Overgangen til elektriske kjøretøy i historisk sammenligning

Talsmenn for elektriske batterier (BEV) er begeistret for potensialet for dem til å fortrenge de fleste kjøretøyer med intern forbrenningsenergi (ICE) innen et tiår eller to. Figuren nedenfor viser en rekke anslag på BEV-markedsandeler for salg av nye kjøretøy fra en rekke grupper, hvorav noen er mer ambisiøse enn prediktive. Men rask vekst i EV-salg ser ut til å være konsensus. Er det grunn til å tvile på dette?

Mange har lagt merke til at hastigheten på markedspenetrasjon for nye teknologier har økt kraftig de siste tiårene; i USA nådde smarttelefoner metning på et tiår, sammenlignet med opptil 50 år for apparater som vaskemaskiner. Andre har sammenlignet Tesla med Model T, og antydet at kjøretøyene deres er så revolusjonerende at de vil fortrenge ICE-er med samme hastighet som Model T erstattet hester.

Unødvendig å si, mye av dette involverer logikk som er mindre enn enkel. Til å begynne med kom markedspenetrasjonen for store apparater som vaskemaskiner og kjøleskap da for det første en merkbar brøkdel av forbrukerne fortsatt ikke hadde tilgang til strømnettet, men enda viktigere, disse apparatene representerte en større del av avhendingsinntektene sammenlignet med smarttelefoner. eller internettforbindelser.

Men også, og kanskje enda viktigere, er at Model T var i en helt annen posisjon enn Tesla. Model T erstattet konkurrerende biler ganske raskt da de fleste av disse var håndverksmonterte, ofte mangler standardiserte deler, og ganske dyre. Model T, som ble masseprodusert, hadde standardiserte deler og var spesielt designet for å være lett å reparere, i tillegg til å være robust nok for da middelmådige veier. Det var også billigere enn mange konkurrerende kjøretøy, omtrent 1/4^th prisen på Stanley Steamer.[1]

En bedre sammenligning er utskifting av hester med traktorer i landbruket. Som figuren under viser, tok det 20 år før antall hester som ble brukt på gårder, sank med 50 % og over fire tiår før de i stor grad ble faset ut. (Jeg har ikke funnet data om biler kontra hester i transport ennå.)

En tilsvarende langsom overgang kan observeres i jernbaneindustrien, hvor jernbaneselskapene erstattet damplokomotiver med dieselmotorer. De førstnevnte var større og tyngre, reduserte netto slepekapasitet, krevde en vanntank for damp som måtte etterfylles regelmessig, og trengte mye hyppigere rengjøring enn dieselmotoren. Siden jernbaneselskapene hadde lett tilgang på kapital, burde de ha konvertert ganske raskt. Likevel som figuren nedenfor viser, tok dette igjen 20 år fra de første allment tilgjengelige diesellokomotivene overgikk antallet damplokomotiver i bruk.

Faktisk kunne gjenværende fyringsolje ha blitt erstattet med kull i damplokomotiver, med russerne i spissen på 1870-tallet. Men den amerikanske industrien var mye tregere til å ta i bruk det, som figuren nedenfor viser, med oljebruk av jernbaner (som kombinerer resid og diesel) som overgikk kull først i 1950! Jeg vil gjerne finne ut hvorfor dette gikk så sakte. (En forfatter hevdet at jernbaneindustrien var bekymret for langsiktig tilgjengelighet av olje frem til Spindletop-funnet i 1901, men det ser ikke ut til å samsvare med timingen.)

Det avgjørende poenget er at Model T og diesellokomotivet var langt overlegne produkter enn konkurrentene. Gjelder det samme for elbiler? Selv om det sikkert er tilfeller av dårligere produkter som er vanskelige å fortrenge (se på tastaturet ditt), er det få tilfeller av dårligere produkter som fortrenger de overlegne. CFL, for eksempel, ble ivrig promotert som mer effektiv og miljøvennlig, samt billigere i drift i løpet av levetiden. Tallrike programmer tilbød kjøpere subsidier, men de dominerte aldri markedet og mistet til slutt markedsandeler til halogenlamper (faktisk mindre effektive enn CFL-er) og deretter LED-er (mer effektive og bedre).

For biler er sammenligningen ikke enkel da noen faktorer er immaterielle. Men tabellen nedenfor gir en sammenligning av Model T og hesten fra 1920, og selv om Model T er dyrere å kjøpe og betjene, er den langt mer kapabel enn hesten, med dobbelt så stor kraft, ti ganger lastekapasiteten , tre ganger passasjerkapasiteten og fem ganger rekkevidden. Den ene mangelen er at en Model T ikke kunne stå på et beite for å fylle drivstoff; på den annen side var tanken på Model T raskt; å forlate en hest på beite vil være like gradvis som å lade et elbilbatteri. I tillegg var mengden pleie som Model T krevde langt mindre enn mating, karrying og oppstalling av en hest. Model Ts utslipp kan ignoreres av eieren: ikke for hesten, hvis "utslipp" måtte måkes opp og kastes.

Hva med konkurranseevnen til elbilen? Den primære fordelen er lavere vedlikehold, mellom 40-60 % mindre enn for kjøretøy med forbrenningsmotor, noe som ikke er trivielt. Bortsett fra det er bedre akselerasjon viktig, men er ikke høyt på listen over gjennomsnittlige bilkjøpere, og de lavere (ikke null) utslippene vil appellere til bare en liten brøkdel av forbrukerne. På minussiden er rekkeviddeangst og langsom lading immaterielle ting som veier tungt på markedet. Talsmenn nedverdiger ulempen med batterilading, men er en stor ulempe spesielt for en families primære kjøretøy.

Til dags dato har salget av elbiler vært begrenset til tidlige brukere (inkludert de som er drevet av Tesla-merkenavnet) og kjøpere av luksusbiler. De billigere elbilene som GM Bolt-salget er anemiske: det representerte 4 % av GMs salg i siste kvartal. Nødvendigheten av store subsidier og en lang rekke immaterielle insentiver (gratis parkering og/eller lading, bruk av samkjøringsbaner osv.) tyder på at elbiler fortsatt er et dårligere produkt, og det er liten grunn til å tro at det snart vil endre seg.

Gitt at elbilmarkedet sannsynligvis vil forbli sterkt avhengig av statlig støtte, og regjeringer kan være ustadige, er det mye risiko involvert i utviklingen deres. Biden-administrasjonens inflasjonsreduksjonslovs utvidelse av subsidier til kjøp virker positivt for virksomheten, bortsett fra de mange restriksjonene på utenlandssalg, kjøpers inntekt osv. Hvorvidt disse støttenivåene kan opprettholdes på lang sikt i de fleste større økonomier er diskutabel.

Det er en betydelig sjanse for at det elektriske kjøretøyet vil vise seg å ligne CFL mer enn Model T, noe som er dyrere, men med dårligere egenskaper, bortsett fra reduserte utslipp. Den siste bølgen av prisreduksjoner gjør dem fortsatt dyrere enn konkurrerende konvensjonelle biler, og forbedringer i kostnader og ytelse for litium-ion-batterier ser ut til å avta. De neste årene vil se den største testen, ettersom massekjøpere tar opp de nye modellene og vurderer dem under virkelige forhold, der begrensede data tyder på at kjøpernes anger ikke er uvanlig.

Jeg kan forutse tre mulige foroverveier for EV (det forståsegpåerne kaller 'scenarioer'). For det første fortsetter statlig støtte på et høyt nivå, batteriteknologi tar store steg fremover når det gjelder å gi lavere kostnader og raskere lading, og forbrukernes bekymring for utslipp vokser eksponentielt. I dette tilfellet vil de optimistiske anslagene om markedsandeler for elbiler seire.

Alternativt kunne elbiler aldri bli det primære lette kjøretøyet, men bli en andre valgbil for mange familier og i økende grad brukt i noen urbane omgivelser. Batteriforbedringer ville bli oppveid av lavere statlig støtte, men industrien ville trives, om enn med markedsandeler i den nedre delen av anslagene. Min tro er at dette er mest sannsynlig.

Men også, litium-ion EV kan være CFL for mobilitetsindustrien, erstattet av en kombinasjon av svært effektive hybrider og/eller ultrakondensatorer eller et annet avansert batteri. Det ville ikke være den første høyt utpekte teknologien som beviser en blindvei. Kjørt på en Concorde, i det siste?

[1] Stanley Steamer var $1,000 i 1911, Model T $385 i 1920. Inflasjon i mellomtiden ville bety at Steamer ville ha doblet seg i pris.