技術革新は、消費者の快楽主義的なライフスタイルのおかげで、しばしば市場へと駆り立てられます。このような場合、テクノロジーの採用または適応は非常に迅速かつスムーズです。人々は、新世代のスマートフォンに割高な価格を支払うことを厭わないだけでなく、購入するために早朝に店の前に並びます。輸送部門における技術革新としてのバッテリー式電気自動車 (BEV) の場合、状況は少し異なります。
今日、道路輸送の電化による環境へのメリットについて一般に認識されているにもかかわらず、BEV は世界の乗用車市場でごくわずかなシェア (<1%) しかありません。今日の BEV は、リチウム イオン バッテリー パック (LIB) に蓄えられたエネルギーによって推進されるため、テールパイプからの排出はゼロです。しかし、このユニークなセールス ポイントは、従来の内燃機関車 (ICV) に比べて高価であり、航続距離が限られているため、あまりにも鈍いようです。自動車市場へのBEVのわずかな浸透のせいで責められているのはLIBだけですか?
私たちは最近、車両の走行距離と最高速度の代数積である技術指標、つまりモビリティ拡散係数 (MDC) を導入しました。 ）。この係数により、技術的および価格の観点から、BEV と ICV をより正確に並べることができます。 MDC 車両の機動性を大まかに測定したものです。MDC が高いことを特徴とする車両です。 満タンまたは完全に充電されたバッテリーで、より長い距離をより短い時間で運転できます。この指標はエンジンと ICV のタンク サイズに相関しますが、BEV では、主に kWh で報告されるバッテリー パックのエネルギー容量によって決定されます。 MDC の重要性をよりよく理解するため 、2016 年から 2017 年の乗用車市場の BEV と ICV のグループを分析してみましょう。
Tesla の 3 つの BEV モデル (S-60D、S-75D、および S-90D) と一緒に、13 の BEV/ICV ペアで構成されるサンプルを作成しました。 13 組のそれぞれで、技術仕様 (速度、トルク、座席数) は BEV と ICV の間で密接に共有されており、両方の車両が同じ自動車メーカーから選択されています:スマート、プジョー、シトロエン、シボレー、日産、フォルクスワーゲン、フィアット、ルノー、キア、フォード。驚くことではありませんが、MDC の間にはかなりの相関関係があります。 BEVのサイズとバッテリーパックのサイズ。この相関関係は、図 1 の等高線図を使用して視覚化されています .
サンプルの BEV (白い丸) と ICV (白い四角) とテスラ車 (白いひし形) が、この等高線図に点在しています。 MDC は、図の右側のカラー バーに従って色分けされています。すべての黒い実線は、バッテリー パックのさまざまなサイズに対応しており、最高速度と航続距離の望ましい組み合わせに合わせてバッテリーのサイズを決定するのに役立ちます。長方形のゾーン 1 と 2 は、それぞれ主流の BEV ドライバーと ICV ドライバーの技術的満足範囲を表しています。
これらの 2 つのゾーンは、特徴的な MDC に大きな違い (>80%) があることで区別されます。 これは、2 つのグループのドライバー間のモビリティ文化の明確な対照を明らかにします。 Zone1 は、真の環境保護主義者、目立った消費者、および他の理由で BEV の速度/走行距離の制限を見逃すことを厭わない技術に精通したドライバー、つまり「早期導入者」が選択する車両を表しています。一方、ゾーン 2 は、ICV の技術的特性をあきらめたくないドライバーと、BEV の価格プレミアムを支払う余裕がないドライバーのグループ、つまり「レイトマジョリティ」の典型です。私たちの分析によると、消費税を除いた BEV の小売価格 (BEVprice )、現在の世代の LIB パックを搭載したものは MDC に比例します 次の式に従って:
BEV価格 =19700 + 0.462 MDC (式 1 )
ここで MDC km/h と BEVprice です $で。 Eqn.1 を使用して簡単に表示できます。 アーリー アダプター (ゾーン 1) とレイト マジョリティ (ゾーン 2) のグループの BEV の平均価格は、約 28,000 ドルと 63,000 ドルです。これらの価格は、サンプルの ICV の平均価格、つまり約 14,000 ドルよりも大幅に高くなっています。一般に信じられていることとは反対に、BEV の価格における LIB パックのシェアは ~19% であり、残りは 48% の付帯費用 (例:シャーシ) と 33% の電動パワートレイン (例:電気モーター) によって賄われています。この点で、LIB パックは BEV の構成要素を決定するコストではなく、たったの 250 ドル/kWh にすぎません。 BEV の価格競争力の目安としては、LIB パック、電動パワートレイン、小売マージンの合計コストである「電動化コスト」を使用したほうがよいかもしれません。現在、中型 BEV の電化コストは約 700 $/kWh です。
ここで重要な問題は、BEV の価格が ICV と同等になるのはいつかということです。 BEV の現在の技術学習率 (~9%) に基づく価格予測は、2040 年までに損益分岐点に到達しないことを示唆しています!実際、この状況は、2 つの大きな革命が起これば改善される可能性があります。第一に、BEV に対する重大なインセンティブおよび/または ICV に対するディスインセンティブを世界規模で導入する必要があります。第二に、環境への自己説明責任によってより充実した新しいモビリティ文化が、ドライバーの間で制度化される必要があります。一方、電池科学者は、リチウムイオンを超えて、より安価で安全で環境に優しい次世代の電池の開発を試みなければなりません。
これらの調査結果は、「バッテリー式電気自動車:前に進むために後ろを見る」というタイトルの記事で説明されており、最近ジャーナル Energy Policy に掲載されました。 この作業は、ハッセルト大学材料研究所 (IMO) の M. Safari によって実施されました。
