Ne zaman herkes elektrikli araba kullanacak?

11 Ocak 1914'te New York Times'ta Henry Ford'un bir açıklaması yayınlandı:

“Umarım bir yıl içinde elektrikli otomobil üretmeye başlayacağız. Önümüzdeki yılla ilgili konularda konuşmayı sevmiyorum ama size planlarım hakkında bir şeyler söylemek istiyorum. Gerçek şu ki Bay Edison ve ben birkaç yıldır ucuz ve pratik elektrikli araçlar yaratmak için çalışıyoruz. Bunlar bir deney olarak yapıldı ve başarıya giden yolun belli olduğu konusunda tatmin olduk. Elektrikli araçların şu ana kadar karşılaştığı zorluk, uzun mesafelerde şarj edilmeden çalışabilen hafif bir batarya yaratmaktı. Bay Edison bir süredir böyle bir pil üzerinde deneyler yapıyor."

Ama bir şeyler ters gitti...

Ne zaman herkes elektrikli araba kullanacak?
Thomas Edison, Detroit Electric'te

Bu yayın önceki makalemin mantıksal bir devamıdır "Endüstri gelişiminin bir yasası olarak lojistik fonksiyonunun incelenmesi."

Ne zaman herkes elektrikli araba kullanacak?

parametre nerede r bir üs olduğu için pazar payının büyüme oranını etkiler - bu katsayı ne kadar yüksek olursa, yeni teknoloji pazarı o kadar hızlı fethedecektir, yani. Teknoloji, rahatlığı nedeniyle her yıl daha fazla insanın ilgisini çekecektir. K Yeni bir teknolojinin büyüme potansiyelini açıklayan katsayı, yani. düşük K değerlerinde teknoloji tüm pazarı ele geçiremeyecek, ancak yalnızca önceki teknolojiden daha ilgi çekici olacağı bir pazar segmentini fethedebilecektir.

Problem ifadesi, binek elektrikli araç endüstrisinin gelişimini tahmin etmemizi sağlayan lojistik denklem için gerekli parametreleri bulmaktır:

  • “Sıfır Yılı” dünyada satılan binek otomobillerin yarısının elektrik motorlu olacağı yıldır (P0=0,5, t=0);
  • pazar payı büyüme oranı (r) elektrikli araçlar.

Bu durumda şunu söyleyelim:

  • Elektrikli otomobiller, binek otomobil pazarını segmentlere ayırmayı sağlayacak bir özellik göremediğim için içten yanmalı motorlu (ICE) araçları tamamen piyasadan kaldıracak (K=1).

    Model derlenirken ağır araç ve özel ekipman pazarı dikkate alınmamıştır ve bu sektörde elektrikli araçlara yönelik bir pazar henüz bulunmamaktadır.

  • Artık “negatif zamanda” (P(t)<0) yaşıyoruz ve fonksiyonda zamanımıza (t-t0) ilişkin “sıfır yıl”a göre uzaklığı kullanacağız.

Binek araç satış hacimlerine ilişkin istatistikler şu adresten alınmıştır: burada.

Elektrikli araç satış istatistikleri alınmıştır. burada.

Elektrikli araçlara ilişkin 2012 öncesi istatistikler oldukça azdır ve çalışmada dikkate alınmayacaktır.

Sonuç olarak aşağıdaki verilere sahibiz:

Ne zaman herkes elektrikli araba kullanacak?

Sıfır Yılını ve pazar büyüme oranını bulma programı

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

Program sonucunda aşağıdaki değerler seçildi:
Sıfır yılı 2028.
Büyüme katsayısı - 0.37

İstatistiksel verilerin fonksiyon değerinden maksimum sapması 0.005255'tir.

Fonksiyonun 2012-2019 yılları arasındaki grafiği şu şekildedir:

Ne zaman herkes elektrikli araba kullanacak?

2050 yılına kadar olan tahmini içeren son grafik şuna benzer:

Ne zaman herkes elektrikli araba kullanacak?

Grafik tüm pazarın %99'luk bir kesimini gösteriyor; 2040 yılına gelindiğinde elektrikli araçlar tamamen içten yanmalı motorlu araçların yerini alacak.

Fonksiyon grafik programı

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)

Bulgular

İçten yanmalı motorlu otomobillerin gelişim tarihini anlatırken kullandığım mantığın aynısını izleyerek, mevcut istatistiksel verilere dayanarak elektrikli binek araç endüstrisinin gelişimini tahmin etmeye çalıştım.

Elde edilen sonuçlar, 2030 yılına gelindiğinde dünyada satılan binek otomobillerin yarısının elektrik motorlu olacağını, 2040 yılında ise içten yanmalı motorlu binek otomobillerin tarihe karışacağını gösteriyor.

Elbette 2030'dan sonra bazı insanlar 2030'dan önce aldıkları benzinli arabaları kullanacaklar ama bir sonraki satın alacaklarının elektrikli araba olacağını bilecekler.
Elektrikli araçların büyüme hızı, içten yanmalı motorlu arabaların büyüme oranından 4 kat daha fazla, bu da yeni teknolojilerin hayatımıza giderek daha hızlı girdiğini, gündelik hayatımızın sıradan bir parçası haline geldiğini gösteriyor (burada cep telefonlarını hatırlıyoruz) .

Önümüzdeki yıllarda Edison'un çözemediği sorunun çözülmesi gerekiyor: şarj istasyonları arasında daha uzun menzile olanak sağlayacak yeterli kapasiteye sahip bir pil.

Mevcut benzin istasyonları ağına eşdeğer bir şarj istasyonları ağı oluşturmak için büyük şehirlerdeki ve otoyollardaki mevcut elektrik ağlarının modernize edilmesi gerekiyor.

Ayrıca elektrikli araç satışlarındaki artış da engellenecek Jevans'ın paradoksuancak aynı zamanda kömüre olan talebin düşmesi nedeniyle petrolü de sekteye uğrattı.

PS
Eğer Edison kendisine verilen problemi çözebilseydi, o zaman “petrol çağı” başlamayacaktı bile...

Ankete sadece kayıtlı kullanıcılar katılabilir. Giriş yapLütfen.

Ne zaman herkes elektrikli araba kullanacak?

  • %9,52030 yılına gelindiğinde yarısı değil herkes elektrikli arabalara geçecek18

  • %20,02040 yılına gelindiğinde herkes kesinlikle elektrikli arabalara geçecek38

  • %48,4en erken 2050

  • %22,1Elektrikli bir araba asla benzinli bir arabanın yerini alamaz42

190 kullanıcı oy kullandı. 37 kişi çekimser kaldı.

Kaynak: habr.com

Yorum ekle