Quandu tutti guidanu vitture elettriche ?

L'11 di ghjennaghju di u 1914, una dichjarazione di Henry Ford apparsu in u New York Times:

"Spergu chì in un annu avemu da cumincià à pruduce una vittura elettrica. Ùn mi piace micca parlà di e cose per l'annu avanti, ma vogliu dì qualcosa di i mo piani. U fattu hè chì u sgiò Edison è aghju travagliatu da parechji anni per creà veiculi elettrici boni è pratichi. Sò stati fatti cum'è un esperimentu è simu cuntenti chì a strada di successu hè evidenti. A sfida per i veiculi elettrichi finu à avà hè stata di creà una batteria ligera chì pò operà longu distanzi senza ricaricà. U sgiò Edison hà sperimentatu cù una batteria cusì per qualchì tempu ".

Ma qualcosa hè andatu male...

Thomas Edison cù u Detroit Electric

Questa publicazione hè una continuazione logica di u mo articulu precedente "Studiu di a funzione logistica cum'è una lege di sviluppu di l'industria".

induve hè u paràmetru r affetta u ritmu di crescita di a quota di mercatu, postu chì hè un espunente - u più altu stu coefficient, u più veloce a nova tecnulugia cunquistà u mercatu, i.e. Ogni annu a tecnulugia deve esse interessante per più persone per via di a so cunvenzione. K coefficient chì descrive u putenziale di crescita di una nova tecnulugia, i.e. à i valori bassu di K, a tecnulugia ùn serà micca capaci di catturà tuttu u mercatu, ma solu puderà cunquistà un segmentu di u mercatu in quale serà più interessante di a tecnulugia precedente.

A dichjarazione di u prublema hè di truvà i paràmetri necessarii per l'equazione logistica chì ci permette di predichendu u sviluppu di l'industria di i veiculi elettrici di passageri:

• "Year Zero" hè l'annu in quale a mità di i vitture di passageri venduti in u mondu anu un mutore elettricu (P0 = 0,5, t = 0);
• tasso di crescita di a quota di mercatu (r) i veiculi elettrici.

In questu casu, dicemu:

• e vitture elettriche displacerà cumplettamente e vitture cù motori di combustione interna (ICE) da u mercatu (K = 1), postu chì ùn vecu micca una funzione chì permetterà segmentà u mercatu di l'auto di passageru.

  U mercatu per i veiculi pisanti è l'equipaggiu speciale ùn hè micca statu cunsideratu quandu a compilazione di u mudellu, è ùn ci hè ancu un mercatu per i veiculi elettrici in questa industria.

• Avà vivemu in "tempu negativu" (P(t)<0) è in a funzione useremu l'offset relative à l'"annu zero" per u nostru tempu (t-t0).

Statistiche nantu à i volumi di vendita di vitture di passageru sò pigliate da ccà.

Statistiche di vendita di veiculi elettrici pigliate da ccà.

E statistiche prima di 2012 nantu à i veiculi elettrici sò assai scarse è ùn saranu micca cunsiderate in u studiu.

In u risultatu, avemu i seguenti dati:

Prugramma per truvà l'annu Zero è u tassu di crescita di u mercatu

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

In u risultatu di u prugramma, i seguenti valori sò stati scelti:
L'annu zero hè 2028.
Coefficient di crescita - 0.37

A deviazione massima di dati statistichi da u valore di a funzione hè 0.005255.

U graficu di a funzione trà 2012 è 2019 s'assumiglia cusì:

U graficu finale cù una previsione finu à u 2050 pare cusì:

U graficu mostra un cutoff di 99% di tuttu u mercatu, i.e. Da u 2040, i veiculi elettrici rimpiazzaranu cumplettamente e vitture cù mutori di combustione interna.

Programma di grafica di funzioni

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)

scuperti

Dopu a listessa logica cum'è quandu discrivia a storia di u sviluppu di e vitture cù i motori di combustione interna, aghju pruvatu à predichendu u sviluppu di l'industria di i veiculi elettrichi di passageru basatu nantu à e dati statistichi dispunibili.

I risultati ottenuti indicanu chì in u 2030, a mità di i vitture di passageri venduti in u mondu avarà un mutore elettricu, è in u 2040, i vitture di passageru cù mutori di combustione interna seranu una cosa di u passatu.

Di sicuru, dopu à u 2030, certi pirsuni cunduceranu vitture di benzina chì anu compru prima di u 2030, ma sapanu chì a so prossima compra serà una vittura elettrica.
U ritmu di crescita per i veiculi elettrici hè 4 volte più altu ch'è u ritmu di crescita per i vitture cù mutori di combustione interna, chì suggerisce chì e novi tecnulugii entranu in a nostra vita più è più rapidamente, diventendu una parte banale di a nostra vita di ogni ghjornu (qui ricurdamu di i telefoni cellulari) .

In l'anni à vene, u prublema chì Edison ùn era micca capaci di risolve deve esse risolta - una batteria abbastanza capiente chì permetterà una gamma più larga trà stazioni di carica.

Per creà una reta di stazioni di carica equivalenti à a reta esistente di stazioni di benzina, hè necessariu di mudernizà e rete elettriche esistenti in e grande cità è longu l'autostrade.

Inoltre, a crescita di a vendita di veiculi elettrici serà ostacolata Paradossu di Jevans, ma hà ancu ostaculatu l'oliu in mezzu à a caduta di a dumanda di carbone.

PS
S'è Edison hà sappiutu risolve u prublema assignatu à ellu, allora "l'età di l'oliu" ùn avissi mancu principiatu ...

Solu l'utilizatori registrati ponu participà à l'indagine. Firmà lu, per piacè.

Quandu tutti guidanu vitture elettriche ?

• 9,5%per u 2030, tutti passanu à e vitture elettriche, micca a mità18

• 20,0%En 2040, tutti passeranu definitivamente à e vitture elettriche38

• 48,4%micca prima di 2050

• 22,1%Una vittura elettrica ùn rimpiazzà mai una vittura di benzina42

190 utilizatori anu vutatu. 37 utilizatori si sò astenuti.

Source: www.habr.com