🥇Milloin kaikki ajavat sähköautoilla?

Henry Ford julkaisi 11. tammikuuta 1914 seuraavan lausunnon The New York Timesissa:

"Toivon, että vuoden sisällä aloitamme sähköauton tuotannon. En halua puhua asioista vuotta etukäteen, mutta haluan kertoa teille muutaman asian suunnitelmistani. Herra Edison ja minä olemme työskennelleet useiden vuosien ajan luodaksemme edullisia ja käytännöllisiä sähköautoja. Ne tehtiin kokeiluna, ja olemme tyytyväisiä, että tie menestykseen on selvä. Sähköautojen ongelmana on tähän asti ollut kevyen akun luominen, joka voisi toimia pitkiä matkoja ilman latausta. Herra Edison on kokeillut tällaista akkua jo jonkin aikaa."

Mutta jokin meni pieleen...

Thomas Edison Detroit Electric -auton kanssa

Tämä julkaisu on looginen jatko edelliselle artikkelilleni. "Logistisen toiminnan tutkimus teollisuuden kehityksen lakina."

missä on parametri r vaikuttaa markkinaosuuden kasvuvauhtiin, koska se on eksponentti – mitä korkeampi tämä kerroin on, sitä nopeammin uusi teknologia valloittaa markkinat, eli teknologian pitäisi joka vuosi kiinnostaa useampaa ihmistä kätevyytensä ansiosta. K kerroin, joka kuvaa uuden teknologian kasvupotentiaalia, eli K:n alhaisilla arvoilla teknologia ei pysty valloittamaan koko markkinoita, vaan ainoastaan markkinasegmentin, jossa se on mielenkiintoisempi kuin edellinen teknologia.

Ongelmana on löytää tarvittavat parametrit logistiselle yhtälölle, jonka avulla voimme ennustaa sähköautoteollisuuden kehitystä:

”Vuosi nolla” on vuosi, jolloin puolet maailmassa myytävistä henkilöautoista on sähkömoottorilla varustettuja (P0=0,5, t=0);
markkinaosuuden kasvuvauhti (r) sähköajoneuvot.

Oletetaan tässä tapauksessa:

Sähköajoneuvot syrjäyttävät polttomoottoriautot kokonaan markkinoilta (K=1), koska en näe ominaisuutta, joka mahdollistaisi henkilöautomarkkinoiden segmentoinnin.
Raskaiden ajoneuvojen ja erikoislaitteiden markkinoita ei otettu huomioon mallia laadittaessa, koska sähköajoneuvoille ei ole vielä markkinoita tällä toimialalla.
Elämme nyt "negatiivisessa ajassa" (P(t)<0) ja funktiossa käytämme ajallemme (t-t0) siirtymää "nollavuoteen" nähden.

Henkilöautojen myyntimäärien tilastotiedot otetaan huomioon täällä.

Sähköautojen myyntimääriä koskevat tilastot on otettu lähteestä täällä.

Sähköajoneuvojen tilastoja ennen vuotta 2012 on hyvin niukasti, eikä niitä oteta huomioon tutkimuksessa.

Seurauksena meillä on seuraavat tiedot:

Ohjelma Year Zero -tapahtuman ja markkinoiden kasvuvauhdin löytämiseksi

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

Ohjelman työn tuloksena valittiin seuraavat arvot:
Vuosi nolla on 2028.
Kasvuvauhti: 0.37

Tilastollisen datan suurin poikkeama funktion arvosta on 0.005255.

Funktion kuvaaja vuosille 2012–2019 näyttää tältä:

Lopullinen kaavio ennusteineen vuoteen 2050 asti näyttää tältä:

Kaavio osoittaa 99 prosentin katteen koko markkinoista, mikä tarkoittaa, että vuoteen 2040 mennessä sähköautot korvaavat polttomoottoriautot kokonaan.

Funktiograafiohjelma

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)

Tulokset

Samaa logiikkaa noudattaen kuin polttomoottoriautojen kehityshistoriaa kuvaillessani, pyrin ennustamaan sähköhenkilöautoteollisuuden kehitystä saatavilla olevien tilastotietojen perusteella.

Saadut tulokset osoittavat, että vuoteen 2030 mennessä puolet maailmassa myytävistä henkilöautoista on sähkömoottorilla varustettuja ja vuoteen 2040 mennessä polttomoottorilla varustetut henkilöautot ovat menneisyyttä.

Tietenkin vuoden 2030 jälkeen jotkut ihmiset ajavat edelleen ennen vuotta 2030 ostamillaan bensiiniautoilla, mutta he tietävät, että heidän seuraava ostoksensa on sähköauto.
Sähköajoneuvojen kasvuvauhti on neljä kertaa nopeampi kuin polttomoottoriajoneuvojen, mikä osoittaa, että uudet teknologiat valtaavat nopeasti elämäämme ja niistä on tullut yleinen osa jokapäiväistä elämäämme (muistakaa tässä matkapuhelimet).

Tulevina vuosina ongelma, jota Edison ei pystynyt ratkaisemaan, pitäisi olla ratkaistu: akku, jonka kapasiteetti on riittävä ja joka mahdollistaa suuremman kantaman latausasemien välillä.

Jotta latausasemaverkosto vastaisi nykyistä huoltoasemaverkostoa, on tarpeen modernisoida olemassa olevia sähköverkkoja suurissa kaupungeissa ja moottoriteiden varsilla.

Myös sähköautojen myynnin kasvu hidastuu Jevansin paradoksi, mutta se painoi myös öljyn hintaa hiilen kysynnän laskiessa.

PS.
Jos Edison olisi pystynyt ratkaisemaan hänelle asetetun ongelman, "öljyn aikakausi" ei olisi koskaan alkanut...

Vain rekisteröityneet käyttäjät voivat osallistua kyselyyn. Kirjaudu sisään, ole kiltti.