General Motors, yaklaşık 2017 mil sürüş mesafesine sahip olan tamamen elektrikli 200 Chevrolet Bolt'u geliştiriyor. Genel motorlar

Elektrikli taşımacılık, taşıtlardan kaynaklanan sera gazı emisyonlarını önemli ölçüde azaltmanın en umut verici yollarından biri olmasına rağmen, sözde menzil kaygısı - şarj edilmemiş bir araba aküsü ile mahsur kalma endişesi - elektrikli araç kullanımına engel teşkil ediyor. Menzil kaygısı mevcut araçlara ve şarj altyapısına göre haklı mı?

Bu benim araştırma grubum ve bu dergide yayınlanan bir makalede ele aldığım bir soru. Doğa Enerji, bu problemi yakından inceleyerek yeni bir modelle.

Özellikle sorduk: ABD’nin coğrafi alanına kuşbakışı bakıldığında, gündüz şarjı olmasa bile, günlük kaç kişisel aracın düşük maliyetli bir elektrikli elektrikli araçla değiştirilebileceğini? Analizimiz, bildiğimiz kadarıyla mevcut ve gelecekteki gelişmiş elektrikli araç teknolojisinin insanların enerji tüketimine yönelik davranışlarını nasıl ölçtüğüne dair en geniş kapsamlı ve ayrıntılı bir çalışmadır.

Yolda bulunan araçların yüzde 90'inin, bugün piyasada bulunan düşük maliyetli bir elektrikli araçla değiştirilebileceğini gördük. Dahası, bu sayı, New York'tan Houston'a ve Los Angeles'a kadar çok farklı şehirlerde oldukça benzer. Yani, Amerika Birleşik Devletleri'nde hem yoğun hem de genişleyen şehirlerde arabaların elektrifikasyonu konusunda yüksek bir potansiyel var.

Bununla birlikte, bu potansiyeli gerçekleştirmek için, potansiyel elektrikli araç sürücülerinin ihtiyaçları, uzun mesafeli yolculuk gerektiren günler gibi yüksek enerjili olanlar dahil tüm günlerde karşılanmalıdır.

İki önemli yenilik bunu sağlayabilir. Birincisi, sürücülerin modelimizin yapmak üzere tasarlandığı araç menzilini aşması muhtemel günleri tahmin etmektir. İkincisi, bu yüksek enerjili günlerde alternatif uzun menzilli araçlar sağlamak için kurumsal veya iş modeli yeniliğidir. Örneğin, geleneksel otomobiller ve nihayetinde düşük karbonlu, uzun menzilli alternatifler, bir düğmeye basılarak kullanıcının kapısında görünebilir. Bu ihtiyaç, batarya teknolojisi geliştikçe ve alt yapı şarjı genişlediğinde bile bir süre dayanabilir.

Araç menzili tek bir sayı değildir

Bir elektrikli aracın menzili tipik olarak sabit bir sayı olarak düşünülür, ancak tek bir şarjla kaplanan millerin sayısı sürüş hızı ve tarzı ve dış hava sıcaklığı gibi faktörlerle birlikte değişir. Anlamak için bir araba aralığı insanların nasıl davrandıklarına arabanın kendisinin ötesine bakmamız gerekiyor.

Araştırma grubumdaki son dört yıl boyunca, ABD’deki insanların ikinci-ikinci sürüş davranışına ilişkin bir model ('TripEnergy' olarak adlandırıldı), ısıtma ve soğutma sistemlerini kendi ortamlarında kullanma olasılıkları hakkında bir model yaptık. otomobiller ve çeşitli elektrikli ve konvansiyonel araçların bu şekilde kullanıldığında nasıl enerji tüketeceği.

Bu yaklaşım bize bir elektrikli araç serisinin olası görünümü. Örneğin, Nissan Leaf için, 74 millerinin ortanca menzili olduğunu görüyoruz - sürüş modellerine dayanarak, ABD'deki yoldaki araçların yarısı bu kadar uzağa seyahat edebilecek ve yarısı gidemeyecek. (Bir Ford Focus elektrik motoru benzer şekilde çalışır.) Bu aralıkta, gerçek performansın ne kadar geniş ölçüde değişebileceğini gösteren bir dağıtım vardır. Örneğin, 58 mil gezilerinin yüzde beşinin tek bir masrafla karşılanamayacağını ve 90 mil gezilerinin yüzde beşinin karşılanamayacağını tahmin ediyoruz.

Elektrikli araç teknolojisinin sürüş davranışına karşı değerlendirilmesi

Elimizdeki TripEnergy modeliyle, bugün kaç tane düşük maliyetli bir elektrikli araçla değiştirilebileceğini sorduk. Şoförlerin günde yalnızca bir kez, örneğin geceleri evde şarj edebilecekleri bir durum düşündük. Bu, mevcut kamu şarj altyapısında yalnızca sınırlı değişiklik yapılması gereken bir durumu incelememize izin verdi ve otomobiller bir gece boşta kalacak elektrik santrallerini kullanabiliyorlardı.

İnsanların ABD’de nasıl sürdükleri göz önüne alındığında, ortalama bir günde arabaların yüzde 87’inin şimdiki nesil, düşük maliyetli bir elektrikli araçla değiştirilebildiğini ancak günde bir kez şarj edildiğini gördük. Bu, ABD'de milyonlarca insanın farklı şehirler ve sosyoekonomik sınıflar arasındaki sürüş davranışına dayanmaktadır.

Bu otomobiller için geleneksel araçlardan elektrikli araçlara geçmek, bugünün fosil yakıt bazlı tedarik karışımında bile, emisyonları tahmini bir 30 oranında azaltacaktır. Toplamda, bu otomobillerle yapılan yolculuklar ABD’deki benzin tüketiminin kabaca yüzde 60’ini temsil ediyor

Bu büyük günlük evlat edinme potansiyeli, yoğun ve daha da yayılan ABD şehirleri arasında oldukça farklıdır. 84 yüzde 93 oranında.

İnsanların olduğu doğru olsa da şehirler arasında farklı davranmak - Olarak toplu taşıma araçlarını nasıl kullanıyorlar, bir araba sahibi olup olmadıkları ve nasıl sık sık araba kullanıyorlar kendileri - araba kullandıklarında, farklı şehirlerdeki benzer araç sayısının düşük maliyetli bir elektrikli araç tarafından sağlanan alana girdiğini gördük.

Teknoloji iyileştirme geri dönüşü

Aküler iyileşirse ve mevcut nesil lityum iyon akülerle aynı maliyette daha uzun sürüş menzili sağlarsa ne olur?

Federal araştırma kurumu ARPA-E bir hedef belirledi aküler için, elektrikli araçlarda bugünün akülerinden yaklaşık iki kat daha fazla enerji depolamak için. Eğer bu teknik hedefe ulaşılırsa, günlük 87 günlük kabul potansiyeli tahmininin yüzde XN'e, benzin değiştirme potansiyelinin yüzde 98'ten yüzde 61'e yükseleceğini tahmin ediyoruz. 88 Chevy Bolt ve 2017 Tesla Model 2018'in, bugünki Nissan Leaf'e kıyasla daha düşük bir maliyetle potansiyellerde kabaca benzer artışlar sağlaması bekleniyor, ancak bu maliyetler hala yeni otomobillerin ortalama maliyetine yakın. Tesla Model S daha da ileriye seyahat eder, ancak önemli ölçüde daha pahalıdır.

Ancak, önemli batarya iyileştirmelerinde bile, en yüksek enerji tüketimine sahip olan günleri kapsayacak şekilde başka güç aktarma teknolojileri türleri gerekecektir. Bu ihtiyaç, az miktarda çok yüksek enerji gününden dolayı, genişletilmiş şarj altyapısı olsa bile bir süre devam edebilir.

Menzil kısıtlamaları üzerindeki sonuç

İnsanların menzil kaygısının üstesinden gelmeleri ve bir elektrikli araç satın alma konusunda rahat hissetmeleri için, yüksek enerjili günler de dahil olmak üzere tüm günlerde ihtiyaçlarının karşılanacağını bilmeleri gerekir. Bunun ne zaman olacağını ve - bunun kaç gün sonra olacağı konusunda bir araç alırken - ne zaman olacağını tahmin etmek, modelimizin uygun olduğu bir şey.

Modelimiz, seyahat mesafesi, zaman ve yere sınırlı giriş yapıldığında, otomobilin menzilini aşma olasılığını tahmin edebilir ve sürücülerin örneğin evlerde veya hatta topluluklar içinde, daha uzun menzilli otomobillere gitmesi gereken günleri gösterebilir. ve ticari araç paylaşım programları aracılığıyla. Sonuçlar ayrıca, nüfus düzeyinde ihtiyaç duyulacak olan uzun mesafeli araçların miktarına, özel sektördeki yeniliklerin yanı sıra ulusal ve yerel politikalarla doldurulacak bir boşluğa ışık tuttu.

Otomobilin kullanım ömrü boyunca net maliyetlerin dağıtılmasına yardımcı olmak için makul finansman ve günde bir kez olsa bile şarj etme fırsatlarının arttırılması da EV'nin benimsenmesini teşvik edecektir.

Sonuç olarak, analizimiz mevcut elektrikli araçların ABD'deki günlük sürüş gereksinimlerinin çoğunu karşılayabildiğini göstermektedir. Daha ileri piller ve otomobillerin yanı sıra karbonlu elektriğin yanı sıra ortak, uzun mesafeli taşımacılığa daha iyi erişim, büyük ölçüde karbondan arındırılmış kişisel araca ulaşmak için bir yol sağlar filo.

Yazar hakkında

Jessika E. Trancik, Mühendislik Sistemleri Yardımcı Doçenti, MİT

Bu yazı orijinalinde Konuşma. Okumak Orijinal makale.

İlgili Kitaplar

at

Ziyaret ettiğiniz için teşekkürler InnerSelf.com, neredeler 20,000+ "Yeni Tutumlar ve Yeni Olasılıklar"ı tanıtan, yaşamı değiştiren makaleler. Tüm makaleler tercüme edilmiştir 30+ dil. Üye olun haftalık olarak yayınlanan InnerSelf Magazine'e ve Marie T Russell'ın Daily Inspiration'ına. InnerSelf Dergisi 1985'den beri yayınlanmaktadır.