Кога всички ще карат електрически автомобили?

На 11 януари 1914 г. в New York Times се появява изявление на Хенри Форд:

„Надявам се, че до една година ще започнем да произвеждаме електрически автомобил. Не обичам да говоря за нещата за следващата година, но искам да ви кажа нещо за плановете си. Факт е, че г-н Едисън и аз работим от няколко години за създаването на евтини и практични електрически превозни средства. Направени са експериментално и сме доволни, че пътят към успеха е очевиден. Предизвикателството за електрическите превозни средства досега беше да се създаде лека батерия, която може да работи на дълги разстояния без презареждане. Г-н Едисън експериментира с такава батерия от известно време."

Но нещо се обърка...

Томас Едисон с Detroit Electric

Тази публикация е логично продължение на предишната ми статия "Изследване на логистичната функция като закон за развитие на индустрията."

къде е параметърът r влияе върху темпа на нарастване на пазарния дял, тъй като е показателен - колкото по-висок е този коефициент, толкова по-бързо новата технология ще завладее пазара, т.е. Всяка година технологиите трябва да стават интересни за повече хора поради удобството си. K коефициент, описващ потенциала за растеж на нова технология, т.е. при ниски стойности на K технологията няма да може да завладее целия пазар, а ще може да завладее само пазарен сегмент, в който ще бъде по-интересна от предишната технология.

Постановката на проблема е да намерим необходимите параметри за логистичното уравнение, което ни позволява да прогнозираме развитието на индустрията за пътнически електрически превозни средства:

• „Нулева година“ е годината, в която половината от продадените леки автомобили в света ще бъдат с електрически двигател (P0=0,5, t=0);
• темп на нарастване на пазарния дял (r) електрически превозни средства.

В този случай да кажем:

• електрическите автомобили напълно ще изместят колите с двигатели с вътрешно горене (ДВГ) от пазара (K=1), тъй като не виждам функция, която да позволи сегментиране на пазара на леки автомобили.

  Пазарът на тежкотоварни превозни средства и специално оборудване не е взет предвид при съставянето на модела и все още няма пазар за електрически превозни средства в тази индустрия.

• Сега живеем в „отрицателно време“ (P(t)<0) и във функцията ще използваме отместването спрямо „нулевата година“ за нашето време (t-t0).

Статистиката за обемите на продажбите на леки автомобили е взета от тук.

Статистиката за продажбите на електрически превозни средства е взета от тук.

Статистиката преди 2012 г. за електрическите превозни средства е много оскъдна и няма да бъде взета предвид в проучването.

В резултат на това имаме следните данни:

Програма за намиране на нулева година и темп на растеж на пазара

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
import math

x = np.linspace(2012, 2019, 8)
y1 = np.array([60936407, 63429200, 65708230, 66314155, 69464432, 70694834, 68690468,  64341693]) # кол-во произведенных легковых машин
y2 = np.array([52605, 97507, 320713, 550297, 777495, 1227117, 2018247,  1940147]) # кол-во произведенных легковых электромобилей
y = y2/y1 #доля электромобилей в общем производстве автомобилей

ymax=1 #первоначальное максимальное отклонение статистических данных от значений функции
Gmax=2025 #год для начало поиска "нулевого года"
rmax=0.35 #начальный коэффициент
k=1 #принят "1" из предпосылки, что электромобили полностью заменят легковые автомобили с ДВС
p0=0.5 # процент рынка в "нулевой год"
for j in range(10): # цикл перебора "нулевых годов"
    x0=2025+j
    r=0.35
    
    for i in range(10): # цикл перебора коэффициента в каждом "нулевом году"
            r=0.25+0.02*i
            y4=k*p0*math.e**(r*(x-x0))/(k+p0*(math.e**(r*(x-x0))-1))-y 
           # print(str(x0).ljust(20), str(r).ljust(20), max(abs(y4))) 
            if max(abs(y4))<=ymax: # поиск минимального из максимальных отклонений внутри каждого года при каждом коэффициенте r
                ymax=max(abs(y4))
                Gmax=x0
                rmax=r
print(str(Gmax).ljust(20), str(rmax).ljust(20), ymax) # вывод "нулевого года", коэффициента r и максимального из отклонений от функции

В резултат на програмата бяха избрани следните стойности:
Нулевата година е 2028 г.
Коефициент на растеж - 0.37

Максималното отклонение на статистическите данни от стойността на функцията е 0.005255.

Графиката на функцията между 2012 и 2019 г. изглежда така:

Финалната графика с прогноза до 2050 г. изглежда така:

Графиката показва прекъсване на 99% от целия пазар, т.е. До 2040 г. електрическите превозни средства ще изместят напълно автомобилите с двигатели с вътрешно горене.

Програма за графична функция

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
import math

x = np.linspace(2012, 2019, 8)
y1 = np.array([60936407, 63429200, 65708230, 66314155, 69464432, 70694834, 68690468,  64341693])
y2 = np.array([52605, 97507, 320713, 550297, 777495, 1227117, 2018247,  1940147])
y = y2/y1

k=1
p0=0.5

x0=2028   
r=0.37 
y1=k*p0*math.e**(r*(x-x0))/(k+p0*(math.e**(r*(x-x0))-1))
#Строим график функции на отрезке между 2012 и 2019 годами
fig, ax = plt.subplots(figsize=(30, 20), facecolor="#f5f5f5")
plt.grid()
ax.plot(x, y, 'o', color='tab:brown') 
ax.plot(x, y1)
#Строим график функции на отрезке между 2010 и 2050 годами
x = np.linspace(2010, 2050)
y2 = [k*p0*math.e**(r*(i-x0))/(k+p0*(math.e**(r*(i-x0))-1)) for i in x]
y3 = 0.99+0*x
fig, ax = plt.subplots(figsize=(30, 20), facecolor="#f5f5f5") 
ax.set_xlim([2010, 2050])
ax.set_ylim([0, 1])
plt.grid()             
plt.plot(x, y2, x, y3)

Данни

Следвайки същата логика, както при описването на историята на развитието на автомобилите с двигатели с вътрешно горене, се опитах да предскажа развитието на индустрията на пътническите електрически превозни средства въз основа на наличните статистически данни.

Получените резултати показват, че до 2030 г. половината от продаваните леки автомобили в света ще бъдат с електрически двигател, а до 2040 г. леките автомобили с двигатели с вътрешно горене ще останат в миналото.

Разбира се, след 2030 г. някои хора ще карат бензинови коли, които са купили преди 2030 г., но ще знаят, че следващата им покупка ще бъде електрическа кола.
Темпът на растеж на електрическите превозни средства е 4 пъти по-висок от този на автомобилите с двигатели с вътрешно горене, което предполага, че новите технологии навлизат все по-бързо в живота ни, превръщайки се в банална част от ежедневието ни (тук си спомняме мобилните телефони) .

През следващите години трябва да бъде решен проблемът, който Edison не успя да реши - достатъчно вместима батерия, която да позволи по-дълъг обхват между зарядните станции.

За да се създаде мрежа от зарядни станции, еквивалентна на съществуващата мрежа от бензиностанции, е необходимо да се модернизират съществуващите електрически мрежи в големите градове и по магистралите.

Освен това ръстът на продажбите на електрически превозни средства ще бъде възпрепятстван Парадоксът на Джеванс, но също така попречи на петрола на фона на спадащото търсене на въглища.

PS
Ако Едисон беше успял да реши възложената му задача, тогава „ерата на петрола” нямаше дори да започне...

В анкетата могат да участват само регистрирани потребители. Впиши се, Моля те.

Кога всички ще карат електрически автомобили?

• 9,5%до 2030 г. всички ще преминат на електрически автомобили, а не половината18

• 20,0%До 2040 г. всички определено ще преминат към електрически автомобили38

• 48,4%не по-рано от 2050 г

• 22,1%Електрически автомобил никога няма да замени бензинов автомобил42

190 потребители гласуваха. 37 потребители се въздържаха.

Източник: www.habr.com