General Motors ontwikkelt de volledig elektrische 2017 Chevrolet-bout, die ontworpen is om een ​​rijbereik van ongeveer 200-mijlen te hebben. Algemene motoren

Elektrisch transport is een van de meest veelbelovende manieren om de uitstoot van broeikasgassen door voertuigen aanzienlijk te verminderen, maar de zogenaamde afstandsangst - zorgen over gestrand zijn met een niet-opgeladen autobatterij - blijft een belemmering voor de adoptie van elektrische voertuigen. Is afstandsangst gerechtvaardigd gezien de huidige auto's en laadinfrastructuur?

Het is een vraag die mijn onderzoeksgroep en ik hebben behandeld in een paper gepubliceerd in Nature Energie, door dit probleem goed te bekijken met een nieuw model.

Specifiek vroegen we: wanneer we in vogelvlucht neerkijken op het geografische gebied van de Verenigde Staten, hoeveel persoonlijke voertuigen op de weg zouden dagelijks kunnen worden vervangen door een goedkoop elektrisch voertuig van de batterij, zelfs als het opladen overdag niet beschikbaar is? Onze analyse is, tot zover ons bekend, de meest uitgebreide tot op heden gedetailleerde studie van hoe huidige en in de toekomst verbeterde elektrotechniektechnologie past bij het energieverbruikende gedrag van mensen.

We vonden dat bijna 90 procent van de voertuigen op de weg zou kunnen worden vervangen door een goedkope elektrische auto die vandaag op de markt verkrijgbaar is. Wat meer is, dit aantal is opmerkelijk vergelijkbaar in heel verschillende steden, van New York tot Houston en Los Angeles. Dat wil zeggen, er is een groot potentieel voor elektrificatie van auto's in zowel dichte als meer uitgestrekte steden in de Verenigde Staten.

Om dit potentieel te realiseren, moet echter op alle dagen aan de behoeften van toekomstige bestuurders van elektrische voertuigen worden voldaan, zelfs op hoge energieën, zoals dagen waarvoor lange afstanden nodig zijn.

Twee belangrijke innovaties kunnen dit mogelijk maken. De eerste is om de dagen te voorspellen waarop bestuurders waarschijnlijk het bereik van de auto zullen overschrijden, waarvoor ons model is ontworpen. En ten tweede is er sprake van institutionele of bedrijfsmatige innovatie om alternatieve langeafstandsvoertuigen te leveren op die hoog energetische dagen. Conventionele auto's en uiteindelijk koolstofarme, langeafstandsalternatieven kunnen bijvoorbeeld met één klik op een knop op de deur van een gebruiker verschijnen. Deze behoefte kan enige tijd aanhouden, zelfs als de batterijtechnologie verbetert en de laadinfrastructuur uitbreidt.

Voertuigbereik is geen enkel nummer

Het bereik van een elektrisch voertuig wordt typisch gedacht in termen van een vast aantal, maar het aantal kilometers dat wordt afgelegd bij een enkele lading verandert met factoren zoals rijsnelheid en -stijl en buitentemperatuur. Om het te begrijpen bereik van een auto we moeten verder kijken dan de auto zelf naar hoe mensen zich gedragen.

In de afgelopen vier jaar in mijn onderzoeksgroep hebben we een model ('TripEnergy') gebouwd van het rijgedrag van de tweede generatie, in de Verenigde Staten, over hoe ze waarschijnlijk hun verwarmings- en koelsystemen gaan gebruiken. auto's, en hoe verschillende elektrische en conventionele voertuigen energie zouden verbruiken als ze op deze manier worden bestuurd.

Deze aanpak geeft ons een probabilistisch beeld van het bereik van elektrische voertuigen. Voor de Nissan Leaf bijvoorbeeld, vinden we dat 74-mijlen het mediaanbereik zijn - gebaseerd op rijpatronen, zou de helft van de auto's op de weg in de VS zo ver kunnen reizen, en de andere helft niet. (Een Ford Focus electric presteert op vergelijkbare wijze.) Er is een verdeling in dit bereik, die laat zien hoe breed de werkelijke prestaties kunnen variëren. We schatten bijvoorbeeld dat vijf procent van 58-mijlreizen niet met één lading kon worden gedekt, en vijf procent van de 90-mijlreizen wel.

Evaluatie van de elektrische voertuigtechnologie tegen rijgedrag

Met het TripEnergy-model in de hand vroegen we hoeveel auto's op de weg zouden kunnen worden vervangen door een goedkope elektrische auto die vandaag beschikbaar is. We hebben een geval overwogen waarbij chauffeurs slechts één keer per dag kunnen opladen, bijvoorbeeld 's nachts thuis. Dit stelde ons in staat om een ​​situatie te bestuderen waarin slechts beperkte wijzigingen nodig zijn in de bestaande openbare laadinfrastructuur en auto's kunnen gebruikmaken van elektriciteitscentrales die anders 's nachts niet zouden werken.

We hebben vastgesteld dat, gegeven de manier waarop mensen door de VS rijden, het 87-percentage van auto's op een gemiddelde dag kan worden vervangen door een elektrische fiets van de huidige generatie, met een lage kostprijs en slechts één keer per dag wordt opgeladen. Dit is gebaseerd op het rijgedrag van miljoenen mensen in de VS in verschillende steden en socio-economische klassen.

Overschakelen van conventionele op elektrische voertuigen voor die auto's zou de uitstoot met een geschat 30-percentage verminderen, zelfs met de huidige toevoermix op basis van fossiele brandstoffen. In totaal vertegenwoordigen de ritten die door deze auto's worden gemaakt ongeveer 60 procent van het benzineverbruik in de VS.

Dit grote dagelijkse adoptiepotentieel is opmerkelijk vergelijkbaar in zowel dichte als meer uitgestrekte Amerikaanse steden, variërend van 84 procent tot 93 procent.

Hoewel het waar is dat mensen zich anders gedragen in verschillende steden - In hoe ze het openbaar vervoer gebruiken, of ze nu een auto bezitten en hoe vaak rijden ze in de auto's zij bezitten - toen zij rijden, vonden wij dat een vergelijkbaar aantal auto's in verschillende steden binnen het bereik valt dat wordt geleverd door een goedkoop elektrisch voertuig.

Rendement op technologische verbetering

Wat als de batterijen verbeteren en een langere actieradius mogelijk maken voor dezelfde kosten als de huidige generatie lithiumionbatterijen?

Het federale onderzoeksbureau ARPA-E heeft een doel gesteld voor batterijen om ongeveer twee keer meer energie op te slaan dan hedendaagse batterijen in elektrische voertuigen. Als dat technische doel wordt bereikt, schatten we dat de 87 procent dagelijkse acceptatiepotentiaalraming zou stijgen tot 98 procent, en het benzinesubstitutiepotentieel zou stijgen van 61 procent naar 88 procent. De 2017 Chevy Bolt en 2018 Tesla Model 3 zullen naar verwachting ongeveer dezelfde stijgingen van de potentiëlen behalen tegen hogere kosten in vergelijking met de Nissan Leaf van vandaag, hoewel deze kosten nog steeds dicht in de buurt komen van de gemiddelde kosten van nieuwe auto's. De Tesla Model S reist nog verder, maar kost aanzienlijk meer.

Zelfs met aanzienlijke batterijverbeteringen zijn er echter andere typen aandrijftechnologieën nodig om die dagen met het hoogste energieverbruik te dekken. Deze behoefte kan nog enige tijd aanhouden, zelfs met een uitgebreide laadinfrastructuur, vanwege een klein aantal dagen met zeer hoge energie.

Het resultaat van bereikbeperkingen

Voor mensen om afstandsangst te overwinnen en zich comfortabel te voelen bij het kopen van een elektrisch voertuig, moeten ze weten dat aan hun behoeften zal worden voldaan op alle dagen, inclusief energieke dagen. Voorspellen wanneer dit zal gebeuren - en van tevoren bij het kopen van een voertuig op hoeveel dagen dit zal plaatsvinden - is iets waarvoor ons model geschikt is.

Ons model kan, met een beperkte input over reisafstand, tijd en locatie, de kans voorspellen om het bereik van de auto te overschrijden, en wijzen naar dagen waar bestuurders zich moeten wenden tot andere, langere afstandsauto's, bijvoorbeeld binnen huishoudens, of zelfs binnen gemeenschappen. en door middel van commerciële autodeelprogramma's. De resultaten werpen ook licht op de hoeveelheid langeafstandsauto's die op bevolkingsniveau nodig zou zijn, een gat dat moet worden opgevuld door innovatie in de particuliere sector en nationaal en lokaal beleid.

Redelijke financiering om de vooraf gemaakte kosten tijdens het leven van de auto te helpen verdelen en de oplaadkansen te vergroten, al was het maar één keer per dag, zou ook EV-acceptatie bevorderen.

In totaal toont onze analyse aan dat de huidige elektrische voertuigen aan de meeste dagelijkse rijbehoeften in de VS kunnen voldoen. Verbeterde toegang tot gedeeld langeafstandstransport, naast verder geavanceerde batterijen en auto's en koolstofvrije elektriciteit, bieden een weg naar het bereiken van een grotendeels ontkoold persoonlijk voertuig vloot.

Over de auteur

Jessika E. Trancik, universitair docent technische systemen, Massachusetts Institute of Technology

Dit artikel is oorspronkelijk gepubliceerd op The Conversation. Lees de originele artikel.

Verwante Boeken

at

Bedankt voor het bezoeken InnerSelf.com, waar er zijn 20,000+ levensveranderende artikelen waarin ‘nieuwe attitudes en nieuwe mogelijkheden’ worden gepromoot. Alle artikelen zijn vertaald naar 30+ talen. Inschrijven aan InnerSelf Magazine, dat wekelijks verschijnt, en Marie T Russell's Daily Inspiration. InnerSelf Magazine verschijnt sinds 1985.