Elfordonsövergången i historisk jämförelse

Förespråkare för batteridrivna elfordon (BEV) är entusiastiska över potentialen för dem att ersätta de flesta fordon med intern förbränningsenergi (ICE) inom ett eller två decennier. Figuren nedan visar ett antal prognoser av BEV-marknadsandelar för försäljning av nya fordon från en mängd olika grupper, av vilka några är mer ambitiösa än prediktiva. Men snabb tillväxt i EV-försäljningen verkar vara konsensus. Finns det skäl att tvivla på detta?

Många har noterat att takten för marknadspenetration för ny teknik har ökat kraftigt under de senaste decennierna; i USA nådde smartphones mättnad på ett decennium, jämfört med upp till 50 år för apparater som tvättmaskiner. Andra har jämfört Tesla med Model T, vilket tyder på att deras fordon är så revolutionerande att de kommer att förskjuta ICE med samma hastighet som Model T ersatte hästar.

Det behöver inte sägas att mycket av detta involverar logik som är mindre än okomplicerad. Till att börja med kom marknadspenetrationen för stora apparater som tvättmaskiner och kylskåp när, för det första, en märkbar del av konsumenterna fortfarande inte hade tillgång till elnätet, men ännu viktigare, dessa apparater stod för en större del av avyttringsintäkterna jämfört med smartphones. eller internetanslutningar.

Men också, och kanske ännu viktigare, är att Model T var i en helt annan position än Tesla. Model T ersatte konkurrerande bilar ganska snabbt eftersom de flesta av dem var hantverksmonterade, ofta saknade standardiserade delar och ganska dyra. Model T, som masstillverkas, hade standardiserade delar och var specifikt designad för att vara lätt att reparera och vara tillräckligt robust för då medelmåttiga vägar. Det var också billigare än många konkurrerande fordon, cirka 1/4^th priset på Stanley Steamer.[1]

En bättre jämförelse är att man ersätter hästar med traktorer inom lantbruket. Som bilden nedan visar tog det 20 år för antalet hästar som användes på gårdar att minska med 50 % och över fyra decennier innan de i stort sett fasades ut. (Jag har inte hittat data om bilar kontra hästar i transport än.)

En liknande långsam övergång kan iakttas inom järnvägsindustrin, där järnvägsbolagen ersatte ånglok med dieselmotorer. De förra var större och tyngre, vilket minskade deras nettodragkapacitet, krävde en vattentank för ånga som regelbundet måste fyllas på och behövde mycket tätare rengöring än dieselmotorn. Eftersom järnvägsbolagen hade lätt tillgång till kapital borde de ha konverterat ganska snabbt. Men som bilden nedan visar tog det igen 20 år från det att de första allmänt tillgängliga diesellokomotiven överträffade antalet ånglok som användes.

I själva verket kunde överbliven eldningsolja ha ersatt kol i ånglok, med ryssarna i spetsen på 1870-talet. Men den amerikanska industrin var mycket långsammare att ta till sig det, som bilden nedan visar, med oljeanvändningen på järnvägar (som kombinerar restprodukter och diesel) som överträffade kol först 1950! Jag skulle gärna vilja veta varför det här gick så glacialt långsamt. (En författare hävdade att järnvägsindustrin var oroad över den långsiktiga tillgängligheten av olja fram till 1901 års Spindletop-upptäckt, men det verkar inte överensstämma med tidpunkten.)

Det avgörande är att Model T och diesellokomotivet var mycket överlägsna produkter än deras konkurrenter. Gäller samma sak för elfordon? Även om det säkert finns fall av sämre produkter som är svåra att förskjuta (titta på ditt tangentbord), finns det få fall av sämre produkter som ersätter överlägsna. CFL, till exempel, marknadsfördes flitigt som mer effektiv och miljövänlig, samt billigare att använda under sin livstid. Många program erbjöd köpare subventioner, men de dominerade aldrig marknaden och förlorade till slut marknadsandelar till halogenlampor (faktiskt mindre effektiva än CFL) och sedan lysdioder (effektivare och bättre).

För bilar är jämförelsen inte okomplicerad eftersom vissa faktorer är immateriella. Men tabellen nedan ger en jämförelse mellan Model T och hästen från 1920, och även om Model T är dyrare att köpa och använda, är den mycket mer kapabel än hästen, med dubbelt så mycket kraft, tio gånger lastkapaciteten , tre gånger passagerarkapaciteten och fem gånger räckvidden. Den enda bristen är att en Model T inte kunde lämnas i en hage för att tanka; å andra sidan gick det snabbt att tanka Model T; Att lämna en häst på bete skulle vara lika gradvis som att ladda ett elbilsbatteri. Dessutom var mängden vård som Model T krävde mycket mindre än att mata, currya och stalla en häst. Model T:s utsläpp kunde ignoreras av ägaren: inte så för hästen, vars "utsläpp" behövde skottas upp och kasseras.

Hur är det med elbilens konkurrenskraft? Den primära fördelen är lägre underhåll, mellan 40-60 % mindre än för fordon med förbränningsmotor, vilket inte är trivialt. Utöver det är bättre acceleration viktiga men är inte högt upp på den genomsnittliga bilköparnas prioriteringslista, och de lägre (inte noll) utsläppen kommer bara att tilltala en liten del av konsumenterna. På minussidan är räckviddsångest och långsam laddning immateriella saker som väger tungt på marknaden. Förespråkarna förringar besväret med batteriladdning men är en stor nackdel, särskilt för en familjs primära fordon.

Hittills har försäljningen av elbilar varit begränsad till tidiga användare (inklusive de som drivs av Teslas varumärke) och köpare av lyxbilar. De billigare elbilarna som GM Bolts försäljning är anemisk: den stod för 4% av GM:s försäljning under det senaste kvartalet. Nödvändigheten av stora subventioner och en mängd olika immateriella incitament (gratis parkering och/eller laddning, användning av samåkningsbanor, etc.) tyder på att elbilar förblir en sämre produkt och det finns liten anledning att tro att det kommer att förändras snart.

Med tanke på att elbilsmarknaden sannolikt kommer att förbli starkt beroende av statligt stöd, och regeringar kan vara ombytliga, finns det mycket risker med deras utveckling. Biden-förvaltningens inflationsreduktionslags utvidgning av subventioner för inköp verkar positivt för verksamheten, förutom de många restriktionerna för utlandsförsäljning, köparens inkomst etc. Huruvida dessa stödnivåer kan upprätthållas på lång sikt i de flesta större ekonomier är diskutabel.

Det finns en betydande chans att elfordonet kommer att visa sig likna CFL mer än Model T, något som är dyrare men med sämre egenskaper, förutom minskade utsläpp. Den senaste tidens prissänkningar gör dem fortfarande dyrare än konkurrerande konventionella fordon, och förbättringar i kostnad och prestanda för litiumjonbatterier verkar sakta ner. De närmaste åren kommer att se det största testet, eftersom massköpare skaffar de nya modellerna och utvärderar dem under verkliga förhållanden, där begränsade data tyder på att köparnas ånger inte är ovanligt.

Jag kan förutse tre möjliga framåtvägar för EV (vad förståsigpåerna kallar "scenarier"). För det första fortsätter det statliga stödet på en hög nivå, batteritekniken gör stora framsteg när det gäller att ge lägre kostnader och snabbare laddning, och konsumenternas oro för utsläpp växer exponentiellt. I det här fallet skulle de optimistiska prognoserna om marknadsandelar för elbilar vinna.

Alternativt skulle elbilar aldrig kunna bli det primära lätta fordonet, utan bli en andra bil för många familjer och alltmer användas i vissa urbana miljöer. Batteriförbättringar skulle kompenseras av lägre statligt stöd men industrin skulle frodas, om än med marknadsandelar i den nedre delen av prognoserna. Min övertygelse är att detta är mest troligt.

Men också, litiumjon EV kan vara mobilitetsindustrins CFL, ersatt av en kombination av mycket effektiva hybrider och/eller ultrakondensator eller något annat avancerat batteri. Det skulle inte vara den första mycket hyllade tekniken som bevisade en återvändsgränd. Kört på en Concorde, på sistone?

[1] Stanley Steamer kostade 1,000 1911 USD 385, Model T 1920 USD XNUMX. Inflation under tiden skulle innebära att Steamern skulle ha fördubblats i pris.