Detta inkluderar initiala fordonskostnader, bensinkostnader, elkostnader och kostnaden för att byta EV-batterier.Batterier är vanligtvis klassade för 100 000 miles och 8 års räckvidd, och bilar håller vanligtvis dubbelt så mycket.Ägaren kommer då sannolikt att köpa ett ersättningsbatteri under fordonets livslängd, vilket kan bli mycket kostsamt.
Kostnad per mil för olika fordonsklasser enligt NREL
Läsare kanske har sett rapporter om att elbilar kostar mindre än bensinbilar;dessa baserades dock vanligtvis på "studier" som "glömde" att inkludera kostnaden för batteribyte.Professionella ekonomer vid EIA och NREL uppmuntras att undvika personlig fördom eftersom det minskar noggrannheten.Deras jobb är att förutse vad som kommer att hända, inte vad de vill ska hända.
Bytbara batterier minskar kostnaderna för elfordon genom att:
· De flesta bilar kör mindre än 45 miles per dag.Sedan, på många dagar, kan de använda ett lågprisbatteri med låg räckvidd (säg 100 miles) och ladda det över natten.På längre resor kan de använda dyrare batterier som håller längre, eller byta ut dem oftare.
· Aktuella elbilsägare kan byta batterier efter en kapacitetsminskning på 20 % till 35 %.Men utbytbara batterier håller längre eftersom de finns tillgängliga som batterier med lägre kapacitet när de blir äldre.Förare kommer inte att se skillnaden mellan ett nytt 150 kWh-batteri och ett gammalt 300 kWh-batteri som har försämrats med 50 %.Båda kommer att visas som 150 kWh i systemet.När batterierna håller dubbelt så länge kostar batterierna dubbelt så lite.
Snabbladdningsstationer riskerar att förlora pengar
När du ser en snabbladdningsstation, hur många procent av tiden används den?I många fall inte mycket.Detta beror på besväret och de höga laddningskostnaderna, den enkla laddningen hemma och det otillräckliga antalet elfordon.Och lågt utnyttjande leder ofta till att plattformskostnaderna överstiger plattformsintäkterna.När detta händer kan stationer använda statliga medel eller investeringsfonder för att täcka förluster;dessa "läkemedel" är dock inte hållbara.Kraftverk är dyra på grund av de höga kostnaderna för snabbladdningsutrustning och de höga kostnaderna för elservice.Till exempel krävs 150 kW näteffekt för att ladda ett 50 kWh batteri på 20 minuter (150 kW × [20 ÷ 60]).Det är samma mängd el som förbrukas av 120 hem, och nätutrustningen för att stödja detta är dyr (det genomsnittliga amerikanska hemmet förbrukar 1,2 kW).
Av denna anledning har många snabbladdningsstationer inte tillgång till ett stort antal nät, vilket innebär att de inte kan snabbladda flera bilar samtidigt.Detta leder till följande kaskad av händelser: långsammare laddning, lägre kundnöjdhet, lägre stationsutnyttjande, högre kostnader per kund, lägre stationsvinster och i slutändan färre blivande stationsägare.
En stad med många elbilar och mestadels parkering på gatan kommer sannolikt att göra snabbladdning mer ekonomisk.Alternativt riskerar snabbladdningsstationer på landsbygden eller i förorter ofta att förlora pengar.
Bytbara batterier minskar risken för den ekonomiska livskraften för snabbladdningsstationer av följande skäl:
· Batterier i underjordiska växlingsrum kan laddas långsammare, vilket minskar behovet av serviceeffekt och minskar kostnaderna för laddningsutrustning.
Batterier i växlingsrummet kan dra ström på natten eller när förnybara källor är mättade och elkostnaderna är låga.
Sällsynta jordartsmaterial riskerar att bli sällsyntare och dyrare
År 2021 kommer cirka 7 miljoner elfordon att produceras över hela världen.Om produktionen ökas med 12 gånger och drivs i 18 år kan elfordon ersätta 1,5 miljarder gasfordon över hela världen och minska koldioxidutsläppen i transporter (7 miljoner × 18 år × 12).Elbilar använder dock vanligtvis sällsynt litium, kobolt och nickel, och det är oklart vad som skulle hända med priserna på dessa material om förbrukningen ökade kraftigt.
Priserna på elbilar sjunker vanligtvis år från år.Detta skedde dock inte 2022 på grund av materialbrist.Tyvärr kommer sällsynta jordartsmetaller sannolikt att bli allt mer sällsynta, vilket leder till högre batteripriser.
Utbytbara batterier minskar beroendet av sällsynta jordartsmetaller eftersom de lättare kan arbeta med tekniker med lägre räckvidd som använder mindre sällsynta jordartsmetaller (till exempel LFP-batterier använder inte kobolt).
Att vänta på att ladda är ibland obekvämt
Utbytbara batterier minskar tankningstiden eftersom byten går snabbt.
Förare känner sig ibland oroliga för räckvidd och laddning
Byte blir enkelt om du har många växlingskammare och många reservbatterier i systemet.
CO2 släpps ut vid förbränning av naturgas för att generera el
Grids drivs ofta av flera källor.Till exempel, vid varje given tidpunkt kan en stad få 20 procent av sin el från kärnkraft, 3 procent från sol, 7 procent från vind och 70 procent från naturgasanläggningar.Solparker genererar el när solen skiner, vindkraftsparker genererar el när det blåser och andra källor tenderar att vara mindre intermittenta.
När en person laddar en elbil, minst en strömkällapå nätet ökar uteffekten.Ofta är bara en person inblandad på grund av olika överväganden, till exempel kostnad.Dessutom är det osannolikt att produktionen från en solgård kommer att förändras eftersom den ställs in av solen och dess ström vanligtvis redan är förbrukad.Alternativt, om en solgård är "mättad" (dvs. kastar grön kraft för att den har för mycket), då kan den öka sin produktion istället för att kasta bort den.Människor kan ladda elbilar utan att släppa ut CO2 vid källan.
Utbytbara batterier minskar CO2-utsläppen från elproduktion eftersom batterierna kan laddas när förnybara energikällor är mättade.
CO2 släpps ut när man bryter sällsynta jordartsmetaller och tillverkar batterier
Utbytbara batterier minskar CO2-utsläppen vid batteriproduktion eftersom mindre batterier som använder mindre sällsynta jordartsmetaller kan användas.
Transport är ett problem med 30 biljoner dollar
Det finns cirka 1,5 miljarder gasfordon i världen, och om de ersattes med elfordon skulle var och en kosta 20 000 USD, till en total kostnad av 30 biljoner USD (1,5 miljarder × 20 000 USD).FoU-kostnader skulle vara berättigade om de till exempel minskade med 10 % genom hundratals miljarder dollar i ytterligare FoU.Vi måste se transporter som ett problem med 30 biljoner dollar och agera därefter – med andra ord mer FoU.Men hur kan FoU minska kostnaderna för utbytbara batterier?Vi skulle kunna börja med att utforska maskiner som automatiskt installerar underjordisk infrastruktur.
Sammanfattningsvis
För att flytta utbytbara batterier framåt kan regeringar eller stiftelser finansiera utvecklingen av följande standardiserade system:
· Elektromekaniskt utbytbart batterisystem för elfordon
· Kommunikationssystem mellan EV-batteri och laddningmekanism
· Kommunikationssystem mellan bilen och batteribytesstationen
· Kommunikationssystem mellan elnätet och fordonets displaypanel
· Smartphone användargränssnitt och betalningssystem gränssnitt
· Byt, lagring och laddningsmekanismer av olika storlekar
Att utveckla ett komplett system till en prototyp kan kosta tiotals miljoner dollar;global implementering kan dock kosta miljarder dollar.
Posttid: 2022-16-16