A General Motors fejleszti a teljesen elektromos 2017 Chevrolet csavart, amelyet úgy terveztek, hogy körülbelül 200 mérföld távolságban legyen. General Motors

Az elektromos szállítás az egyik legígéretesebb módja a járművek üvegházhatást okozó gázkibocsátásának csökkentésére, ám az úgynevezett hatótávolság-szorongás - az aggodalom a töltött autó akkumulátorral való átélés miatt - továbbra is akadályt jelent az elektromos járművek bevezetésében. Indokolt-e a távolsági szorongás, tekintettel a jelenlegi autókra és a töltési infrastruktúrára?

Ez egy kérdés a kutatócsoportomnál, és ezzel foglalkoztam egy, a Természet Energia, egy új modellel közelebbről megvizsgálva ezt a problémát.

Konkrétan azt kérdeztük: ha madártávlatból nézünk az Egyesült Államok földrajzi területére, hány személyszállító járművet lehet felcserélni az úton olcsó akkumulátoros elektromos járműre, még akkor is, ha nappali töltés nem lehetséges? Elemzésünk tudomásunk szerint a mai napig a legátfogóbb, de részletesebb tanulmány arról, hogy a jelenlegi és a jövőben továbbfejlesztett elektromos járművek technológiája miként mérik az emberek energiafelhasználó viselkedését.

Megállapítottuk, hogy az úton lévő járművek csaknem 90 százalékát helyettesítheti a ma piacon elérhető olcsó elektromos járművek. Sőt, ez a szám rendkívül hasonló nagyon különböző városokban, New York-tól Houston-ig Los Angeles-ig. Vagyis az Egyesült Államok nagy sűrűségű és szétszórt városaiban nagy a lehetősége az autók elektrifikálására.

Ennek a lehetőségnek a kiaknázása érdekében azonban a leendő elektromos járművezetők igényeit minden nap teljesíteni kell, még az energiaigényes napokon is, például a távolsági utakat igénylő napokon.

Két kulcsfontosságú újítás teheti lehetővé ezt. Az első az, hogy megjósoljuk azokat a napokat, amikor a járművezetők valószínűleg túllépik az autó tartományát, amire modellünket tervezték. A második pedig az intézményi vagy üzleti modell innovációja, amely alternatív hosszú távú járműveket biztosít azokra az energiaigényes napokra. Például a hagyományos autók és végül az alacsony szén-dioxid-kibocsátású, nagy hatótávolságú alternatívák egy gombnyomással megjelenhetnek a felhasználó ajtajában. Ez a szükség hosszabb ideig tarthat, még akkor is, ha az akkumulátor technológia javul, és a töltési infrastruktúra kibővül.

A járműválaszték nem egyetlen szám

Az elektromos járművek távolságát általában rögzített szám szerint gondolják, de az egy töltésnél letett mérföldek száma olyan tényezőkkel változik, mint a vezetési sebesség és stílus, valamint a kültéri hőmérséklet. Megérteni a egy autó tartománya magán az autón kívül is meg kell vizsgálnunk, hogy az emberek hogyan viselkednek.

A kutatócsoportomban az elmúlt négy évben felépítettünk egy modellt („TripEnergy”) az Egyesült Államokban az emberek másodpercenként vezetési viselkedéséről, arról, hogy valószínűleg hogyan használják fűtési és hűtési rendszereiket autók, és hogy a különféle elektromos és hagyományos járművek hogyan fogyasztják el az energiát, ha ilyen módon haladnak.

Ez a megközelítés a az elektromos járművek tartományának valószínűségi nézete. Például a Nissan Leaf esetében azt találjuk, hogy az 74 mérföld a medián távolság - vezetési szokások alapján az Egyesült Államokban az úton lévő autók fele képes ilyen messzire menni, a fele nem. (A Ford Focus elektromos hasonlóan teljesít.) Ebben a tartományban van egy eloszlás, amely megmutatja, hogy a tényleges teljesítmény mennyiben változhat. Becslésünk szerint például az 58 mérföldes utazások öt százalékát nem lehetett fedezni egyetlen díjjal, az 90 mérföldes utazások öt százalékát pedig fedezni lehetett volna.

Az elektromos járművek technológiájának értékelése a vezetési viselkedés szempontjából

A TripEnergy modellvel a kezünkben megkérdeztük, hogy az úton hány autót lehet helyettesíteni egy ma elérhető, olcsó elektromos járművel. Megvizsgáltuk egy olyan esetet, amikor a járművezetők napi egyszeri díjat tölthetnek fel, például otthon egy éjszakánként. Ez lehetővé tette nekünk egy olyan helyzet tanulmányozását, amikor csak korlátozott változtatásokra van szükség a meglévő nyilvános díjszabási infrastruktúrában, és az autók olyan erőműveket használhatnak, amelyek egyébként éjszakánként tétlen maradnának.

Megállapítottuk, hogy tekintettel arra, hogy az emberek haladnak az Egyesült Államokban, az autók 87 százalékát egy átlagos napon fel lehet cserélni egy jelenlegi generációs, olcsó elektromos járműre, csak napi egyszeri töltéssel. Ez az emberek millióinak vezetési viselkedésén alapul az Egyesült Államokban, különféle városokban és társadalmi-gazdasági osztályokban.

Az autókra való átállás a szokásos járművektől az elektromos járművekig becsült 30 százalékkal csökkentheti a kibocsátást, még a mai fosszilis tüzelőanyag-alapú ellátási összetétel esetén is. Összességében ezeknek az autóknak a megtett útjai az USA-ban a benzinfogyasztás nagyjából 60 százalékát teszik ki

Ez a nagy napi örökbefogadási lehetőség rendkívül hasonló mind a sűrűbb, mind a szélesebb körben terjedő amerikai városokban, kezdve 84 százalék - 93 százalék.

Bár igaz, hogy az emberek különbözőképp viselkednek a városok között - In hogyan használják a tömegközlekedést, hogy van-e autójuk, és hogyan gyakran vezetnek autókkal saját tulajdonuk - amikor vezetnek, akkor azt találtuk, hogy hasonló számú autó a különböző városokban tartozik az olcsó elektromos járművek által biztosított tartományba.

Visszatér a technológiai fejlesztéshez

Mi lenne, ha az akkumulátorok javulnak, és hosszabb vezetési távolságot tesznek lehetővé ugyanolyan költségek mellett, mint a jelenlegi generációs lítium-ion akkumulátorok?

A szövetségi kutatási ügynökség Az ARPA-E kitűzött egy célt az akkumulátorok megközelítőleg kétszer annyi energiát tárolnak, mint a mai elektromos járművek akkumulátorai. Ha ezt a műszaki célt elérjük, úgy becsüljük, hogy az 87 százalékos napi befogadási potenciál becslése 98 százalékra növekszik, és a benzin helyettesítési potenciálja 61 százalékról 88 százalékra növekszik. Az 2017 Chevy Bolt és az 2018 Tesla 3 modell várhatóan nagyjából hasonló potenciálnövelést fog elérni megnövekedett költségekkel a mai Nissan Leafhez képest, bár ezek a költségek továbbra is közel állnak az új autók átlagos költségéhez. A Tesla Model S tovább halad, de lényegesen többet fizet.

Még jelentős akkumulátor-javítások mellett más típusú hajtáslánc-technológiákra is szükség lesz a legnagyobb energiafogyasztású napok lefedésére. Ez a szükséglet egy ideig megmaradhat, még a kiterjesztett töltési infrastruktúra esetén is, nagyon kevés nagyon magas energiaigényű nap miatt.

A távolságkorlátozások eredménye

Annak érdekében, hogy az emberek legyőzzék a távolsági szorongást, és kényelmesen érezzék magukat elektromos járművek vásárlásában, tudniuk kell, hogy igényeiknek minden nap eleget kell tenniük, ideértve a nagy energiájú napokat is. Megjósolni, hogy mikor fog ez történni - és előre, amikor járművet vásárolunk, hány napig ez megtörténik -, az a modell, amelyre jól alkalmazkodik.

Modellünk, korlátozott mértékben megadva az utazási távolságot, az időt és a helyet, előre tudja jelezni az autó távolságának túllépésének valószínűségét, és rámutathat a napokra, amikor a járművezetőknek más, nagyobb hatótávolságú autókhoz kell fordulniuk, például háztartásba lépve, vagy akár közösségekben is és a kereskedelmi autómegosztó programokon keresztül. Az eredmények rávilágítanak a távolsági autók mennyiségére is, amelyekre a lakosság szintjén szükség lenne, valamint a hiányt a magánszektor innovációi, valamint a nemzeti és a helyi politika kitöltené.

Az ésszerű finanszírozás az előzetes költségek elosztása érdekében az autó élettartama alatt, és a töltési lehetőségek növelése, még ha csak naponta egyszer is, ösztönözné az EV elfogadását.

Összességében elemzésünk azt mutatja, hogy a jelenlegi elektromos járművek kielégíthetik a legtöbb napi vezetési igényt az Egyesült Államokban. A továbbfejlesztett akkumulátorok és autók, valamint a szén-dioxid-mentes elektromosság mellett a megosztott, nagy távolságú szállításhoz való jobb hozzáférés utat kínál egy nagy mértékben szén-dioxid-mentes személyes jármű eléréséhez. flotta.

A szerzőről

Trancik Jessika, a mérnöki rendszerek adjunktusa, Massachusetts Institute of Technology

Ezt a cikket eredetileg közzétették A beszélgetés. Olvassa el a eredeti cikk.

Kapcsolódó könyvek

at

Köszönjük látogatását InnerSelf.com, hol vannak 20,000 + életet megváltoztató cikkek, amelyek "Új attitűdöket és új lehetőségeket" hirdetnek. Minden cikk le van fordítva 30+ nyelv. Feliratkozás a hetente megjelenő InnerSelf Magazine-hoz és Marie T Russell Daily Inspiration című könyvéhez. InnerSelf Magazine 1985 óta jelent meg.