متى سيركب الجميع السيارات الكهربائية؟

في 11 يناير 1914 ، ظهر بيان هنري فورد في صحيفة نيويورك تايمز:

"آمل أن نبدأ في إنتاج السيارة الكهربائية خلال عام. لا أحب التحدث عن الأمور مقدمًا قبل عام ، ولكن أريد أن أخبرك شيئًا عن خططي. والحقيقة هي أن السيد إديسون وأنا نعمل منذ عدة سنوات لإنشاء سيارات كهربائية رخيصة وعملية. لقد تم إجراؤها كتجربة ، ونحن راضون عن أن طريق النجاح واضح. كانت المشكلة في السيارات الكهربائية حتى الآن هي إنشاء بطارية خفيفة الوزن يمكنها العمل لمسافات طويلة دون إعادة الشحن. لقد كان السيد إديسون يجرب مثل هذه البطارية لبعض الوقت. "

لكن حدث خطأ ما ...

صورة
توماس إديسون من شركة ديترويت اليكتريك

هذا المنشور هو استمرار منطقي لمقالتي السابقة "التحقيق في الوظيفة اللوجستية كقانون تطوير الصناعة".

صورة

حيث تؤثر المعلمة r على معدل نمو الحصة السوقية ، حيث أنها تقف في أسي الأس - كلما ارتفع هذا المعامل ، زادت سرعة غزو التكنولوجيا الجديدة للسوق ، أي في كل عام ، يجب أن تصبح التكنولوجيا مثيرة للاهتمام لمزيد من الناس لراحتها. ، يصف معامل K إمكانات النمو لتكنولوجيا جديدة ، أي عند قيم K المنخفضة ، لن تكون التكنولوجيا قادرة على الاستحواذ على السوق بالكامل ، ولكنها ستكون قادرة فقط على استعادة قطاع السوق الذي ستكون فيه أكثر إثارة للاهتمام من التكنولوجيا السابقة.

بيان المشكلة هو إيجاد المعلمات الضرورية للمعادلة اللوجيستية التي تسمح لنا بالتنبؤ بتطور صناعة السيارات الكهربائية:

  • "عام صفر" - عام تكون فيه نصف السيارات المباعة في العالم بمحرك كهربائي (P0 = 0.5 ، t = 0) ؛
  • معدل نمو الحصة السوقية ( ص ) من المركبات الكهربائية.

في هذه الحالة ، دع

  • ستستبدل السيارات الكهربائية السيارات بمحرك احتراق داخلي (ICE) بالكامل من السوق (K = 1) ، حيث لا أرى ميزة تسمح لي بتقسيم سوق السيارات.

    لم يؤخذ سوق الآلات الثقيلة والمعدات الخاصة في الاعتبار عند وضع النموذج ، لذلك لا يوجد حتى الآن سوق سيارات كهربائية في هذه الصناعة.
  • نحن نعيش الآن في "الوقت السلبي" (P (t) <0) وفي الوظيفة سنستخدم الإزاحة بالنسبة إلى "سنة الصفر" في عصرنا (t-t0).

يتم أخذ إحصاءات مبيعات سيارات الركاب هنا .

البيانات الإحصائية عن مبيعات السيارات الكهربائية مأخوذة هنا .

الإحصاءات قبل عام 2012 عن المركبات الكهربائية نادرة للغاية ولن تؤخذ في الاعتبار في الدراسة.

نتيجة لذلك ، لدينا البيانات التالية:

صورة

برنامج صفر سنة ونسبة نمو السوق
import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
import math

x = np.linspace(2012, 2019, 8)
y1 = np.array([60936407, 63429200, 65708230, 66314155, 69464432, 70694834, 68690468,  64341693]) # -   
y2 = np.array([52605, 97507, 320713, 550297, 777495, 1227117, 2018247,  1940147]) # -   
y = y2/y1 #     

ymax=1 #       
Gmax=2025 #    " "
rmax=0.35 # 
k=1 # "1"  ,        
p0=0.5 #    " "
for j in range(10): #   " "
    x0=2025+j
    r=0.35
    
    for i in range(10): #      " "
            r=0.25+0.02*i
            y4=k*p0*math.e**(r*(x-x0))/(k+p0*(math.e**(r*(x-x0))-1))-y 
           # print(str(x0).ljust(20), str(r).ljust(20), max(abs(y4))) 
            if max(abs(y4))<=ymax: #            r
                ymax=max(abs(y4))
                Gmax=x0
                rmax=r
print(str(Gmax).ljust(20), str(rmax).ljust(20), ymax) #  " ",  r      


نتيجة للبرنامج تم اختيار القيم التالية:
صفر - 2028.
معامل النمو - 0.37

الحد الأقصى للانحراف للبيانات الإحصائية من قيمة الوظيفة هو 0.005255.

الرسم البياني للدالة في القسم بين 2012 و 2019 هو كما يلي:

صورة

الرسم البياني النهائي مع التوقعات حتى عام 2050 يبدو كالتالي:

صورة

يظهر الرسم البياني قطعًا بنسبة 99 ٪ من السوق بالكامل ، أي بحلول عام 2040 ، ستحل السيارة الكهربائية محل السيارات بالكامل بمحركات الاحتراق الداخلي.

برنامج الرسم البياني للدوال
import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
import math

x = np.linspace(2012, 2019, 8)
y1 = np.array([60936407, 63429200, 65708230, 66314155, 69464432, 70694834, 68690468,  64341693])
y2 = np.array([52605, 97507, 320713, 550297, 777495, 1227117, 2018247,  1940147])
y = y2/y1

k=1
p0=0.5

x0=2028   
r=0.37 
y1=k*p0*math.e**(r*(x-x0))/(k+p0*(math.e**(r*(x-x0))-1))
#      2012  2019 
fig, ax = plt.subplots(figsize=(30, 20), facecolor="#f5f5f5")
plt.grid()
ax.plot(x, y, 'o', color='tab:brown') 
ax.plot(x, y1)
#      2010  2050 
x = np.linspace(2010, 2050)
y2 = [k*p0*math.e**(r*(i-x0))/(k+p0*(math.e**(r*(i-x0))-1)) for i in x]
y3 = 0.99+0*x
fig, ax = plt.subplots(figsize=(30, 20), facecolor="#f5f5f5") 
ax.set_xlim([2010, 2050])
ax.set_ylim([0, 1])
plt.grid()             
plt.plot(x, y2, x, y3)


الموجودات


باتباع نفس المنطق كما هو الحال في وصف تاريخ تطوير المحركات باستخدام ICEs ، حاولت التنبؤ بتطور صناعة السيارات الكهربائية باستخدام الإحصاءات المتاحة.

تشير النتائج التي تم الحصول عليها إلى أنه بحلول عام 2030 ، ستكون نصف السيارات المباعة في العالم مزودة بمحرك كهربائي ، وبحلول عام 2040 ، ستكون سيارات الركاب مع ICE شيئًا من الماضي.

بالطبع ، بعد عام 2030 ، سيقود بعض الناس سيارات البنزين التي اشتروها قبل عام 2030 ، لكنهم سيعرفون أن عملية الشراء التالية ستكون سيارة كهربائية.
معدل نمو السيارات الكهربائية أعلى 4 مرات من معدل نمو السيارات بمحركات الاحتراق الداخلي ، مما يشير إلى أن التقنيات الجديدة تدخل حياتنا بشكل متزايد ، وتصبح شائعة في حياتنا اليومية (هنا نتذكر الهواتف المحمولة).

في السنوات القادمة ، يجب حل مشكلة لم يتمكن Edison من حلها - بطارية ذات سعة كافية من شأنها زيادة المسافة المقطوعة بين محطات الشحن.

لإنشاء شبكة محطات شحن مكافئة للشبكة الحالية لمحطات الغاز ، من الضروري تحديث الشبكات الكهربائية الموجودة في المدن الكبيرة وعلى طول الطرق السريعة.

أيضا ، سوف تعيق مفارقة جيفانز نمو مبيعات السيارات الكهربائية ، لكنها تتداخل أيضا مع النفط وسط انخفاض الطلب على الفحم.

ملاحظة:
إذا تمكن إديسون من حل مهمته ، فإن "عصر النفط" لم يبدأ حتى ...

All Articles