De transitie naar elektrische voertuigen in historische vergelijking

Voorstanders van batterij-elektrische voertuigen (BEV's) zijn enthousiast over het potentieel voor hen om de meeste voertuigen met interne verbrandingsenergie (ICE) binnen een decennium of twee te vervangen. De onderstaande figuur toont een aantal projecties van het BEV-marktaandeel voor de verkoop van nieuwe voertuigen van verschillende groepen, waarvan sommige meer ambitieus dan voorspellend zijn. Maar een snelle groei van de verkoop van elektrische voertuigen lijkt de consensus te zijn. Zijn er redenen om hieraan te twijfelen?

Velen hebben opgemerkt dat de mate van marktpenetratie voor nieuwe technologieën de afgelopen decennia sterk is toegenomen; in de VS bereikten smartphones in tien jaar tijd hun verzadiging, vergeleken met tot wel 50 jaar voor apparaten zoals wasmachines. Anderen hebben Tesla vergeleken met de Model T, wat suggereert dat hun voertuigen zo revolutionair zijn dat ze ICE's met dezelfde snelheid zullen verplaatsen als de Model T paarden verving.

Onnodig te zeggen dat veel hiervan logica omvat die niet eenvoudig is. Om te beginnen kwam de marktpenetratie voor grote apparaten zoals wasmachines en koelkasten tot stand toen ten eerste een merkbaar deel van de consumenten nog steeds geen toegang had tot het elektriciteitsnet, maar wat nog belangrijker was, deze apparaten vertegenwoordigden een groter deel van het verwijderingsinkomen in vergelijking met smartphones of internetverbindingen.

Maar ook, en misschien wel belangrijker, is dat de Model T zich in een heel andere positie bevond dan de Tesla. De Model T verving vrij snel concurrerende auto's, aangezien de meeste daarvan ambachtelijk werden geassembleerd, vaak geen gestandaardiseerde onderdelen hadden en vrij duur waren. De Model T, die in massa werd geproduceerd, had gestandaardiseerde onderdelen en was speciaal ontworpen om gemakkelijk te repareren en robuust genoeg te zijn voor toen middelmatige wegen. Het was ook goedkoper dan veel concurrerende voertuigen, ongeveer 1/4^th de prijs van de Stanley Steamer.[1]

Een betere vergelijking is de vervanging van paarden door tractoren in de landbouw. Zoals de figuur hieronder laat zien, duurde het 20 jaar voordat het aantal gebruikte paarden op boerderijen met 50% daalde en meer dan vier decennia voordat ze grotendeels werden uitgefaseerd. (Ik heb nog geen gegevens gevonden over auto's versus paarden in transport.)

Een vergelijkbare langzame overgang is waar te nemen in de spoorwegindustrie, waar de spoorwegmaatschappijen stoomlocomotieven vervingen door dieselmotoren. De eerste waren groter en zwaarder, waardoor hun netto trekvermogen afnam, een watertank voor stoom nodig was die regelmatig moest worden bijgevuld, en veel vaker moest worden schoongemaakt dan de dieselmotor. Omdat spoorwegmaatschappijen gemakkelijk toegang hadden tot kapitaal, hadden ze vrij snel moeten overstappen. Maar zoals de onderstaande figuur laat zien, duurde het opnieuw 20 jaar vanaf de eerste algemeen beschikbare diesellocomotieven om het aantal in gebruik zijnde stoomlocomotieven te overtreffen.

In stoomlocomotieven had inderdaad reststookolie de plaats kunnen innemen van steenkool, waarbij de Russen in de jaren 1870 voorop liepen. Maar de Amerikaanse industrie was veel trager om het over te nemen, zoals de figuur hieronder laat zien, waarbij het olieverbruik door de spoorwegen (een combinatie van residu en diesel) pas in 1950 het kolenverbruik overtrof! Ik zou graag willen weten waarom dit zo traag was. (Eén auteur beweerde dat de spoorwegindustrie zich zorgen maakte over de beschikbaarheid van olie op de lange termijn tot de ontdekking van Spindletop in 1901, maar dat lijkt niet in overeenstemming te zijn met de timing.)

Het cruciale punt is dat het T-model en de diesellocomotief veel betere producten waren dan hun concurrentie. Geldt dat ook voor elektrische voertuigen? Hoewel er zeker gevallen zijn waarin inferieure producten moeilijk te verdringen zijn (kijk naar uw toetsenbord), zijn er weinig gevallen waarin inferieure producten superieure producten verdringen. De CFL werd bijvoorbeeld gretig gepromoot als efficiënter en milieuvriendelijker, en goedkoper in gebruik gedurende zijn hele levensduur. Talrijke programma's boden kopers subsidies, maar ze domineerden nooit de markt en verloren uiteindelijk marktaandeel aan halogeenlampen (eigenlijk minder efficiënt dan CFL's) en vervolgens aan LED's (efficiënter en beter).

Voor auto's is de vergelijking niet eenvoudig, omdat sommige factoren ongrijpbaar zijn. Maar de onderstaande tabel geeft een vergelijking van de Model T en het paard uit 1920, en hoewel de Model T duurder is in aanschaf en gebruik, is hij veel capabeler dan het paard, met twee keer zoveel vermogen en tien keer zoveel laadvermogen. , drie keer de passagierscapaciteit en vijf keer de actieradius. De enige tekortkoming is dat een Model T niet in een weiland kon worden achtergelaten om bij te tanken; aan de andere kant was het tanken van de Model T snel; een paard in de wei laten staan ​​zou net zo geleidelijk zijn als het opladen van een EV-batterij. Ook was de hoeveelheid zorg die de Model T nodig had veel minder dan het voeren, cureren en stallen van een paard. De uitstoot van de Model T kon door de eigenaar worden genegeerd: dat geldt niet voor het paard, wiens 'uitstoot' moest worden opgeschept en afgevoerd.

Hoe zit het met het concurrentievermogen van de elektrische auto? Het belangrijkste voordeel is minder onderhoud, tussen 40-60% minder dan voor een voertuig met verbrandingsmotor, wat niet triviaal is. Afgezien daarvan is een betere acceleratie van belang, maar deze staat niet hoog op de prioriteitenlijst van de gemiddelde autokoper, en de lagere (niet nul) emissies zullen slechts een klein deel van de consumenten aanspreken. Aan de andere kant zijn actieradiusangst en langzaam opladen immateriële activa die zwaar wegen op de markt. Voorstanders denigreren het ongemak van het opladen van de batterij, maar het is een enorm nadeel, vooral voor het primaire voertuig van een gezin.

Tot op heden is de verkoop van elektrische auto's beperkt gebleven tot early adopters (inclusief degenen die gedreven worden door de merknaam Tesla) en kopers van luxe auto's. De goedkopere EV's zoals de GM Bolt-verkopen zijn bloedarm: het vertegenwoordigde 4% van de verkopen van GM in het laatste kwartaal. De noodzaak van grote subsidies en een breed scala aan immateriële prikkels (gratis parkeren en/of opladen, gebruik van carpoolstroken, enz.) doet vermoeden dat elektrische auto's een inferieur product blijven en er is weinig reden om aan te nemen dat dit snel zal veranderen.

Aangezien de EV-markt waarschijnlijk sterk afhankelijk zal blijven van overheidssteun en overheden wispelturig kunnen zijn, zijn er veel risico's verbonden aan hun ontwikkeling. De uitbreiding van subsidies voor aankopen door de Biden-regering lijkt positief voor het bedrijf, afgezien van de vele beperkingen op buitenlandse verkopen, inkomen van de koper, enz. Of deze steunniveaus in de meeste grote economieën op de lange termijn kunnen worden volgehouden, is discutabel.

De kans is groot dat het elektrische voertuig meer op de CFL zal blijken te lijken dan op de Model T, iets dat duurder is maar met inferieure eigenschappen, afgezien van lagere emissies. Door de recente golf van prijsverlagingen zijn ze nog steeds duurder dan concurrerende conventionele voertuigen, en verbeteringen in kosten en prestaties voor lithium-ionbatterijen lijken te vertragen. De komende jaren zullen de grootste test zijn, aangezien massakopers de nieuwe modellen oppikken en ze evalueren in reële omstandigheden, waar beperkte gegevens erop wijzen dat spijt van kopers niet ongewoon is.

Ik kan drie mogelijke voorwaartse paden voor de EV voorzien (wat de experts 'scenario's' noemen). Ten eerste blijft de overheidssteun op een hoog niveau, maakt de batterijtechnologie grote sprongen voorwaarts wat betreft lagere kosten en sneller opladen, en neemt de bezorgdheid van consumenten over emissies exponentieel toe. In dit geval zouden de optimistische prognoses van het EV-marktaandeel de overhand hebben.

Als alternatief zouden EV's nooit het primaire lichte bedrijfsvoertuig kunnen worden, maar voor veel gezinnen een tweede favoriete auto worden en in sommige stedelijke omgevingen steeds vaker worden gebruikt. Batterijverbeteringen zouden teniet worden gedaan door lagere overheidssteun, maar de industrie zou het goed doen, zij het met een marktaandeel aan de onderkant van de prognoses. Mijn overtuiging is dat dit het meest waarschijnlijk is.

Maar de lithium-ion EV zou ook de CFL van de mobiliteitsindustrie kunnen zijn, vervangen door een combinatie van zeer efficiënte hybrides en/of ultracondensatoren of een andere geavanceerde batterij. Het zou niet de eerste veelgeprezen technologie zijn die een doodlopende weg blijkt te zijn. De laatste tijd op een Concorde gereden?

[1] De Stanley Steamer kostte $ 1,000 in 1911, het Model T $ 385 in 1920. Inflatie in de tussentijd zou betekenen dat de Steamer in prijs zou zijn verdubbeld.