Када ће сви возити електричне аутомобиле?

11. јануара 1914. у Њујорк тајмсу појавила се изјава Хенрија Форда:

„Надам се да ћемо за годину дана почети да производимо електрични аутомобил. Не волим да причам о стварима за следећу годину, али желим да вам кажем нешто о својим плановима. Чињеница је да господин Едисон и ја већ неколико година радимо на стварању јефтиних и практичних електричних возила. Направљене су као експеримент и задовољни смо да је пут до успеха очигледан. Изазов за електрична возила до сада је био стварање лагане батерије која може да ради на великим удаљеностима без поновног пуњења. Господин Едисон већ неко време експериментише са таквом батеријом“.

Али нешто је пошло наопако...

Томас Едисон са Детроит Елецтриц-ом

Ова публикација је логичан наставак мог претходног чланка „Проучавање функције логистике као закона развоја индустрије“.

где је параметар r утиче на стопу раста тржишног учешћа, будући да је експонент – што је овај коефицијент већи, то ће нова технологија брже освојити тржиште, тј. Сваке године технологија би требало да постане занимљива већем броју људи због своје погодности. K коефицијент који описује потенцијал раста нове технологије, тј. при ниским вредностима К, технологија неће моћи да заузме цело тржиште, већ ће моћи да освоји само сегмент тржишта у коме ће бити интересантнија од претходне технологије.

Изјава проблема је пронаћи потребне параметре за логистичку једначину која нам омогућава да предвидимо развој индустрије путничких електричних возила:

• „Нулта година“ је година у којој ће половина продатих путничких аутомобила у свету имати електромотор (П0=0,5, т=0);
• стопа раста тржишног удела (r) електрична возила.

У овом случају, рецимо:

• електрични аутомобили ће потпуно истиснути аутомобиле са моторима са унутрашњим сагоревањем (ИЦЕ) са тржишта (К=1), пошто не видим особину која ће омогућити сегментацију тржишта путничких аутомобила.

  Тржиште тешких возила и специјалне опреме није узето у обзир приликом састављања модела, а још увек не постоји тржиште за електрична возила у оквиру ове индустрије.

• Сада живимо у „негативном времену“ (П(т)<0) иу функцији ћемо користити помак у односу на „нулту годину“ за наше време (т-т0).

Статистички подаци о обиму продаје путничких аутомобила су преузети из овде.

Статистика продаје електричних возила преузета са овде.

Статистике о електричним возилима пре 2012. године су веома оскудне и неће бити узете у обзир у студији.

Као резултат, имамо следеће податке:

Програм за проналажење нулте године и стопе раста тржишта

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

Као резултат програма, изабране су следеће вредности:
Нулта година је 2028.
Коефицијент раста - 0.37

Максимално одступање статистичких података од вредности функције је 0.005255.

Графикон функције између 2012. и 2019. изгледа овако:

Коначни графикон са прогнозом до 2050. изгледа овако:

Графикон приказује пресек од 99% целокупног тржишта, тј. До 2040. електрична возила ће у потпуности заменити аутомобиле са моторима са унутрашњим сагоревањем.

Програм за цртање функција

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)

Налази

По истој логици као и при описивању историје развоја аутомобила са моторима са унутрашњим сагоревањем, покушао сам да на основу доступних статистичких података предвидим развој индустрије путничких електричних возила.

Добијени резултати указују да ће до 2030. године половина продатих путничких аутомобила у свету имати електромотор, а до 2040. путнички аутомобили са моторима са унутрашњим сагоревањем биће прошлост.

Наравно, после 2030. неки људи ће возити аутомобиле на бензин које су купили пре 2030. године, али ће знати да ће њихова следећа куповина бити електрични аутомобил.
Стопа раста електричних возила је 4 пута већа од стопе раста аутомобила са моторима са унутрашњим сагоревањем, што сугерише да нове технологије све брже улазе у наше животе, постајући баналан део наше свакодневице (овде се сећамо мобилних телефона) .

У наредним годинама требало би да буде решен проблем који Едисон није успео да реши – батерија довољно капацитета која ће омогућити већи домет између станица за пуњење.

Да би се створила мрежа станица за пуњење еквивалентна постојећој мрежи бензинских пумпи, неопходно је модернизовати постојеће електричне мреже у великим градовима и дуж аутопутева.

Такође, раст продаје електричних возила биће спутан Јевансов парадокс, али је такође ометао нафту због пада потражње за угљем.

ПС
Да је Едисон успео да реши проблем који му је додељен, онда „старост нафте“ не би ни почела...

Само регистровани корисници могу учествовати у анкети. Пријавите се, Добродошао си.

Када ће сви возити електричне аутомобиле?

• 100%до 2030. сви ће прећи на електричне аутомобиле, а не половина18

• 100%До 2040. сви ће сигурно прећи на електричне аутомобиле38

• 100%не пре 2050

• 100%Електрични аутомобил никада неће заменити аутомобил на бензин42

Гласало је 190 корисника. Уздржано је било 37 корисника.

Извор: ввв.хабр.цом