To vključuje začetne stroške vozila, stroške bencina, stroške električne energije in stroške zamenjave baterij EV.Baterije so običajno ocenjene na 100.000 milj in 8 let dosega, avtomobili pa običajno zdržijo dvakrat toliko.Lastnik bo potem verjetno kupil nadomestno baterijo tekom življenjske dobe vozila, kar je lahko zelo drago.
Cena na miljo za različne razrede vozil glede na NREL
Bralci so morda videli poročila, da električna vozila stanejo manj kot bencinski;vendar so te običajno temeljile na "študijah", ki so "pozabile" vključiti stroške zamenjave baterije.Poklicne ekonomiste pri EIA in NREL spodbujamo, naj se izogibajo osebni pristranskosti, saj zmanjšuje natančnost.Njihova naloga je napovedati, kaj se bo zgodilo, ne pa, kaj želijo.
Zamenljive baterije znižajo stroške električnih vozil z:
· Večina avtomobilov prevozi manj kot 45 milj na dan.Nato lahko veliko dni uporabijo poceni baterijo z majhnim dosegom (recimo 100 milj) in jo polnijo čez noč.Na daljših potovanjih bi lahko uporabljali dražje, dolgotrajnejše baterije ali jih pogosteje menjavali.
· Trenutni lastniki električnih vozil lahko zamenjajo baterije po 20- do 35-odstotnem padcu zmogljivosti.Vendar pa zamenljive baterije zdržijo dlje, ker so na voljo kot baterije z nižjo zmogljivostjo, ko se starajo.Vozniki ne bodo opazili razlike med novo baterijo s 150 kWh in staro baterijo s 300 kWh, ki je degradirana za 50 %.Oboje bo v sistemu prikazano kot 150 kWh.Ko baterije zdržijo dvakrat dlje, baterije stanejo dvakrat manj.
Hitre polnilne postaje v nevarnosti izgube denarja
Ko vidite hitro polnilno postajo, kolikšen odstotek časa je v uporabi?V mnogih primerih ne veliko.To je posledica neprijetnosti in visokih stroškov polnjenja, enostavnosti polnjenja doma in premajhnega števila električnih vozil.Nizka izkoriščenost pogosto povzroči, da stroški platforme presegajo prihodke platforme.Ko se to zgodi, lahko postaje uporabijo državna sredstva ali investicijska sredstva za kritje izgub;vendar ta "zdravila" niso trajnostna.Elektrarne so drage zaradi visokih stroškov opreme za hitro polnjenje in visokih stroškov električnih storitev.Na primer, 150 kW električne energije je potrebnih za polnjenje 50 kWh baterije v 20 minutah (150 kW × [20 ÷ 60]).To je enaka količina električne energije, ki jo porabi 120 domov, omrežna oprema za to pa je draga (povprečna hiša v ZDA porabi 1,2 kW).
Iz tega razloga številne hitre polnilne postaje nimajo dostopa do velikega števila omrežij, kar pomeni, da ne morejo hitro polniti več avtomobilov hkrati.To vodi do naslednjega niza dogodkov: počasnejše polnjenje, nižje zadovoljstvo strank, manjša izkoriščenost postaje, višji stroški na stranko, nižji dobiček postaje in na koncu manj potencialnih lastnikov postaje.
V mestu s številnimi električnimi vozili in večinoma parkiranjem na ulici je bolj verjetno, da bo hitro polnjenje bolj ekonomično.Druga možnost je, da hitre polnilne postaje na podeželju ali v primestnih območjih pogosto tvegajo izgubo denarja.
Zamenljive baterije zmanjšujejo tveganje za ekonomsko upravičenost hitrih polnilnic iz naslednjih razlogov:
· Baterije v podzemnih menjalnicah se lahko polnijo počasneje, s čimer se zmanjša zahtevana električna energija in stroški opreme za polnjenje.
Baterije v izmenjevalnici lahko črpajo energijo ponoči ali ko so obnovljivi viri nasičeni in so stroški električne energije nizki.
Redki zemeljski materiali so v nevarnosti, da bodo postali redkejši in dražji
Do leta 2021 bo po vsem svetu proizvedenih približno 7 milijonov električnih vozil.Če se proizvodnja poveča za 12-krat in deluje 18 let, lahko električna vozila nadomestijo 1,5 milijarde vozil na plin po vsem svetu in razogljičijo transport (7 milijonov × 18 let × 12).Vendar pa električna vozila običajno uporabljajo redke litij, kobalt in nikelj in ni jasno, kaj bi se zgodilo s cenami teh materialov, če bi se poraba močno povečala.
Cene baterij za električna vozila običajno padajo iz leta v leto.Vendar se to v letu 2022 ni zgodilo zaradi materialne stiske.Na žalost bodo redki zemeljski materiali verjetno postali vse redkejši, kar bo vodilo v višje cene baterij.
Zamenljive baterije zmanjšujejo odvisnost od redkih zemeljskih materialov, ker lahko lažje delujejo s tehnologijami nižjega obsega, ki uporabljajo manj redkih zemeljskih materialov (na primer, LFP baterije ne uporabljajo kobalta).
Čakanje na polnjenje je včasih neprijetno
Zamenljive baterije skrajšajo čas polnjenja, saj so zamenjave hitre.
Vozniki so včasih zaskrbljeni glede dosega in polnjenja
Zamenjava bo enostavna, če imate v sistemu veliko menjalnih komor in veliko rezervnih baterij.
CO2 nastaja pri izgorevanju zemeljskega plina za proizvodnjo električne energije
Omrežja se pogosto napajajo iz več virov.Na primer, mesto lahko kadar koli pridobi 20 odstotkov električne energije iz jedrske energije, 3 odstotke iz sončne energije, 7 odstotkov iz vetra in 70 odstotkov iz elektrarn na zemeljski plin.Sončne elektrarne proizvajajo elektriko, ko sije sonce, vetrne elektrarne proizvajajo elektriko, ko je vetrovno, drugi viri pa so ponavadi manj občasni.
Ko oseba polni EV, vsaj en vir energijena omrežju poveča izhod.Pogosto je zaradi različnih premislekov, kot so stroški, vključena samo ena oseba.Prav tako je malo verjetno, da se bo proizvodnja sončne elektrarne spremenila, saj jo nastavlja sonce in je njena energija običajno že porabljena.Druga možnost je, da če je sončna elektrarna "nasičena" (tj. zavrže zeleno energijo, ker je ima preveč), potem lahko poveča svojo proizvodnjo, namesto da bi jo zavrgla.Ljudje lahko polnijo električna vozila brez emisij CO2 pri viru.
Zamenljive baterije zmanjšujejo emisije CO2 pri proizvodnji električne energije, saj je baterije mogoče ponovno napolniti, ko so obnovljivi viri energije nasičeni.
CO2 nastaja pri rudarjenju redkih zemeljskih materialov in izdelavi baterij
Zamenljive baterije zmanjšajo emisije CO2 pri proizvodnji baterij, ker je mogoče uporabiti manjše baterije, ki uporabljajo manj redkih zemeljskih materialov.
Promet je problem 30 trilijonov dolarjev
Na svetu je približno 1,5 milijarde vozil na plin in če bi jih nadomestili z električnimi vozili, bi vsako stalo 20.000 $, kar bi skupaj stalo 30 bilijonov $ (1,5 milijarde × 20.000 $).Stroški raziskav in razvoja bi bili upravičeni, če bi jih na primer zmanjšali za 10 % z več sto milijardami dolarjev dodatnih raziskav in razvoja.Na prevoz moramo gledati kot na problem 30 bilijonov dolarjev in ukrepati v skladu s tem – z drugimi besedami, več raziskav in razvoja.Vendar, kako lahko raziskave in razvoj zmanjšajo stroške zamenljivih baterij?Lahko bi začeli z raziskovanjem strojev, ki samodejno nameščajo podzemno infrastrukturo.
v zaključku
Za napredek zamenljivih baterij bi lahko vlade ali fundacije financirale razvoj naslednjih standardiziranih sistemov:
· Elektromehanski izmenljivi akumulatorski sistem za električna vozila
· Komunikacijski sistem med baterijo EV in polnjenjemmehanizem
· Komunikacijski sistem med avtomobilom in postajo za menjavo baterij
· Komunikacijski sistem med električnim omrežjem in prikazovalno ploščo vozila
· Uporabniški vmesnik pametnega telefona in vmesnik plačilnega sistema
· Mehanizmi za menjavo, shranjevanje in polnjenje različnih velikosti
Razvoj celotnega sistema do prototipa lahko stane več deset milijonov dolarjev;vendar lahko globalna uvedba stane milijarde dolarjev.
Čas objave: 16. december 2022