Dit omvat initiële voertuigkosten, benzinekosten, elektriciteitskosten en de kosten voor het vervangen van EV-batterijen.Batterijen hebben doorgaans een bereik van 160.000 kilometer en een actieradius van 8 jaar, en auto's gaan doorgaans twee keer zo lang mee.De eigenaar zal dan waarschijnlijk gedurende de levensduur van het voertuig een vervangende accu aanschaffen, wat erg kostbaar kan zijn.
Kosten per mijl voor verschillende voertuigklassen volgens NREL
Lezers hebben misschien berichten gezien dat elektrische auto's minder kosten dan benzineauto's;deze waren echter meestal gebaseerd op ‘studies’ waarin ‘vergat’ de kosten voor het vervangen van de batterij mee te nemen.Professionele economen bij EIA en NREL worden aangemoedigd om persoonlijke vooroordelen te vermijden, aangezien dit de nauwkeurigheid vermindert.Het is hun taak om te voorspellen wat er zal gebeuren, niet wat ze willen dat er gebeurt.
Verwisselbare batterijen verlagen de kosten van elektrische voertuigen door:
· De meeste auto's rijden minder dan 70 km per dag.Vervolgens kunnen ze op veel dagen een goedkope batterij met een laag bereik (bijvoorbeeld 160 km) gebruiken en deze 's nachts opladen.Tijdens langere reizen kunnen ze duurdere batterijen met een langere levensduur gebruiken, of deze vaker vervangen.
· Huidige EV-eigenaren kunnen de batterijen vervangen nadat de capaciteit met 20% tot 35% is afgenomen.Vervangbare batterijen gaan echter langer mee omdat ze op oudere leeftijd verkrijgbaar zijn als batterijen met een lagere capaciteit.Bestuurders zullen het verschil niet zien tussen een nieuwe batterij van 150 kWh en een oude batterij van 300 kWh, die voor 50% versleten is.Beide zullen in het systeem verschijnen als 150 kWh.Wanneer batterijen twee keer zo lang meegaan, kosten batterijen twee keer zo weinig.
Snellaadstations lopen het risico geld te verliezen
Als u een snellaadstation ziet, hoeveel procent van de tijd is het dan in gebruik?In veel gevallen niet veel.Dit komt door het ongemak en de hoge kosten van opladen, het gemak van thuis opladen en het onvoldoende aantal elektrische voertuigen.En een laag gebruik leidt er vaak toe dat de platformkosten hoger zijn dan de platforminkomsten.Wanneer dit gebeurt, kunnen stations overheidsfondsen of investeringsfondsen gebruiken om verliezen te dekken;deze ‘remedies’ zijn echter niet duurzaam.Elektriciteitscentrales zijn duur vanwege de hoge kosten van snellaadapparatuur en de hoge kosten van elektrische dienstverlening.Er is bijvoorbeeld 150 kW aan netstroom nodig om een batterij van 50 kWh in 20 minuten op te laden (150 kW × [20 ÷ 60]).Dat is dezelfde hoeveelheid elektriciteit die door 120 huishoudens wordt verbruikt, en de netwerkapparatuur om dit te ondersteunen is duur (het gemiddelde Amerikaanse huis verbruikt 1,2 kW).
Om deze reden hebben veel snellaadstations geen toegang tot een groot aantal netten, waardoor ze niet meerdere auto's tegelijk kunnen snelladen.Dit leidt tot de volgende cascade van gebeurtenissen: langzamer opladen, lagere klanttevredenheid, lager stationgebruik, hogere kosten per klant, lagere stationwinsten en uiteindelijk minder potentiële stationeigenaren.
Een stad met veel elektrische auto’s en vooral parkeren op straat maakt snelladen waarschijnlijk zuiniger.Als alternatief lopen snellaadstations in landelijke of voorstedelijke gebieden vaak het risico geld te verliezen.
Verwisselbare batterijen verminderen het risico voor de economische levensvatbaarheid van snellaadstations om de volgende redenen:
· Batterijen in ondergrondse wisselruimtes kunnen langzamer worden opgeladen, waardoor het benodigde servicevermogen wordt verminderd en de kosten van de oplaadapparatuur worden verlaagd.
Batterijen in de wisselruimte kunnen 's nachts stroom verbruiken of wanneer hernieuwbare bronnen verzadigd zijn en de elektriciteitskosten laag zijn.
Zeldzame aardmetalen dreigen zeldzamer en duurder te worden
In 2021 zullen er wereldwijd ongeveer 7 miljoen elektrische voertuigen geproduceerd worden.Als de productie twaalf keer wordt verhoogd en achttien jaar lang wordt gebruikt, kunnen elektrische voertuigen wereldwijd 1,5 miljard voertuigen op gas vervangen en het transport koolstofvrij maken (7 miljoen x 18 jaar x 12 jaar).EV’s gebruiken echter doorgaans zeldzaam lithium, kobalt en nikkel, en het is onduidelijk wat er met de prijzen van deze materialen zou gebeuren als de consumptie scherp zou stijgen.
De prijzen van EV-batterijen dalen doorgaans jaar na jaar.In 2022 gebeurde dit echter niet vanwege materiaaltekorten.Helaas zullen zeldzame aardmetalen waarschijnlijk steeds zeldzamer worden, wat zal leiden tot hogere batterijprijzen.
Vervangbare batterijen verminderen de afhankelijkheid van zeldzame aardmetalen omdat ze gemakkelijker kunnen werken met technologieën uit het lagere bereik die minder zeldzame aardmetalen gebruiken (LFP-batterijen gebruiken bijvoorbeeld geen kobalt).
Wachten met opladen is soms lastig
Vervangbare batterijen verkorten de tanktijd omdat vervangingen snel plaatsvinden.
Chauffeurs maken zich soms zorgen over de actieradius en het opladen
Het verwisselen is eenvoudig als u veel wisselkamers en veel reservebatterijen in het systeem heeft.
Bij de verbranding van aardgas voor de opwekking van elektriciteit komt CO2 vrij
Rasters worden vaak aangedreven door meerdere bronnen.Op elk willekeurig moment kan een stad bijvoorbeeld 20 procent van zijn elektriciteit uit kernenergie halen, 3 procent uit zonne-energie, 7 procent uit windenergie en 70 procent uit aardgascentrales.Zonneparken wekken elektriciteit op als de zon schijnt, windparken wekken elektriciteit op als het waait en andere bronnen hebben de neiging minder intermitterend te zijn.
Wanneer iemand een EV oplaadt, heeft hij minimaal één stroombron nodigop het elektriciteitsnet verhoogt de output.Vaak is er vanwege verschillende overwegingen, zoals de kosten, maar één persoon bij betrokken.Bovendien is het onwaarschijnlijk dat de opbrengst van een zonnepark zal veranderen, omdat het door de zon wordt verlicht en de stroom meestal al wordt verbruikt.Als alternatief, als een zonnepark ‘verzadigd’ is (dat wil zeggen, groene stroom weggooit omdat het te veel heeft), dan zou het zijn opbrengst kunnen verhogen in plaats van het weggooien.Mensen kunnen elektrische auto’s opladen zonder CO2 uit te stoten aan de bron.
Vervangbare batterijen verminderen de CO2-uitstoot bij de opwekking van elektriciteit, omdat de batterijen kunnen worden opgeladen wanneer hernieuwbare energiebronnen verzadigd zijn.
Bij het delven van zeldzame aardmetalen en het maken van batterijen komt CO2 vrij
Vervangbare batterijen verminderen de CO2-uitstoot bij de productie van batterijen, omdat kleinere batterijen met minder zeldzame aardmetalen kunnen worden gebruikt.
Transport is een probleem van $30 biljoen
Er zijn ongeveer 1,5 miljard voertuigen op gas in de wereld, en als ze zouden worden vervangen door elektrische voertuigen, zouden ze elk 20.000 dollar kosten, voor een totaalbedrag van 30 biljoen dollar (1,5 miljard x 20.000 dollar).De R&D-kosten zouden gerechtvaardigd zijn als ze bijvoorbeeld met 10% zouden worden verlaagd via honderden miljarden dollars aan extra R&D.We moeten transport zien als een probleem van 30 biljoen dollar en dienovereenkomstig handelen – met andere woorden: meer R&D.Hoe kan R&D echter de kosten van vervangbare batterijen verlagen?We zouden kunnen beginnen met het verkennen van machines die automatisch ondergrondse infrastructuur installeren.
ten slotte
Om vervangbare batterijen vooruit te helpen, zouden overheden of stichtingen de ontwikkeling van de volgende gestandaardiseerde systemen kunnen financieren:
· Elektromechanisch verwisselbaar accusysteem voor elektrische voertuigen
· Communicatiesysteem tussen EV-accu en opladenmechanisme
· Communicatiesysteem tussen de auto en het accuwisselstation
· Communicatiesysteem tussen elektriciteitsnet en voertuigdisplay
· Smartphone-gebruikersinterface en betalingssysteeminterface
· Wissel-, opslag- en oplaadmechanismen van verschillende groottes
Het ontwikkelen van een compleet systeem tot aan een prototype kan tientallen miljoenen dollars kosten;de mondiale inzet kan echter miljarden dollars kosten.
Posttijd: 16 december 2022