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Quand est-ce que tout le monde conduira des voitures électriques?

Le 11 janvier 1914, la déclaration de Henry Ford parut dans le New York Times:

«J'espère que dans un an nous commencerons la production de la voiture électrique. Je n'aime pas parler des choses un an à l'avance, mais je veux vous parler de mes projets. Le fait est que M. Edison et moi travaillons depuis plusieurs années pour créer des véhicules électriques bon marché et pratiques. Ils ont été réalisés à titre expérimental et nous sommes convaincus que la voie du succès est évidente. Le problème avec les véhicules électriques a jusqu'à présent été de créer une batterie légère qui peut fonctionner sur de longues distances sans se recharger. M. Edison expérimente une telle batterie depuis un certain temps. »

Mais quelque chose s'est mal passé ...

image
Thomas Edison au Detroit Electric

Cette publication est la suite logique de mon article précédent «Enquête sur la fonction logistique en tant que loi de développement de l'industrie».

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où le paramètre r influence le taux de croissance de la part de marché, car il se situe dans l'exposant de l'exposant - plus ce coefficient est élevé, plus la nouvelle technologie conquiert le marché plus rapidement, c'est-à-dire Chaque année, la technologie devrait devenir intéressante pour plus de gens pour sa commodité., Le coefficient K décrit le potentiel de croissance d'une nouvelle technologie, c.-à-d. à des valeurs K faibles, la technologie ne pourra pas capturer l'ensemble du marché, mais ne pourra reconquérir que le segment de marché dans lequel elle sera plus intéressante que la technologie précédente.

L'énoncé du problème est de trouver les paramètres nécessaires pour l'équation logistique qui nous permet de prédire le développement de l'industrie de la voiture électrique:

  • «Zero year» - une année au cours de laquelle la moitié des voitures vendues dans le monde seront équipées d'un moteur électrique (P0 = 0,5, t = 0);
  • taux de croissance de la part de marché ( r ) des véhicules électriques.

En même temps, disons

  • les voitures électriques remplaceront complètement les voitures à moteur à combustion interne (ICE) du marché (K = 1), car je ne vois pas de ligne qui me permettrait de segmenter le marché automobile.

    Le marché des poids lourds et des équipements spéciaux n'a pas été pris en compte lors de l'élaboration du modèle; il n'y a toujours pas de marché de voitures électriques dans cette industrie.
  • nous vivons maintenant en «temps négatif» (P (t) <0) et dans la fonction nous utiliserons le décalage par rapport à «l'année zéro» pour notre temps (t-t0).

Les statistiques sur les ventes de voitures particulières sont prises ici .

Les données statistiques sur les ventes de véhicules électriques sont prises ici .

Les statistiques jusqu'en 2012 sur les véhicules électriques sont très rares et ne seront pas prises en compte dans l'étude.

En conséquence, nous avons les données suivantes:

image

Programme Zero Year and Market Growth Ratio
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


À la suite du programme, les valeurs suivantes ont été sélectionnées:
Zero year - 2028.
Coefficient de croissance - 0,37 L'

écart maximal entre les données statistiques et la valeur de la fonction est de 0,005255.

Le graphique de fonction pour la section entre 2012 et 2019 est le suivant:

image

Le graphique final avec les prévisions jusqu'en 2050 ressemble à ceci:

image

Le graphique montre un seuil de 99% de l'ensemble du marché, c'est-à-dire d'ici 2040, une voiture électrique supplantera complètement les voitures à moteur à combustion interne.

Programme de représentation graphique des fonctions
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)


résultats


En suivant la même logique que dans la description de l'histoire du développement des moteurs avec ICE, j'ai essayé de prédire le développement de l'industrie automobile électrique en utilisant les statistiques disponibles.

Les résultats obtenus indiquent que d'ici 2030, la moitié des voitures vendues dans le monde seront équipées d'un moteur électrique et qu'en 2040, les voitures ICE appartiendront au passé.

Bien sûr, après 2030, certaines personnes conduiront des voitures à essence qu'elles ont achetées avant 2030, mais elles sauront que leur prochain achat sera une voiture électrique.
Le taux de croissance des véhicules électriques est 4 fois plus élevé que le taux de croissance des voitures à moteur à combustion interne, ce qui suggère que les nouvelles technologies entrent de plus en plus dans nos vies, devenant un lieu commun dans notre vie quotidienne (nous rappelons ici les téléphones portables).

Dans les années à venir, un problème qu'Edison ne pourrait pas résoudre devrait être résolu - une batterie suffisamment grande qui augmentera le kilométrage entre les stations de charge.

Pour créer un réseau de bornes de recharge équivalent au réseau existant de stations-service, il est nécessaire de moderniser les réseaux électriques existants dans les grandes villes et le long des autoroutes.

En outre , le paradoxe de Jevans entravera la croissance des ventes de véhicules électriques , mais il a également perturbé le pétrole dans un contexte de baisse de la demande de charbon.

PS
Si Edison pouvait résoudre la tâche qui lui était assignée, alors "l'âge du pétrole" n'a même pas commencé ...

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