General Motors sedang mengembangkan semua-listrik 2017 Chevrolet Bolt, yang dirancang untuk memiliki driving range sekitar 200 mil. Mesin umum

Transportasi yang mengasyikkan adalah salah satu cara yang paling menjanjikan untuk mengurangi emisi gas rumah kaca secara signifikan dari kendaraan, namun yang disebut dengan berbagai kegelisahan - kekhawatiran tentang terdampar dengan baterai mobil yang tidak berkapur - tetap menjadi penghalang adopsi kendaraan listrik. Apakah berbagai kecemasan dibenarkan mengingat mobil saat ini dan infrastruktur pengisian?

Ini adalah pertanyaan yang diajukan oleh kelompok riset dan saya dalam sebuah makalah yang diterbitkan di alam Energi, dengan melihat dari dekat masalah ini dengan model baru.

Secara khusus kami bertanya: ketika melihat ke bawah di wilayah geografis AS dari pandangan mata burung, berapa banyak kendaraan pribadi yang ada di jalan setiap hari dapat diganti dengan baterai listrik bertenaga rendah, bahkan jika pengisian daytime tidak tersedia? Analisis kami adalah, sepengetahuan kami, studi yang paling luas namun terperinci sampai saat ini bagaimana teknologi kendaraan listrik masa kini dan masa depan yang ditingkatkan sesuai dengan perilaku konsumen yang mengkonsumsi energi.

Kami menemukan hampir 90 persen kendaraan di jalan bisa diganti dengan kendaraan listrik berbiaya rendah yang tersedia di pasaran saat ini. Terlebih lagi, angka ini sangat mirip di kota-kota yang sangat berbeda, dari New York sampai Houston sampai Los Angeles. Artinya, ada potensi tinggi untuk elektrifikasi mobil di kedua kota yang padat dan terbentang luas di Amerika Serikat.

Untuk merealisasikan potensi ini, bagaimanapun, kebutuhan calon pengemudi kendaraan listrik harus dipenuhi pada semua hari, bahkan yang berenergi tinggi, seperti hari-hari yang memerlukan perjalanan jarak jauh.

Dua inovasi kunci dapat mengaktifkan ini. Yang pertama adalah memprediksi hari-hari di mana pengemudi cenderung melebihi jangkauan mobil, yang dirancang model kami untuk dilakukan. Dan yang kedua adalah inovasi institusional atau model bisnis untuk menyediakan kendaraan jarak jauh alternatif pada hari-hari berenergi tinggi itu. Misalnya, mobil konvensional dan alternatif rendah karbon, jarak jauh, mungkin muncul di pintu pengguna dengan mengklik tombol. Kebutuhan ini dapat berlangsung selama beberapa waktu bahkan ketika teknologi baterai meningkat dan pengisian infrastruktur meluas.

Rentang kendaraan bukan satu nomor

Rentang kendaraan listrik biasanya dipikirkan dari segi jumlah tetap, namun jumlah mil yang tercakup dalam satu muatan berubah dengan faktor termasuk kecepatan dan gaya mengemudi, dan suhu luar ruangan. Untuk memahami berbagai mobil kita perlu melihat melampaui mobil itu sendiri untuk bagaimana orang berperilaku.

Selama empat tahun terakhir di kelompok penelitian saya, kami telah membangun sebuah model (disebut 'TripEnergy') dari perilaku mengemudi kedua-kedua oleh orang-orang di seluruh Amerika Serikat, bagaimana mereka cenderung menggunakan sistem pemanas dan pendinginan di mobil, dan bagaimana berbagai kendaraan listrik dan konvensional akan mengkonsumsi energi jika didorong dengan cara ini.

Pendekatan ini memberi kita Tampilan probabilistik jangkauan kendaraan listrik. Misalnya, untuk Nissan Leaf, kita menemukan bahwa jarak 74 adalah kisaran rata-rata - berdasarkan pola mengemudi, separuh mobil di jalan di AS akan dapat melakukan perjalanan sejauh ini, dan setengahnya tidak. (Motor Ford Focus berfungsi dengan baik.) Ada distribusi dalam rentang ini, yang menunjukkan seberapa besar kinerja sebenarnya dapat bervariasi. Kami memperkirakan, misalnya, bahwa lima persen perjalanan 58-mil tidak dapat ditutup dengan satu tagihan, dan lima persen perjalanan 90-mil bisa terjadi.

Mengevaluasi teknologi kendaraan listrik terhadap perilaku mengemudi

Dengan model TripEnergy di tangan, kami bertanya berapa mobil di jalan yang bisa diganti dengan kendaraan listrik berbiaya rendah yang tersedia saat ini. Kami menganggap kasus dimana pengemudi hanya bisa melakukan charge sekali sehari, misalnya di rumah semalam. Hal ini memungkinkan kami untuk mempelajari situasi di mana hanya sedikit perubahan yang diperlukan untuk infrastruktur pengisian daya publik yang ada dan mobil dapat menggunakan pembangkit listrik yang jika tidak bisa duduk dalam semalam.

Kami menemukan bahwa, mengingat bagaimana orang mengemudi di seluruh AS, 87 persen mobil pada hari rata-rata dapat diganti dengan kendaraan listrik berbiaya rendah generasi sekarang, hanya dengan pengisian sekali sehari. Hal ini didasarkan pada perilaku mengemudi jutaan orang di seluruh AS di berbagai kota dan kelas sosial ekonomi.

Beralih dari kendaraan konvensional ke kendaraan listrik untuk mobil tersebut akan mengurangi emisi dengan perkiraan 30 persen, bahkan dengan campuran pasokan bahan bakar fosil hari ini. Secara total, perjalanan yang ditempuh oleh mobil tersebut mewakili sekitar 60 persen konsumsi bensin di AS

Potensi adopsi harian yang besar ini sangat mirip di kedua kota AS yang padat dan lebih luas, mulai dari 84 persen menjadi 93 persen.

Padahal memang benar orang berperilaku berbeda di seluruh kota - Dalam bagaimana mereka menggunakan transportasi umum, apakah mereka punya mobil, dan bagaimana Sering mereka mengendarai mobil mereka sendiri - saat menyetir, kami menemukan bahwa jumlah mobil serupa di berbagai kota berada dalam kisaran yang disediakan oleh kendaraan listrik berbiaya rendah.

Mengembalikan pada peningkatan teknologi

Bagaimana jika baterai membaik, dan memungkinkan jarak mengemudi lebih lama dengan biaya yang sama seperti baterai lithium ion generasi sekarang?

Lembaga penelitian federal ARPA-E telah menetapkan target untuk baterai untuk menyimpan kira-kira dua kali lebih banyak energi dari pada baterai hari ini di kendaraan listrik. Jika target teknis tercapai, kami memperkirakan perkiraan potensi adopsi tahunan 87 akan meningkat menjadi 98 persen, dan potensi substitusi bensin akan meningkat dari 61 persen menjadi 88 persen. 2017 Chevy Bolt dan 2018 Tesla Model 3 diperkirakan akan mencapai peningkatan potensi serupa dengan biaya yang meningkat dibandingkan dengan Nissan Leaf hari ini, walaupun biaya ini masih mendekati rata-rata biaya mobil baru. Tesla Model S berjalan lebih jauh lagi namun harganya jauh lebih mahal.

Bahkan dengan perbaikan baterai yang substansial, bagaimanapun, teknologi powertrain jenis lainnya akan dibutuhkan untuk mencakup hari-hari itu dengan konsumsi energi tertinggi. Kebutuhan ini mungkin bertahan beberapa lama, bahkan dengan infrastruktur pengisian yang meluas, karena sejumlah kecil energi sangat tinggi.

Hasil pada batasan jangkauan

Bagi orang-orang untuk mengatasi berbagai kecemasan dan merasa nyaman membeli kendaraan listrik, mereka perlu mengetahui kebutuhan mereka akan dipenuhi pada semua hari, termasuk hari berenergi tinggi. Memprediksi kapan ini akan terjadi - dan terlebih dahulu ketika membeli kendaraan pada berapa hari ini akan terjadi - adalah sesuatu yang cocok untuk model kami.

Model kami dapat, dengan masukan terbatas pada jarak tempuh, waktu dan lokasi, memprediksi probabilitas melebihi kisaran mobil, dan menunjukkan hari dimana pengemudi perlu beralih ke mobil lain yang jaraknya lebih jauh, misalnya dengan rumah tangga, atau bahkan di dalam komunitas. dan melalui program sharing mobil komersial. Hasilnya juga menjelaskan jumlah mobil jarak jauh yang akan dibutuhkan di tingkat populasi, sebuah gap yang harus dipenuhi oleh inovasi sektor swasta serta kebijakan nasional dan lokal.

Pembiayaan yang masuk akal untuk membantu mendistribusikan biaya dimuka selama masa kerja mobil dan meningkatkan kesempatan untuk mengisi daya, meskipun hanya sehari sekali, juga akan mendorong adopsi EV.

Secara keseluruhan, analisis kami menunjukkan bahwa kendaraan listrik saat ini dapat memenuhi kebutuhan berkendara sehari-hari di AS. Peningkatan akses terhadap transportasi bersama dan jarak jauh, di samping baterai dan mobil canggih dan listrik dekarbonisasi, memberikan jalur untuk menjangkau kendaraan pribadi yang sebagian besar didekorasi armada kapal.

Tentang Penulis

Jessika E. Trancik, Asisten Profesor Teknik Sistem, Massachusetts Institute of Technology

Artikel ini awalnya diterbitkan pada Percakapan. Membaca Artikel asli.

Buku terkait

at

Terimakasih telah berkunjung InnerSelf.com, dimana ada 20,000 + artikel yang mengubah hidup yang mempromosikan "Sikap Baru dan Kemungkinan Baru". Semua artikel diterjemahkan ke dalam 30+ bahasa. Berlangganan ke Majalah InnerSelf, diterbitkan mingguan, dan Inspirasi Harian Marie T Russell. Innerself Majalah telah diterbitkan sejak tahun 1985.