Αυτό περιλαμβάνει το αρχικό κόστος του οχήματος, το κόστος βενζίνης, το κόστος ηλεκτρικής ενέργειας και το κόστος αντικατάστασης μπαταριών EV.Οι μπαταρίες χαρακτηρίζονται συνήθως για 100.000 μίλια και 8 χρόνια αυτονομίας και τα αυτοκίνητα συνήθως έχουν διπλάσια διάρκεια.Στη συνέχεια, ο ιδιοκτήτης πιθανότατα θα αγοράσει μια μπαταρία αντικατάστασης κατά τη διάρκεια ζωής του οχήματος, η οποία μπορεί να είναι πολύ δαπανηρή.
Κόστος ανά μίλι για διαφορετικές κατηγορίες οχημάτων σύμφωνα με το NREL
Οι αναγνώστες μπορεί να έχουν δει αναφορές ότι τα EV κοστίζουν λιγότερο από τα βενζινοκίνητα αυτοκίνητα.Ωστόσο, αυτές βασίζονταν συνήθως σε «μελέτες» που «ξέχασαν» να συμπεριλάβουν το κόστος της αντικατάστασης της μπαταρίας.Οι επαγγελματίες οικονομολόγοι της EIA και της NREL ενθαρρύνονται να αποφεύγουν την προσωπική μεροληψία καθώς μειώνει την ακρίβεια.Η δουλειά τους είναι να προβλέπουν τι θα συμβεί, όχι τι θέλουν να συμβεί.
Οι μπαταρίες με δυνατότητα ανταλλαγής μειώνουν το κόστος των ηλεκτρικών οχημάτων με:
· Τα περισσότερα αυτοκίνητα οδηγούν λιγότερο από 45 μίλια την ημέρα.Στη συνέχεια, πολλές ημέρες, μπορούν να χρησιμοποιήσουν μια μπαταρία χαμηλού κόστους, χαμηλής εμβέλειας (ας πούμε, 100 μίλια) και να τη φορτίσουν όλη τη νύχτα.Σε μεγαλύτερα ταξίδια, θα μπορούσαν να χρησιμοποιήσουν ακριβότερες μπαταρίες μεγαλύτερης διάρκειας ή να τις αντικαθιστούν πιο συχνά.
· Οι σημερινοί ιδιοκτήτες EV μπορούν να αντικαταστήσουν τις μπαταρίες μετά από μείωση της χωρητικότητας κατά 20% έως 35%.Ωστόσο, οι αντικαταστάσιμες μπαταρίες διαρκούν περισσότερο επειδή διατίθενται ως μπαταρίες χαμηλότερης χωρητικότητας όταν γεράσουν.Οι οδηγοί δεν θα δουν τη διαφορά μεταξύ μιας νέας μπαταρίας 150 kWh και μιας παλιάς μπαταρίας 300 kWh που έχει υποβαθμιστεί κατά 50%.Και οι δύο θα εμφανίζονται ως 150 kWh στο σύστημα.Όταν οι μπαταρίες διαρκούν δύο φορές περισσότερο, οι μπαταρίες κοστίζουν δύο φορές λιγότερο.
Σταθμοί γρήγορης φόρτισης με κίνδυνο απώλειας χρημάτων
Όταν βλέπετε έναν σταθμό γρήγορης φόρτισης, σε τι ποσοστό χρησιμοποιείται;Σε πολλές περιπτώσεις, όχι πολύ.Αυτό οφείλεται στην ταλαιπωρία και το υψηλό κόστος φόρτισης, στην ευκολία φόρτισης στο σπίτι και στον ανεπαρκή αριθμό ηλεκτρικών οχημάτων.Και η χαμηλή χρήση συχνά έχει ως αποτέλεσμα το κόστος της πλατφόρμας να υπερβαίνει τα έσοδα της πλατφόρμας.Όταν συμβεί αυτό, οι σταθμοί ενδέχεται να χρησιμοποιούν κρατικά κεφάλαια ή επενδυτικά κεφάλαια για την κάλυψη ζημιών.Ωστόσο, αυτές οι «θεραπείες» δεν είναι βιώσιμες.Οι σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής είναι δαπανηροί λόγω του υψηλού κόστους του εξοπλισμού γρήγορης φόρτισης και του υψηλού κόστους της ηλεκτρικής υπηρεσίας.Για παράδειγμα, απαιτείται ισχύς δικτύου 150 kW για τη φόρτιση μιας μπαταρίας 50 kWh σε 20 λεπτά (150 kW × [20 ÷ 60]).Αυτή είναι η ίδια ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας που καταναλώνεται από 120 σπίτια και ο εξοπλισμός του δικτύου για την υποστήριξη αυτού είναι δαπανηρός (το μέσο σπίτι στις ΗΠΑ καταναλώνει 1,2 kW).
Για το λόγο αυτό, πολλοί σταθμοί γρήγορης φόρτισης δεν έχουν πρόσβαση σε μεγάλο αριθμό δικτύων, πράγμα που σημαίνει ότι δεν μπορούν να φορτίσουν γρήγορα πολλά αυτοκίνητα ταυτόχρονα.Αυτό οδηγεί στον ακόλουθο καταρράκτη γεγονότων: πιο αργή φόρτιση, χαμηλότερη ικανοποίηση πελατών, χαμηλότερη χρήση σταθμού, υψηλότερο κόστος ανά πελάτη, χαμηλότερα κέρδη σταθμών και τελικά λιγότεροι επίδοξοι ιδιοκτήτες σταθμών.
Μια πόλη με πολλά ηλεκτρικά οχήματα και κυρίως στάθμευση στο δρόμο είναι πιο πιθανό να κάνει τη γρήγορη φόρτιση πιο οικονομική.Εναλλακτικά, οι σταθμοί γρήγορης φόρτισης σε αγροτικές ή προαστιακές περιοχές κινδυνεύουν συχνά να χάσουν χρήματα.
Οι μπαταρίες με δυνατότητα ανταλλαγής μειώνουν τον κίνδυνο για την οικονομική βιωσιμότητα των σταθμών γρήγορης φόρτισης για τους ακόλουθους λόγους:
· Οι μπαταρίες σε υπόγειους χώρους ανταλλαγής μπορούν να φορτιστούν πιο αργά, μειώνοντας την απαιτούμενη ισχύ σέρβις και μειώνοντας το κόστος φόρτισης του εξοπλισμού.
Οι μπαταρίες στην αίθουσα ανταλλαγής μπορούν να αντλούν ρεύμα τη νύχτα ή όταν οι ανανεώσιμες πηγές είναι κορεσμένες και το κόστος ηλεκτρικής ενέργειας είναι χαμηλό.
Τα υλικά σπάνιων γαιών κινδυνεύουν να γίνουν πιο σπάνια και ακριβότερα
Μέχρι το 2021, περίπου 7 εκατομμύρια ηλεκτρικά οχήματα θα παράγονται παγκοσμίως.Εάν η παραγωγή αυξηθεί κατά 12 φορές και λειτουργήσει για 18 χρόνια, τα ηλεκτρικά οχήματα μπορούν να αντικαταστήσουν 1,5 δισεκατομμύρια οχήματα αερίου σε όλο τον κόσμο και να απελευθερώσουν τις μεταφορές (7 εκατομμύρια × 18 χρόνια × 12).Ωστόσο, τα ηλεκτρικά οχήματα χρησιμοποιούν συνήθως σπάνιο λίθιο, κοβάλτιο και νικέλιο και δεν είναι σαφές τι θα γινόταν με τις τιμές αυτών των υλικών εάν η κατανάλωση αυξηθεί απότομα.
Οι τιμές των μπαταριών EV συνήθως πέφτουν χρόνο με το χρόνο.Ωστόσο, αυτό δεν συνέβη το 2022 λόγω ελλείψεων υλικών.Δυστυχώς, τα υλικά σπάνιων γαιών είναι πιθανό να γίνονται όλο και πιο σπάνια, οδηγώντας σε υψηλότερες τιμές των μπαταριών.
Οι αντικαταστάσιμες μπαταρίες μειώνουν την εξάρτηση από υλικά σπάνιων γαιών, επειδή μπορούν να λειτουργήσουν πιο εύκολα με τεχνολογίες χαμηλότερης εμβέλειας που χρησιμοποιούν λιγότερα υλικά σπάνιων γαιών (για παράδειγμα, οι μπαταρίες LFP δεν χρησιμοποιούν κοβάλτιο).
Η αναμονή για φόρτιση είναι μερικές φορές άβολη
Οι αντικαταστάσιμες μπαταρίες μειώνουν τον χρόνο ανεφοδιασμού, επειδή οι αντικαταστάσεις είναι γρήγορες.
Οι οδηγοί μερικές φορές αισθάνονται άγχος για την αυτονομία και τη φόρτιση
Η αλλαγή θα είναι εύκολη εάν έχετε πολλούς θαλάμους ανταλλαγής και πολλές εφεδρικές μπαταρίες στο σύστημα.
Το CO2 εκπέμπεται κατά την καύση φυσικού αερίου για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας
Τα δίκτυα τροφοδοτούνται συχνά από πολλές πηγές.Για παράδειγμα, ανά πάσα στιγμή, μια πόλη μπορεί να λαμβάνει το 20 τοις εκατό της ηλεκτρικής ενέργειας της από πυρηνική ενέργεια, 3 τοις εκατό από ηλιακή ενέργεια, 7 τοις εκατό από αιολική ενέργεια και 70 τοις εκατό από εγκαταστάσεις φυσικού αερίου.Τα ηλιακά πάρκα παράγουν ηλεκτρική ενέργεια όταν λάμπει ο ήλιος, τα αιολικά πάρκα παράγουν ηλεκτρική ενέργεια όταν φυσάει και άλλες πηγές τείνουν να είναι λιγότερο διακοπτόμενες.
Όταν ένα άτομο φορτίζει ένα EV, τουλάχιστον μία πηγή ρεύματοςστο πλέγμα αυξάνει την έξοδο.Συχνά, μόνο ένα άτομο εμπλέκεται για διάφορους λόγους, όπως το κόστος.Επίσης, η παραγωγή ενός ηλιακού πάρκου είναι απίθανο να αλλάξει αφού δύει ο ήλιος και η ισχύς του συνήθως έχει ήδη καταναλωθεί.Εναλλακτικά, εάν ένα ηλιακό πάρκο είναι «κορεσμένο» (δηλ. πετάμε την πράσινη ενέργεια επειδή έχει πάρα πολύ), τότε θα μπορούσε να αυξήσει την παραγωγή του αντί να το πετάξει.Οι άνθρωποι μπορούν να φορτίζουν ηλεκτρικά οχήματα χωρίς να εκπέμπουν CO2 στην πηγή.
Οι αντικαταστάσιμες μπαταρίες μειώνουν τις εκπομπές CO2 από την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, επειδή οι μπαταρίες μπορούν να επαναφορτιστούν όταν οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας είναι κορεσμένες.
Το CO2 εκπέμπεται κατά την εξόρυξη υλικών σπάνιων γαιών και την κατασκευή μπαταριών
Οι αντικαταστάσιμες μπαταρίες μειώνουν τις εκπομπές CO2 στην παραγωγή μπαταριών επειδή μπορούν να χρησιμοποιηθούν μικρότερες μπαταρίες που χρησιμοποιούν λιγότερα υλικά σπάνιων γαιών.
Η μεταφορά είναι ένα πρόβλημα 30 τρισεκατομμυρίων δολαρίων
Υπάρχουν περίπου 1,5 δισεκατομμύρια οχήματα φυσικού αερίου στον κόσμο και αν αντικατασταθούν με ηλεκτρικά οχήματα, το καθένα θα κόστιζε 20.000 δολάρια, για συνολικό κόστος 30 τρισεκατομμυρίων δολαρίων (1,5 δισεκατομμύρια × 20.000 δολάρια).Το κόστος Ε&Α θα ήταν δικαιολογημένο εάν, για παράδειγμα, μειωνόταν κατά 10% μέσω εκατοντάδων δισεκατομμυρίων δολαρίων πρόσθετης Ε&Α.Πρέπει να δούμε τις μεταφορές ως πρόβλημα 30 τρισεκατομμυρίων δολαρίων και να ενεργήσουμε αναλόγως — με άλλα λόγια, περισσότερη Ε&Α.Ωστόσο, πώς μπορεί η Ε&Α να μειώσει το κόστος των αντικαταστάσιμων μπαταριών;Θα μπορούσαμε να ξεκινήσουμε εξερευνώντας μηχανήματα που εγκαθιστούν αυτόματα υπόγεια υποδομή.
Συμπερασματικά
Για να προχωρήσουν οι αντικαταστάσιμες μπαταρίες, οι κυβερνήσεις ή τα ιδρύματα θα μπορούσαν να χρηματοδοτήσουν την ανάπτυξη των ακόλουθων τυποποιημένων συστημάτων:
· Ηλεκτρομηχανικό εναλλάξιμο σύστημα μπαταρίας ηλεκτρικών οχημάτων
· Σύστημα επικοινωνίας μεταξύ μπαταρίας EV και φόρτισηςμηχανισμός
· Σύστημα επικοινωνίας μεταξύ του αυτοκινήτου και του σταθμού αλλαγής μπαταρίας
· Σύστημα επικοινωνίας μεταξύ του ηλεκτρικού δικτύου και της οθόνης του οχήματος
· Διεπαφή χρήστη smartphone και διεπαφή συστήματος πληρωμών
· Μηχανισμοί ανταλλαγής, αποθήκευσης και φόρτισης διαφορετικών μεγεθών
Η ανάπτυξη ενός πλήρους συστήματος μέχρι το σημείο του πρωτοτύπου μπορεί να κοστίσει δεκάδες εκατομμύρια δολάρια.Ωστόσο, η παγκόσμια ανάπτυξη μπορεί να κοστίσει δισεκατομμύρια δολάρια.
Ώρα δημοσίευσης: Δεκ-16-2022