Ang General Motors ay bumubuo ng all-electric 2017 Chevrolet Bolt, na idinisenyo upang magkaroon ng pagmamaneho na hanay tungkol sa 200 miles. General Motors

Ang electrifying transportasyon ay isa sa mga pinaka-promising paraan upang makabuluhang i-cut ang greenhouse gas emissions mula sa mga sasakyan, ngunit ang tinatawag na hanay ng pagkabalisa - pag-aalala tungkol sa pagiging maiiwan tayo sa isang uncharged kotse baterya - ay nananatiling isang hadlang sa electric sasakyan pag-aampon. Ang saklaw ba ng pagkabalisa ay makatwiran na binigyan ng kasalukuyang mga kotse at nagcha-charge ng imprastraktura

Ito ay isang tanong sa aking grupo ng pananaliksik at ako ay tinutugunan sa isang papel na inilathala sa Nature Energy, sa pamamagitan ng pagkuha ng isang malapit na tingnan ang problemang ito sa isang bagong modelo.

Sa partikular, tinanong namin: kapag tinitingnan ang geographic na lugar ng US mula sa pananaw ng isang ibon, gaano karami ang mga personal na sasakyan sa kalsada araw-araw ay maaaring mapalitan ng isang mababang-gastos na electric electric ng baterya, kahit na ang pag-charge ng araw ay hindi magagamit? Ang aming pag-aaral ay, sa aming kaalaman, ang pinakamalawak na detalyadong pag-aaral hanggang sa petsa kung paano sumusukat ang teknolohiya sa kasalukuyang sasakyan sa hinaharap at hinaharap sa mga pag-uugali ng enerhiya ng mga tao.

Natagpuan namin ang halos 90 porsiyento ng mga sasakyan sa kalsada ay maaaring mapalitan ng isang mababang gastos na de-kuryenteng sasakyan na magagamit sa merkado ngayon. Higit pa rito, ang bilang na ito ay halatang katulad sa iba't ibang lunsod, mula sa New York patungong Houston patungong Los Angeles. Iyon ay, mayroong isang mataas na potensyal para sa pagpapakuryente ng mga kotse sa parehong makakapal at mas mababagsak na mga lungsod sa Estados Unidos.

Gayunman, upang mapagtanto ang potensyal na ito, ang mga pangangailangan ng mga prospective na mga driver ng electric sasakyan ay dapat matugunan sa lahat ng araw, kahit na mataas na enerhiya, tulad ng mga araw na nangangailangan ng malayuan na paglalakbay.

Maaaring paganahin ito ng dalawang pangunahing pagbabago. Ang una ay upang mahulaan ang mga araw kung saan ang mga drayber ay malamang na lumampas sa hanay ng sasakyan, na ang aming modelo ay dinisenyo upang gawin. At ang ikalawa ay institutional o business-model innovation na magbigay ng mga alternatibong malayuan na sasakyan sa mga high-energy days. Halimbawa, ang mga maginoo na kotse at sa huli ang mababang-carbon, mga alternatibong pang-haba, ay maaaring magpakita sa pinto ng gumagamit sa pag-click ng isang pindutan. Ang pangangailangan na ito ay maaaring tumagal nang ilang panahon kahit na nagpapabuti ang teknolohiya ng baterya at nagpapalawak ng imprastraktura.

Ang saklaw ng sasakyan ay hindi isang solong numero

Ang saklaw ng isang electric sasakyan ay karaniwang naisip sa mga tuntunin ng isang nakapirming numero, ngunit ang bilang ng mga milya sakop sa isang solong mga pagbabago na may mga kadahilanan kabilang ang bilis ng pagmamaneho at estilo, at panlabas na temperatura. Upang maunawaan ang saklaw ng isang kotse kailangan nating tingnan ang kotse mismo sa kung paano kumikilos ang mga tao.

Sa huling apat na taon sa aking grupo ng pananaliksik, nagtayo kami ng isang modelo (tinatawag na 'TripEnergy') ng ikalawang-by-ikalawang pag-uugali sa pagmamaneho ng mga tao sa buong Estados Unidos, kung paano sila ay malamang na gumamit ng mga sistema ng pag-init at paglamig sa kanilang mga kotse, at kung paano ang iba't ibang kuryente at maginoo na mga sasakyan ay magsisilbi ng enerhiya kung mauudyukan sa ganitong paraan.

Ang diskarte na ito ay nagbibigay sa amin ng isang probabilistic view ng electric vehicle range. Halimbawa, para sa Nissan Leaf, nakita namin na ang 74 miles ay median range - batay sa mga pattern ng pagmamaneho, ang kalahati ng mga kotse sa kalsada sa US ay magagawang maglakbay sa ngayon, at kalahati ay hindi. (Ang isang Ford Focus electric ay gumaganap nang katulad.) May isang pamamahagi sa saklaw na ito, na nagpapakita kung gaano kalawak ang aktwal na pagganap ay maaaring mag-iba. Halimbawa, tinatantya natin, na limang porsiyento ng mga biyahe ng 58-milya ay hindi maaaring masakop sa isang pagsingil, at limang porsiyento ng mga biyahe ng 90-milya.

Pag-evaluate ng teknolohiya ng electric sasakyan laban sa pagmamaneho na pag-uugali

Sa pamamagitan ng TripEnergy na modelo sa kamay, tinanong namin kung gaano karaming mga kotse sa kalsada ang maaaring mapalitan ng isang mababang gastos na de-kuryenteng sasakyan na magagamit ngayon. Isinasaalang-alang namin ang isang kaso kung saan maaari lamang singilin ang mga driver nang isang beses araw-araw, halimbawa sa bahay magdamag. Ito ay nagpapahintulot sa amin na pag-aralan ang isang sitwasyon kung saan ang mga limitadong pagbabago lamang ang kinakailangan sa umiiral na pampublikong singilin ang imprastraktura at ang mga sasakyan ay maaaring gumamit ng mga halaman ng kapangyarihan na kung hindi man ay maaaring umupo sa idle magdamag.

Nakita namin na, kung paano ang mga tao ay nagmamaneho sa buong US, ang 87 porsiyento ng mga kotse sa isang average na araw ay maaaring mapalitan ng isang kasalukuyang henerasyon, mababang gastos na electric sasakyan, na may isang beses lamang araw-araw na pagsingil. Ito ay batay sa pag-uugali ng pagmamaneho ng milyun-milyong tao sa buong Estados Unidos sa iba't ibang mga lungsod at socioeconomic classes.

Ang paglipat mula sa maginoo sa mga de-koryenteng sasakyan para sa mga sasakyan ay magbawas ng mga emisyon sa pamamagitan ng isang tinatayang porsyento ng 30, kahit na may fossil fuel based na supply mix ngayon. Sa kabuuan, ang mga biyahe na kinuha ng mga kotse ay kumakatawan sa halos 60 porsyento ng pagkonsumo ng gasolina sa US

Ang malaking potensyal na pang-araw-araw na pag-aampon ay kapareho ng katulad sa parehong masinsinan at mas malawak na lungsod ng US, mula sa 84 porsiyento sa 93 porsyento.

Habang totoo na ang mga tao kumilos nang iba sa mga lungsod - sa kung paano nila ginagamit ang pampublikong sasakyan, kung nagmamay-ari sila ng kotse, at kung paano kadalasan ay pinapalakad nila ang mga kotse pagmamay-ari nila - kapag nagmaneho sila, natagpuan namin na ang isang katulad na bilang ng mga kotse sa iba't ibang mga lungsod ay nahulog sa hanay na ibinigay ng isang mababang gastos na electric sasakyan.

Ibinabalik ang pagpapabuti ng teknolohiya

Paano kung mapabuti ang mga baterya, at pahintulutan ang mas mahabang hanay ng pagmamaneho para sa kaparehong halaga ng kasalukuyang mga baterya ng lithium ion ng kasalukuyang lahi?

Ang pederal na ahensiya ng pananaliksik Itinakda ng ARPA-E ang isang target para sa mga baterya upang mag-imbak ng halos dalawang beses na mas maraming enerhiya sa pamamagitan ng timbang kaysa sa mga baterya ngayon sa mga electric sasakyan. Kung naabot ang teknikal na target, tinatantiya namin na ang 87 na porsiyento ng mga potensyal na pag-aampon sa araw-araw ay maaaring tumaas sa 98 na porsiyento, at ang potensyal na paghalili ng gasolina ay tumaas mula sa 61 na porsyento hanggang 88 na porsiyento. Ang 2017 Chevy Bolt at 2018 Tesla Model 3 ay inaasahan na makamit ang halos katulad na mga pagtaas sa mga potensyal sa mas mataas na gastos kumpara sa Nissan Leaf ngayon, kahit na ang mga gastos ay malapit pa rin sa average na halaga ng mga bagong kotse. Ang Tesla Model S ay naglalakbay nang higit pa ngunit mas malaki ang gastos.

Kahit na may malaking pagpapabuti ng baterya, gayunpaman, ang iba pang mga uri ng teknolohiya ng powertrain ay kinakailangan upang masakop ang mga araw na iyon na may pinakamataas na pagkonsumo ng enerhiya. Ang pangangailangan na ito ay maaaring magpatuloy sa loob ng ilang panahon, kahit na may pinalawak na imprastraktura sa pagsingil, dahil sa isang maliit na bilang ng mga napaka-mataas na enerhiya na araw.

Ang pagtaas sa mga hadlang sa hanay

Para sa mga tao na magtagumpay ang pagkabalisa ng saklaw at komportable na bumili ng electric vehicle, kailangan nilang malaman na ang kanilang mga pangangailangan ay matutugunan sa lahat ng araw, kabilang ang mga araw na may mataas na enerhiya. Predicting kapag mangyayari ito - at nang maaga kapag bumibili ng sasakyan sa kung gaano karaming mga araw na ito mangyayari - ay isang bagay na ang aming modelo ay angkop para sa.

Ang aming modelo ay maaaring, na may limitadong input sa distansya ng paglalakbay, oras at lokasyon, mahuhulaan ang posibilidad na lumampas sa saklaw ng sasakyan, at tumutukoy sa mga araw kung saan kailangan ng mga drayber na lumipat sa iba pang mga sasakyan na mas mahaba, halimbawa, sa mga sambahayan, o kahit sa mga komunidad at sa pamamagitan ng komersyal na mga programa sa pagbabahagi ng kotse. Ang mga resulta ay nagbigay din ng liwanag sa dami ng mga saklaw na saklaw na kakailanganin sa antas ng populasyon, isang puwang na mapunan ng pribadong sector innovation pati na rin ang pambansa at lokal na patakaran.

Makatwirang financing upang makatulong na maibahagi ang mga gastos sa upfront sa buhay ng kotse at pagtaas ng mga pagkakataon para sa singilin, kahit na isang beses lamang araw-araw, ay hinihikayat din ang EV pag-aampon.

Sa kabuuan, ang aming pagsusuri ay nagpapakita na ang kasalukuyang mga sasakyang de koryente ay maaaring matugunan ang karamihan sa mga pang-araw-araw na pangangailangan sa pagmamaneho sa US Pinahusay na access sa shared, long-range na transportasyon, sa tabi ng mga advanced na baterya at kotse at decarbonized na kuryente, magbigay ng landas na maabot ang isang malaking decarbonized personal na sasakyan armada.

Tungkol sa Ang May-akda

Jessika E. Trancik, Assistant Professor ng Engineering Systems, Massachusetts Institute of Technology

Ang artikulong ito ay orihinal na na-publish sa Ang pag-uusap. Basahin ang ang orihinal na artikulo.

Mga Kaugnay Books

at

Salamat sa pagbisita InnerSelf.com, Kung saan mayroon 20,000 + mga artikulong nagbabago sa buhay na nagtataguyod ng "Mga Bagong Saloobin at Bagong Posibilidad." Ang lahat ng mga artikulo ay isinalin sa 30+ wika. sumuskribi sa InnerSelf Magazine, na inilathala linggu-linggo, at Araw-araw na Inspirasyon ni Marie T Russell. InnerSelf Magazine ay nai-publish mula noong 1985.