Kur do të ngasin të gjithë makina elektrike?

Më 11 janar 1914, një deklaratë nga Henry Ford u shfaq në New York Times:

“Shpresoj që brenda një viti të fillojmë të prodhojmë një makinë elektrike. Nuk më pëlqen të flas për gjërat për vitin e ardhshëm, por dua t'ju tregoj diçka për planet e mia. Fakti është se unë dhe zoti Edison kemi disa vite që punojmë për të krijuar automjete elektrike të lira dhe praktike. Janë bërë si eksperiment dhe jemi të kënaqur që rruga drejt suksesit është e qartë. Sfida për automjetet elektrike deri më tani ka qenë krijimi i një baterie të lehtë që mund të funksionojë në distanca të gjata pa u rimbushur. Zoti Edison ka disa kohë që ka eksperimentuar me një bateri të tillë”.

Por diçka shkoi keq...

Thomas Edison me Detroit Electric

Ky botim është një vazhdim logjik i artikullit tim të mëparshëm "Studimi i funksionit të logjistikës si një ligj i zhvillimit të industrisë."

ku është parametri r ndikon në shkallën e rritjes së pjesës së tregut, pasi është një eksponent - sa më i lartë ky koeficient, aq më shpejt teknologjia e re do ta pushtojë tregun, d.m.th. Çdo vit teknologjia duhet të bëhet interesante për më shumë njerëz për shkak të komoditetit të saj. K koeficienti që përshkruan potencialin e rritjes së një teknologjie të re, d.m.th. me vlera të ulëta të K, teknologjia nuk do të jetë në gjendje të kapë të gjithë tregun, por do të jetë në gjendje të pushtojë vetëm një segment tregu në të cilin do të jetë më interesant se teknologjia e mëparshme.

Deklarata e problemit është të gjejmë parametrat e nevojshëm për ekuacionin logjistik që na lejon të parashikojmë zhvillimin e industrisë së automjeteve elektrike të pasagjerëve:

• “Viti Zero” është viti në të cilin gjysma e makinave të pasagjerëve të shitura në botë do të kenë motor elektrik (P0=0,5, t=0);
• norma e rritjes së pjesës së tregut (r) automjetet elektrike.

Në këtë rast, le të themi:

• makinat elektrike do të zhvendosin plotësisht makinat me motorë me djegie të brendshme (ICE) nga tregu (K=1), pasi nuk shoh një veçori që do të lejojë segmentimin e tregut të makinave të pasagjerëve.

  Tregu i automjeteve të rënda dhe pajisjeve speciale nuk është marrë parasysh gjatë përpilimit të modelit dhe ende nuk ka treg për automjetet elektrike brenda kësaj industrie.

• Tani jetojmë në "kohën negative" (P(t)<0) dhe në funksion do të përdorim kompensimin në lidhje me "vitin zero" për kohën tonë (t-t0).

Statistikat mbi vëllimet e shitjeve të makinave të pasagjerëve janë marrë nga këtu.

Statistikat e shitjeve të automjeteve elektrike janë marrë nga këtu.

Statistikat para vitit 2012 për automjetet elektrike janë shumë të pakta dhe nuk do të merren parasysh në studim.

Si rezultat, ne kemi të dhënat e mëposhtme:

Program për të gjetur Vitin Zero dhe normën e rritjes së tregut

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

Si rezultat i programit, u zgjodhën vlerat e mëposhtme:
Viti zero është 2028.
Koeficienti i rritjes - 0.37

Devijimi maksimal i të dhënave statistikore nga vlera e funksionit është 0.005255.

Grafiku i funksionit midis 2012 dhe 2019 duket si ky:

Grafiku përfundimtar me një parashikim deri në vitin 2050 duket kështu:

Grafiku tregon një ndërprerje prej 99% të të gjithë tregut, d.m.th. Deri në vitin 2040, automjetet elektrike do të zëvendësojnë plotësisht makinat me motorë me djegie të brendshme.

Programi i grafikut të funksioneve

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)

Gjetjet

Duke ndjekur të njëjtën logjikë si kur përshkruaja historinë e zhvillimit të makinave me motorë me djegie të brendshme, u përpoqa të parashikoja zhvillimin e industrisë së automjeteve elektrike të pasagjerëve bazuar në të dhënat statistikore të disponueshme.

Rezultatet e marra tregojnë se deri në vitin 2030, gjysma e makinave të pasagjerëve të shitur në botë do të kenë një motor elektrik, dhe deri në vitin 2040, makinat e pasagjerëve me motorë me djegie të brendshme do të jenë një gjë e së kaluarës.

Sigurisht, pas vitit 2030, disa njerëz do të ngasin makinat me benzinë ​​që i kanë blerë para vitit 2030, por do ta dinë që blerja e tyre e radhës do të jetë një makinë elektrike.
Ritmi i rritjes për automjetet elektrike është 4 herë më i lartë se ritmi i rritjes për makinat me motorë me djegie të brendshme, gjë që sugjeron se teknologjitë e reja po hyjnë gjithnjë e më shpejt në jetën tonë, duke u bërë një pjesë banale e përditshmërisë sonë (këtu kujtojmë celularët) .

Në vitet e ardhshme, problemi që Edison nuk ishte në gjendje të zgjidhte duhet të zgjidhet - një bateri mjaft e madhe që do të lejojë një distancë më të madhe midis stacioneve të karikimit.

Për të krijuar një rrjet stacionesh karikimi ekuivalent me rrjetin ekzistues të pikave të karburantit, është i nevojshëm modernizimi i rrjeteve elektrike ekzistuese në qytetet e mëdha dhe përgjatë autostradave.

Gjithashtu, do të pengohet edhe rritja e shitjeve të automjeteve elektrike Paradoksi i Jevans, por gjithashtu pengoi naftën mes kërkesës në rënie për qymyr.

PS
Nëse Edisoni do të kishte mundur të zgjidhte problemin që i ishte caktuar, atëherë “epoka e naftës” nuk do të kishte filluar as…

Vetëm përdoruesit e regjistruar mund të marrin pjesë në anketë. Hyni, te lutem

Kur do të ngasin të gjithë makina elektrike?

• 9,5%deri në vitin 2030, të gjithë do të kalojnë në makina elektrike, jo gjysma18

• 20,0%Deri në vitin 2040, të gjithë patjetër do të kalojnë në makina elektrike38

• 48,4%jo më herët se 2050

• 22,1%Një makinë elektrike nuk do të zëvendësojë kurrë një makinë me benzinë42

190 përdorues votuan. 37 përdorues abstenuan.

Burimi: www.habr.com