani su ve hava kullanarak, bu yakıtı her yerde ucuza üretebilirsiniz. Aslında metanol, dünyanın büyüyen doğal gaz endüstrisinden elde edilen geri dönüştürülmüş karbondioksit kullanılarak ve hatta geri dönüştürülmüş biyokütle (yani atıklardan oluşan ormancılık, tarım ve hatta şehir atıkları) kullanılarak oluşturulabilir.

Amerika'da her yıl, benzin kullanan dört veya beş dolara kıyasla, ABD'deki arabaların yarısını galon başına iki dolardan kaplayacak kadar metanol üretmeye yetecek kadar biyokütle üretiliyor.

Yosun. İşin garibi, bakteri, özellikle Siyanobakteri, gelecekteki arabanıza güç verebilir. Bu bakteriler, temel olarak güneş ve hava olan fotosentez ve karbondioksitten beslenir ve kolayca biyoyakıta dönüştürülebilir. Biraz genetik mühendisliği ile bilim adamları, bir gün bu bakterilerden devasa miktarda açık hava fıçılarında yetiştirmeyi umuyorlar. İşin püf noktası, bu bakteriler karbondioksitten beslendikleri için ne kadar büyürlerse çevremizi de o kadar temizliyorlar. Bu, geleceğin bakteri çiftçilerinin hem sattıkları biyoyakıt miktarından hem de atmosferden emilen karbondioksit miktarından para kazanabilecekleri anlamına geliyor.

Elektrikli arabalar zaten burada ve şimdiden harika

Elektrikli araçlar veya EV'ler, büyük ölçüde Elon Musk ve şirketi Tesla Motors sayesinde pop kültürünün bir parçası haline geldi. Tesla Roadster ve özellikle Model S, elektrikli otomobillerin yalnızca satın alabileceğiniz en çevreci otomobil olmadığını, aynı zamanda sürülecek en iyi otomobil olduğunu kanıtladı. Model S, 2013'te "Yılın Motor Trend Otomobili" ve Automobile Magazine'in 2013 "Yılın Otomobili" ödüllerini kazandı. Şirket, EV'lerin bir statü sembolü ve otomotiv mühendisliği ve tasarımında lider olabileceğini kanıtladı.

Ancak tüm bu Tesla kıçını öpmek bir yana, gerçek şu ki, Tesla ve diğer EV modellerinin son yıllarda komuta ettiği tüm basın için, hala küresel otomobil pazarının sadece yüzde birinden daha azını temsil ediyorlar. Bu yavaş büyümenin ardındaki nedenler arasında, elektrikli araçları kullanma konusunda kamu deneyiminin olmaması, daha yüksek EV bileşeni ve üretim maliyetleri (dolayısıyla genel olarak yüksek bir fiyat etiketi) ve yeniden şarj altyapısı eksikliği yer alıyor. Bu dezavantajlar önemli, ancak uzun sürmeyecekler.

Araba üretim maliyeti ve elektrik pilleri çökecek

2020'lere gelindiğinde, başta EV'ler olmak üzere araç üretim maliyetlerini azaltmak için bir dizi teknoloji çevrimiçi hale gelecek. Başlamak için, ortalama bir arabanızı alalım: Hareket halindeki tüm yakıtımızın yaklaşık beşte üçü arabalara gider ve bu yakıtın üçte ikisi arabayı ileri itmek için ağırlığının üstesinden gelmek için kullanılır. Bu nedenle, arabaları daha hafif hale getirmek için yapabileceğimiz herhangi bir şey, onları sadece daha ucuz hale getirmekle kalmayacak, aynı zamanda daha az yakıt (gaz veya elektrik) kullanmalarına da yardımcı olacaktır.

İşte boru hattında olanlar: 2020'lerin ortalarında, otomobil üreticileri tüm arabaları alüminyumdan ışık yılı daha hafif ve daha güçlü bir malzeme olan karbon fiberden yapmaya başlayacak. Bu daha hafif arabalar daha küçük motorlarda çalışabilecek ve aynı performansı koruyabilecek. Mevcut pil teknolojisi bu daha hafif araçlara gazla çalışan araçlara kadar güç sağlayabileceğinden, daha hafif arabalar da içten yanmalı motorlar yerine elektrikli pillerin kullanımını daha uygun hale getirecektir.

Tabii ki, bu, pil teknolojisinde beklenen gelişmeleri saymıyor ve çok fazla olacak. EV pillerinin maliyeti, boyutu ve depolama kapasitesi, yıllardır yıldırım hızında bir klipte iyileşti ve bunları geliştirmek için her zaman yeni teknolojiler çevrimiçi geliyor. Örneğin, 2020 yılına kadar, grafen tabanlı süper kapasitörler. Bu süper kapasitörler, yalnızca daha hafif ve daha ince olan EV pillerine izin verecek, aynı zamanda daha fazla enerji tutacak ve daha hızlı serbest bırakacak. Bu, arabaların daha hafif, daha ucuz olması ve daha hızlı hızlanması anlamına gelir. Bu arada, 2017 yılına kadar Tesla'nın Gigafactory'si devasa ölçekte EV pilleri üretmeye başlayacak ve potansiyel olarak EV pillerinin maliyetini şu anda azaltacak. 30 2020 tarafından yüzde.

Karbon fiber ve ultra verimli pil teknolojisinin kullanımındaki bu yenilikler, elektrikli araçların maliyetlerini geleneksel içten yanmalı motorlu araçlarla aynı seviyeye getirecek ve sonunda göreceğimiz gibi içten yanmalı araçların çok altına düşecek.

Dünya hükümetleri geçişi hızlandırmak için devreye giriyor

EV'lerin düşen fiyatı, mutlaka bir EV satış bonanzası anlamına gelmez. Ve eğer dünya hükümetleri yaklaşan ekonomik çöküşten kaçınma konusunda ciddiyse, bu bir sorundur. Bölüm iki). Bu nedenle hükümetlerin gaz tüketimini azaltmak ve pompadaki fiyatı düşürmek için uygulayabilecekleri en iyi taktiklerden biri elektrikli araçların benimsenmesini teşvik etmektir. Hükümetler bunu şu şekilde gerçekleştirebilir:

Elektrikli araçların benimsenmesinin önündeki en büyük engellerden biri, birçok tüketicinin yoldayken şarj istasyonundan çok uzakta meyve suyunun bitmesinden korkmasıdır. Bu altyapı açığını gidermek için hükümetler, bazı durumlarda süreci hızlandırmak için sübvansiyonlar kullanarak bile, mevcut tüm benzin istasyonlarına EV şarj altyapısının kurulmasını zorunlu kılacaktır. Mevcut petrol şirketlerinden çalınabilecek yeni ve kazançlı bir gelir akışını temsil ettiği için EV üreticileri muhtemelen bu altyapı kurulumuna dahil olacaklar.

Yerel yönetimler, tüm evlerin EV şarj prizlerine sahip olmasını zorunlu kılan bina yönetmeliklerini güncellemeye başlayacak. Neyse ki, bu zaten oluyor: California yasa çıkardı tüm yeni otoparkların ve konutların EV şarj altyapısını içermesini gerektiriyor. Çin'de, Shenzhen şehri yasal mevzuat apartman ve apartman müteahhitlerinin her park yerine şarj çıkışları/istasyonları inşa etmelerini gerektiriyor. Bu arada, Japonya'da artık benzin istasyonlarından (40,000) daha fazla hızlı şarj noktası (35,000) var. Bu altyapı yatırımının bir diğer faydası da, onu benimseyen her ülkede binlerce yeni, ihraç edilemez işi temsil edecek olmasıdır.

Bu arada, hükümetler elektrikli otomobillerin satın alınmasını doğrudan teşvik edebilir. Örneğin Norveç, dünyanın en büyük Tesla ithalatçılarından biridir. Neden? Niye? Norveç hükümeti, EV sahiplerine sıkışık olmayan sürüş şeritlerine (örneğin otobüs şeridi), ücretsiz halka açık otoparka, ücretli yolların ücretsiz kullanımı, feragat edilen yıllık kayıt ücreti, belirli satış vergilerinden muafiyet ve gelir vergisi indirimi sunduğundan. Evet, doğru biliyorum! Tesla Model S lüks bir araba olsa bile, bu teşvikler Tesla satın almayı geleneksel bir arabaya sahip olmakla neredeyse eşit hale getiriyor.

Diğer hükümetler, geçişi hızlandırmak için ideal olarak elektrikli otomobillerin toplam ulusal otomobil sahipliğinin belirli bir eşiğine (yüzde 40 gibi) ulaşmasından sonra sona eren benzer teşvikleri kolayca sunabilir. EV'ler nihayetinde halkın araç filosunun çoğunluğunu temsil ettikten sonra, oyun sonlarında EV'lere yükseltmelerini teşvik etmek için kalan içten yanmalı motorlu araç sahiplerine ek bir karbon vergisi uygulanabilir.

Bu ortamda, hükümetler doğal olarak EV geliştirme ve EV üretimine yönelik araştırmalar için sübvansiyon sağlayacaktır. İşler sarpa sararsa ve daha aşırı önlemler gerekli olursa, hükümetler ayrıca otomobil üreticilerine üretim çıktılarının daha yüksek bir yüzdesini EV'lere kaydırmasını veya hatta yalnızca EV üretimini zorunlu kılabilir. (Bu tür yetkiler, İkinci Dünya Savaşı sırasında inanılmaz derecede etkiliydi.)

Tüm bu seçenekler, yanmalı araçlardan elektrikli araçlara geçişi on yıllar boyunca hızlandırabilir, dünya çapında petrole olan bağımlılığı azaltabilir, milyonlarca yeni iş yaratabilir ve hükümetlerin başka yerlere yatırılabilecek milyarlarca dolar (başka türlü ham petrol ithalatına harcanacak) tasarruf etmesini sağlayabilir. .

Bazı ek bağlamlar için, bugün dünyada yaklaşık iki, bir milyardan fazla araba var. Otomobil üreticileri genellikle her yıl 100 milyon otomobil üretiyor, bu nedenle EV'lere geçişi ne kadar agresif bir şekilde sürdürdüğümüze bağlı olarak, gelecekteki ekonomimizi yeniden canlandırmaya yetecek kadar dünya otomobilini değiştirmek sadece bir ila yirmi yıl alacak.

Devrilme noktasından sonra bir patlama

EV'ler, genel halk arasında mülkiyet konusunda bir devrilme noktasına, kabaca yüzde 15'e ulaştığında, EV'lerin büyümesi durdurulamaz hale gelecektir. EV'ler çok daha güvenlidir, bakım maliyeti çok daha düşüktür ve 2020'lerin ortalarında benzin fiyatları ne kadar düşerse düşsün benzinle çalışan arabalara kıyasla çok daha ucuza yakıt ikmali yapacaktır.

Aynı teknolojik gelişmeler ve devlet desteği, EV kamyonlarında, otobüslerde ve uçaklarda benzer uygulamalara yol açacaktır. Bu oyunun kurallarını değiştirecek.

Sonra birden her şey ucuzlar

Araçları ham petrol tüketim denkleminden çıkardığınızda ilginç bir şey oluyor, her şey bir anda ucuzluyor. Bunu düşün. içinde gördüğümüz gibi Bölüm iki, gıda, mutfak ve ev ürünleri, ilaç ve tıbbi ekipman, giyim, güzellik ürünleri, inşaat malzemeleri, araba parçaları ve hemen hemen her şeyin büyük bir yüzdesi petrol kullanılarak yaratılıyor.

Araçların çoğunluğu elektrikli otomobillere geçtiğinde, ham petrol talebi de çökecek ve ham petrolün fiyatı da onunla birlikte düşecektir. Bu düşüş, üretim süreçlerinde petrol kullanan her sektördeki ürün üreticileri için büyük maliyet tasarrufu anlamına gelecek. Bu tasarruflar eninde sonunda ortalama tüketiciye aktarılacak ve yüksek gaz fiyatlarının hırpaladığı herhangi bir dünya ekonomisini canlandıracaktır.

Mikro enerji santralleri şebekeyi besliyor

Bir EV sahibi olmanın bir diğer yan yararı da, bir kar fırtınasının mahallenizdeki elektrik hatlarını devirmesi durumunda, kullanışlı bir yedek güç kaynağı olarak ikiye katlanabilmesidir. Acil durum gücünü hızlı bir şekilde artırmak için arabanızı evinize veya elektrikli cihazlarınıza bağlamanız yeterlidir.

Eviniz veya binanız güneş panellerine ve akıllı şebeke bağlantısına yatırım yaptıysa, ihtiyacınız olmadığında arabanızı şarj edebilir ve daha sonra bu enerjiyi gece evinize, binanıza veya topluluk elektrik şebekesine geri besleyebilir, potansiyel olarak tasarruf sağlar. enerji faturası veya hatta size biraz yan para kazandırıyor.

Ama ne var biliyor musunuz, şimdi güneş enerjisi konusuna giriyoruz ve açıkçası, bu kendi konuşmasını hak ediyor: Güneş enerjisi ve enerji internetinin yükselişi: Enerjinin Geleceği P4