Løs problemene forårsaket av bruk av elektriske kjøretøy ved å bytte ut batteriene til elektriske kjøretøy

Dette inkluderer innledende kjøretøykostnader, bensinkostnader, strømkostnader og kostnadene ved å bytte EV-batterier.Batterier er vanligvis vurdert for 100 000 miles og 8 års rekkevidde, og biler varer vanligvis dobbelt så mye.Eieren vil da sannsynligvis kjøpe et erstatningsbatteri i løpet av kjøretøyets levetid, noe som kan være svært kostbart.

Kostnad per mil for ulike kjøretøyklasser i henhold til NREL

Lesere kan ha sett rapporter om at elbiler koster mindre enn bensinbiler;Imidlertid var disse vanligvis basert på "studier" som "glemte" å inkludere kostnadene for batteribytte.Profesjonelle økonomer ved EIA og NREL oppfordres til å unngå personlig skjevhet da det reduserer nøyaktigheten.Jobben deres er å forutsi hva som vil skje, ikke hva de vil skal skje.

Utskiftbare batterier reduserer kostnadene for elektriske kjøretøy ved å:

· De fleste biler kjører mindre enn 45 miles per dag.Deretter, på mange dager, kan de bruke et lavpris batteri med lav rekkevidde (si 100 miles) og lade det over natten.På lengre turer kan de bruke dyrere batterier som varer lengre, eller bytte dem oftere.

· Nåværende EV-eiere kan bytte batterier etter en kapasitetsreduksjon på 20 % til 35 %.Utskiftbare batterier varer imidlertid lenger fordi de er tilgjengelige som batterier med lavere kapasitet når de blir eldre.Sjåfører vil ikke se forskjellen mellom et nytt 150 kWh-batteri og et gammelt 300 kWh-batteri som er degradert med 50 %.Begge vil vises som 150 kWh i systemet.Når batteriene varer dobbelt så lenge, koster batteriene dobbelt så lite.

Hurtigladestasjoner risikerer å tape penger

Når du ser en hurtigladestasjon, hvor mange prosent av tiden er den i bruk?I mange tilfeller ikke mye.Dette skyldes ulempene og høye kostnadene ved lading, den enkle ladingen hjemme og det utilstrekkelige antallet elektriske kjøretøyer.Og lav utnyttelse resulterer ofte i at plattformkostnadene overstiger plattforminntektene.Når dette skjer, kan stasjoner bruke statlige midler eller investeringsmidler for å dekke tap;disse "midlene" er imidlertid ikke bærekraftige.Kraftstasjoner er kostbare på grunn av de høye kostnadene ved hurtigladeutstyr og de høye kostnadene ved elektrisk service.For eksempel kreves 150 kW nettstrøm for å lade et 50 kWh batteri på 20 minutter (150 kW × [20 ÷ 60]).Det er den samme mengden elektrisitet som forbrukes av 120 hjem, og nettutstyret for å støtte dette er kostbart (gjennomsnittlig amerikansk bolig forbruker 1,2 kW).

Av denne grunn har mange hurtigladestasjoner ikke tilgang til et stort antall nett, noe som betyr at de ikke kan hurtiglade flere biler samtidig.Dette fører til følgende kaskade av hendelser: langsommere lading, lavere kundetilfredshet, lavere stasjonsutnyttelse, høyere kostnader per kunde, lavere stasjonsfortjeneste og til slutt færre potensielle stasjonseiere.

En by med mange elbiler og for det meste parkering på gaten vil gjøre hurtiglading mer økonomisk.Alternativt risikerer hurtigladestasjoner i landlige eller forstadsområder ofte å tape penger.

Utskiftbare batterier reduserer risikoen for den økonomiske levedyktigheten til hurtigladestasjoner av følgende grunner:

· Batterier i underjordiske utvekslingsrom kan lades langsommere, noe som reduserer behovet for servicekraft og reduserer kostnadene for ladeutstyr.

Batterier i utvekslingsrommet kan trekke strøm om natten eller når fornybare kilder er mettet og strømkostnadene er lave.

Sjeldne jordartsmaterialer risikerer å bli sjeldnere og dyrere

Innen 2021 vil omtrent 7 millioner elektriske kjøretøy bli produsert på verdensbasis.Hvis produksjonen økes med 12 ganger og drives i 18 år, kan elektriske kjøretøy erstatte 1,5 milliarder gassbiler over hele verden og dekarbonisere transport (7 millioner × 18 år × 12).Imidlertid bruker elbiler vanligvis sjeldne litium, kobolt og nikkel, og det er uklart hva som ville skje med prisene på disse materialene hvis forbruket økte kraftig.

Prisene på elbiler faller vanligvis år over år.Dette skjedde imidlertid ikke i 2022 på grunn av materialmangel.Dessverre vil sjeldne jordartsmaterialer sannsynligvis bli stadig mer sjeldne, noe som fører til høyere batteripriser.

Utskiftbare batterier reduserer avhengigheten av sjeldne jordartsmetaller fordi de lettere kan arbeide med teknologier i lavere rekkevidde som bruker mindre sjeldne jordartsmaterialer (for eksempel bruker ikke LFP-batterier kobolt).

Å vente med å lade er noen ganger ubeleilig

Utskiftbare batterier reduserer påfyllingstiden fordi utskiftingen går raskt.

Sjåfører føler seg noen ganger engstelige for rekkevidde og lading

Bytte vil være enkelt hvis du har mange byttekammer og mange reservebatterier i systemet.

CO2 slippes ut ved forbrenning av naturgass for å generere elektrisitet

Grids drives ofte av flere kilder.For eksempel, til enhver tid kan en by få 20 prosent av elektrisiteten sin fra atomkraft, 3 prosent fra solenergi, 7 prosent fra vind og 70 prosent fra naturgassanlegg.Solparker genererer strøm når solen skinner, vindparker genererer strøm når det blåser, og andre kilder har en tendens til å være mindre intermitterende.

Når en person lader en elbil, minst én strømkildepå nettet øker produksjonen.Ofte er bare én person involvert på grunn av ulike hensyn, som kostnad.Dessuten er det usannsynlig at produksjonen til en solfarm vil endre seg siden den er satt av solen og dens strøm vanligvis allerede er forbrukt.Alternativt, hvis en solfarm er "mettet" (dvs. kaster grønn kraft fordi den har for mye), så kan den øke produksjonen i stedet for å kaste den.Folk kan lade elbiler uten å slippe ut CO2 ved kilden.

Utskiftbare batterier reduserer CO2-utslipp fra elektrisitetsproduksjon fordi batteriene kan lades opp når fornybare energikilder er mettet.

CO2 slippes ut når man utvinner sjeldne jordartsmaterialer og lager batterier

Utskiftbare batterier reduserer CO2-utslipp i batteriproduksjon fordi mindre batterier som bruker mindre sjeldne jordartsmaterialer kan brukes.

Transport er et problem på $30 billioner

Det er omtrent 1,5 milliarder gassbiler i verden, og hvis de ble erstattet med elektriske kjøretøyer, ville hver av dem koste 20 000 dollar, til en total kostnad på 30 billioner dollar (1,5 milliarder × 20 000 dollar).FoU-kostnader ville være rettferdiggjort hvis de for eksempel ble redusert med 10 % gjennom hundrevis av milliarder av dollar i ytterligere FoU.Vi må se transport som et problem på 30 billioner dollar og handle deretter – med andre ord mer FoU.Men hvordan kan FoU redusere kostnadene for utskiftbare batterier?Vi kan starte med å utforske maskiner som automatisk installerer underjordisk infrastruktur.

for å konkludere

For å flytte utskiftbare batterier fremover, kan myndigheter eller stiftelser finansiere utviklingen av følgende standardiserte systemer:

· Elektromekanisk utskiftbart batterisystem for elektrisk kjøretøy

· Kommunikasjonssystem mellom EV-batteri og ladingmekanisme

· Kommunikasjonssystem mellom bilen og batteribyttestasjonen

· Kommunikasjonssystem mellom strømnettet og kjøretøyets displaypanel

· Smarttelefonbrukergrensesnitt og betalingssystemgrensesnitt

· Bytte-, lagrings- og lademekanismer i forskjellige størrelser

Å utvikle et komplett system til prototypen kan koste titalls millioner dollar;global distribusjon kan imidlertid koste milliarder av dollar.