運輸部署案例集/電池電動汽車

概述

以下華夏公益教科書包括對電動汽車的生命週期分析，重點關注電池電動汽車 (BEV)。本文介紹了電動汽車和汽車的總體歷史，以及對現代（1990 年代至今）美國 BEV 使用數量的定量分析。--Thornstar (討論 • 貢獻) 03:18, 2014 年 1 月 10 日（UTC）

生命週期分析

如果你繪製任何主要技術產品的生命週期，你很可能會看到一條類似於英文字母“S”的曲線。只需看一下來自 《紐約時報》 2008 年這篇文章的第二張圖片。這種現象背後的基本原因是，在一種新技術的生命週期開始時，其採用率通常會緩慢但穩步增長，但隨著產品開始大規模生產或被廣泛接受，其增長速度會迅速加快，例如。然後，幾年、幾十年，甚至幾個世紀後，發生了一些事件導致該產品購買數量下降。這可能是由於各種原因，但可能是因為市場已經飽和，或者一種新產品取代了舊產品。因此，普遍的假設（而且相當準確）是，一種新技術的生命週期將呈現“S”型曲線。然而，問題在於預測曲線何時何地形成。

如果收集或估計了資料，可以使用多種技術來預測有關特定技術的某些資訊。人們可以嘗試估計產品何時達到市場飽和的某些點，這對於營銷人員、投資者、企業主和消費者來說都非常有用。當然，絕對準確地預測市場增長或產品採用率非常困難，但是透過使用適當的技術，並對你的假設保持謹慎和理性，人們可以做出相當準確的預測。

預測任何給定技術的生命週期並不容易，尤其是在嘗試預測一項新技術時，該技術在可能“壽命”（即現代電池電動汽車）方面的資料很少，該技術僅從 2000 年左右開始由主要製造商作為主要生產汽車銷售，並且僅在 2008 年左右特斯拉 Roadster、雪佛蘭 Volt 和日產 Leaf 推出後才開始出現重大且有希望的增長。例如，需要對市場飽和點何時到來做出假設，對於某些技術來說，這相對容易。然而，為了估計 BEV 的生命週期分析，需要決定飽和值是否只是道路上所有註冊的車輛都是 BEV，是 50% 的車輛嗎？30%？ 80%？答案尚不清楚。隨著時間的推移，每個人都會採用這種更環保的技術，還是會出現另一種技術取代它。隨著越來越多的人搬進城市，並且更靠近他們的辦公室，更多的人會選擇乘坐公共交通工具而不是擁有自己的汽車嗎？沒有人真正確定。這就是為什麼在嘗試預測任何技術的生命週期時，通常會進行多次預測，以及為什麼在嘗試理解某人的預測時，最好確保他們的假設對你來說是合理的。

有許多理由期待 BEV 行業的增長，並且有相當大的增長空間，考慮到截至 2013 年底，BEV 可能不到美國所有新車銷售的 1%。 （根據電動汽車交通協會 (EDTA) 的估計，他們聲稱 2013 年售出了大約 100,000 輛 BEV，以及美國交通部運輸統計局 的估計，他們聲稱 2010 年美國新車銷售額約為 1158 萬輛。）

重新審視階段

如上所述，產品生命週期中主要有三個常見階段；出生、成長和成熟。這三個階段本身就有各種各樣的形狀和大小，但總體情況和定義方式保持不變。然而，關於生命週期還有更多內容需要說明。例如，如果有人想研究產品的衰退或“死亡”。這裡也有類似的模式。通常，在產品的衰退過程中，它的反應與最初的增長方式類似。如果你繪製產品的死亡圖，你會看到一個類似的形狀，“s 形曲線”，可以用與增長 s 形曲線完全相同的方式對其進行分析。

輪迴

這三個階段絕不是每個產品都一成不變的。只需看一下電動汽車，它在 19 世紀末興起，與汽油動力汽車和蒸汽汽車幾乎同時發明。這三種技術競爭了大約 10 年的市場主導地位，直到汽油動力汽車開始佔據主導地位，最終使電動汽車和蒸汽汽車製造商破產。然而，如今我們身處 21 世紀，見證了電動汽車技術、意識和關注度的復興。

由於現代技術、燃料依賴的不確定性以及電池技術方面的重大突破（例如特斯拉汽車公司），BEV 正在開始看到銷售額的復興。很有可能在未來幾十年甚至更長的時間裡，電動汽車將成為內燃機汽車的主要競爭對手。

概述：電動汽車

歷史

電動汽車是汽車的一個子集，汽車是過去一個世紀最重要的技術之一。在汽車出現之前，人們在美國東西海岸旅行需要幾周、幾個月甚至幾年時間。

一張地圖顯示了 1857 年從紐約市出發前往美國各地的旅行時間

在 19 世紀末汽車變得更加實惠之前，人們需要乘坐火車或馬車才能進行任何有意義的旅行，或者他們會乘坐遠洋船或運河船。從本質上講，人們沒有隨意旅行的自由或便利性，乘客受時間安排和可用性的限制。

汽車的發明部分來自發明家利用已經用於火車和船舶的技術，並將其應用於更小、更個性化的地面車輛。最初，市場由電動汽車、蒸汽汽車和汽油動力汽車共同佔有，並且在 1896 年，每種型別的汽車都有不止一種型號。世紀之交最受歡迎的汽車是蒸汽汽車，通常被稱為“Locomobile”。“1899 年，售出了 1,575 輛電動汽車、1,681 輛蒸汽汽車和 936 輛汽油汽車，” 但電動汽車顯示出巨大的潛力。當時，托馬斯·愛迪生承諾，與電池儲能能力差相關的難題即將解決。人們認為電動汽車是市場上最先進的汽車，事實上，電動汽車是第一輛達到 100 公里/小時的汽車。

早期的電動汽車擁有某些特性，使其比汽油和蒸汽動力汽車更受歡迎。首先，它不需要像汽油車那樣用手搖啟動。據稱，這一特性使電動汽車更受女性駕駛員的青睞，因為手動搖把並不容易操作。此外，電動汽車不像蒸汽或汽油動力汽車那樣髒，而且它們沒有與之相關的異味、噪音或震動。電動汽車也不需要複雜的換擋操作，而這通常被認為是駕駛早期汽車最困難的部分。至於早期汽車的續航里程，電動汽車的續航里程實際上比蒸汽動力汽車更長，因為蒸汽汽車會很快耗盡水，而汽油動力汽車可以裝有大型油箱，並更快地加油，這使得它們在長途旅行中更具優勢。電動汽車和汽油動力汽車相對於蒸汽汽車的另一個優勢是，它們不需要長時間的預熱——蒸汽汽車有時需要預熱 45 分鐘，具體取決於室外溫度。

不幸的是，對於電動汽車製造商來說，汽油車的發明和升級迅速趕上。1912 年，查爾斯·凱特林發明了電動啟動器，最終消除了用手搖啟動的必要性。電動汽車的市場優勢並沒有持續太久。從 1899 年到 1909 年，儘管電動汽車銷量翻了一番，但汽油車競爭對手的銷量卻增長了近 120 倍。汽油車的成功以及電動車的相對失敗很可能歸因於兩件事：成本和續航里程。1900 年，電動汽車的平均價格比汽油車高出 1000 美元，這主要是由於汽油車製造商專注於大規模生產，降低了成本，而電動汽車公司則專注於生產高階、高效能，以及因此價格更高的汽車。汽油車公司還將資金投入到面向大眾的營銷活動中，而大多數大型電動汽車公司則專注於城市間有軌電車系統之間的垂直整合。

到 1914 年，最大的電動汽車製造商底特律電動汽車公司，其標準四座汽車售價為 2850 美元，而福特城市汽車僅售 640 美元，跑車僅售 440 美元。不難理解，為什麼電動汽車製造商無法與像亨利·福特這樣的大規模生產、低成本汽車公司抗衡。考慮到價格因素，我們可以合理地假設汽油動力汽車也更方便。例如，1914 年電動汽車的平均續航里程約為 55 英里，其電池的壽命僅為 6 個月，而且與汽油動力汽車相比，“加油”所需的時間要長得多。有趣的是，1914 年的電動汽車續航里程與 2013 年的續航里程相當，甚至在某些情況下（不考慮特斯拉汽車的 Roadster 或 Model S，它們平均每次充電可以行駛 200 英里或更遠）還更好。當然，2013 年的電池質量要高得多，因此它們的使用壽命也比 6 個月長得多。汽車也比那時重得多。

續航里程在 1920 年代成為汽油車的關鍵優勢，並且在今天仍然是一個重要因素。隨著高速公路系統的發展，以及美國城市在全國範圍內的相互連線，長途駕駛變得可行，從而使汽油車更加受歡迎。此外，在美國南部發現了更大的石油儲量，使汽油更便宜且更容易獲得。[從這裡開始校對和編輯，2013 年 1 月 10 日]

從那時起，汽油動力汽車一直佔據主導地位。即使在早期，資料也是驚人的——1924 年，美國生產了 381 輛電動汽車，而汽油車則生產了 3,185,490 輛。直到 1999 年，在美國國內都沒有售出大量電動汽車，即使考慮到混合動力汽車 (HEVs) 的銷量，混合動力汽車的銷量始於 1999 年左右，汽油動力汽車仍然佔據著很大比例。然而，近年來，自 1999 年以來，混合動力汽車和插電式電動汽車 (PEVs) 的銷量逐漸增加，它們在汽車總銷量中的比例也在不斷增長。在歷史的這個階段，美國汽車總銷量或多或少保持穩定，這表明汽車正處於其生命週期的成熟階段。從 1999 年到 2007 年，“輕型汽車”的總銷量穩定在 1700 萬輛左右，並在隨後的 5 年中降至每年約 1300 萬輛，但其中被視為混合動力或插電式電動汽車的比例已達到近 3%。2008 年經濟衰退，這可以解釋銷量的大幅下降，以及前幾年（2011-2013 年）的輕微增長，但即使如此，如上所述，汽車在美國似乎已經成熟。時代在變化，可能轉向替代燃料汽車 (AFVs)，但這可能意味著僅僅出現了汽車子集的新生命週期。未來甚至可能出現年銷量下降，以及道路上車輛總數減少，如果社會和經濟發生變化。

大多數阻礙電動汽車在 20 世紀初取代內燃機的市場主導地位的問題，在今天仍然存在。汽車改變了美國人以及世界各地人民的生活，其影響程度超過了以前任何一項技術。

與汽油車的優勢

數百億美元被用於開發網路和技術來補充汽車，我們很多人的生活都與汽車息息相關。然而，如果人口以指數級速度繼續增長，而我們繼續依賴石油等有限資源為汽車提供燃料，我們將被一堆無用的金屬殘骸所困。為了防止這種情況發生，我們需要對駕駛習慣進行徹底的改變，無論是駕駛的次數，還是我們選擇駕駛的車輛型別。幸運的是，目前還沒有必要恐慌，因為目前還沒有關於世界何時可能耗盡石油的準確預測，並且在未來十年內發生的可能性非常低，但仍然存在圍繞使用化石燃料作為能源的問題。最明顯的是，燃燒化石燃料會帶來環境問題，人們擔心供應會枯竭，人們認為過分依賴外國，而且內燃機的噪音比電動機大。

電動汽車有可能幫助我們減少對化石燃料的全球依賴。電動汽車還有助於各個國家減少對化石燃料儲量最大的國家的依賴。此外，電動汽車可以幫助減少碳足跡，但就像電動汽車有優點一樣，也有缺點，以及由此產生的權衡。電動汽車的成功以及對環境的影響取決於許多變數。

優點

城市人口密集，短續航里程的汽車可以滿足大多數駕駛員的需求，根據一些報告，比如。根據 2009 年國家家庭出行調查的資料，Haaren 總結說，98% 的城市出行和 95% 的農村出行距離都在 50 英里以內。這項基於出行相關調查問卷的研究是對全國總出行量的抽樣調查，但儘管如此，它可能仍然是一個相當不錯的近似值。這些資料似乎表明，“續航焦慮”不應該成為電動汽車的重大問題。研究中，人們的平均日常通勤距離約為 14 英里，但人們仍然需要長續航里程的汽車來進行每年一次的探親之旅。

汽油價格昂貴，電動汽車可以降低駕駛成本。汽油價格一直波動，沒有人知道未來汽油會貴到什麼程度。因此，不依賴化石燃料供求關係的電動汽車可以大幅降低與駕駛相關的運營成本。

缺點

續航里程，目前最好的電動汽車每次充電的續航里程為 200-300 英里。如上文“優點”中所述，續航里程為 200 英里的電動汽車可以滿足大多數美國人的需求。但當這些家庭想要去度假或在該續航里程以外的地方開車時，就會出現問題。目前，充電基礎設施不足以滿足大多數旅行的需求，但即使有足夠的充電基礎設施，人們也認為充電需要比傳統加油時間長得多。這與事實相差無幾，但特斯拉汽車公司（以及可能的其他公司）似乎即將解決這個問題，甚至將其變成可以忍受的差異。特斯拉目前提供了一種技術（稱為超級充電器），可以在大約 1 小時內為其汽車的電池充滿電，這相當於每小時充電 300 英里的續航里程。這並不差，因為根據特斯拉汽車公司網站 www.teslamotors.com/goelectric#roadtrips 上的一個有用的計算器，400 英里的旅行只需 55 分鐘的充電時間，以平均 65 英里的時速行駛，大約需要 7 小時 5 分鐘。從另一個角度來看，從明尼蘇達州明尼阿波利斯到伊利諾伊州芝加哥的旅行，大約 409 英里，以 65 英里的時速行駛需要大約 6 小時 25 分鐘（包括 5 分鐘加油時間）。考慮到平均每個人每 5 小時會吃一頓飯，而且平均休息站的用餐時間可能在 15-45 分鐘之間，每行駛 300 英里等待 55 分鐘的成本並不高。

此外，一些公司也嘗試用電池交換來代替充電。這種技術有可能使“加油”比傳統汽油車更快。基礎設施，自20世紀以來，這個世紀被汽車生產所主導，而採用，也主要集中在內燃機上，整個道路基礎設施都是為汽油動力車輛服務的。人們可以放心地穿越整個大陸，幾乎任何地方都能找到加油站加油。電動汽車則需要完全不同的“加油”基礎設施。電動汽車還處於起步階段，基礎設施更是如此。在很多人考慮採用這項技術之前，他們會希望對配套的基礎設施感到舒適。建設新基礎設施的成本將是巨大的，但如果早期採用者選擇最佳實踐和技術，他們的成本將很快得到彌補，基礎設施是消費者採用一項技術的關鍵因素。

權衡

更安靜也可能意味著更危險，對於行人、騎車人和其他司機來說。電池依賴於主要在外國發現的資源（例如鋰），因此擺脫對汽油的依賴只是導致對一種新的資源的依賴。用於為電動汽車充電的電力可以來自多種來源；核能、太陽能、風能、水力發電、天然氣、石油、煤炭等。不幸的是，美國電力生產的絕大部分仍然來自化石燃料，約佔67%，因此汽油動力汽車的減少替代了一種化石燃料，在某種程度上又換成了另一種。美國電力生產中來自可再生能源的百分比一直在增加，這令人鼓舞，因為電動汽車的清潔程度很大程度上取決於其電力來源。

電動汽車比汽油動力汽車更節能。“電動汽車將約59-62%的電網電力轉換成車輪動力”，而典型的汽油動力汽車只轉換了約17-21%。當然，實際效率取決於為電網提供能量的發電設施的效率，但報告表明，電動汽車通常更高效。

如果整個電網都由不排放任何汙染物的可再生資源供電，那麼電動汽車在其運營生命週期內就不會排放任何汙染物。汽油動力汽車的一個問題是，它們從排氣管排放有害的排放物，這是內燃機副產品。即使電動汽車從燃燒化石燃料的發電廠獲得能量，其總體環境影響仍然小於汽油車。人們認為，即使電動汽車使用化石燃料、空氣汙染源充電，它們對環境的影響仍然較小。在一個發電設施中，所有的汙染物都集中在一個地方，因此處理起來變得更容易控制。而那些向環境排放有害汙染物的汽車，則遍佈各地，散落在全國各地，車輛中的汙染物“淨化器”通常不太複雜，限制也通常不太嚴格。此外，發電廠通常位於遠離市中心和高密度人口地區的地方，它們往往有高高的煙囪，將汙染物排放到更遠離人類的地方。再加上大多數發電廠都比個別汽車擁有更嚴格的空氣質量控制法規，這意味著煙囪排放的汙染物通常也更清潔。

成本比較

就像1914年一樣，電動汽車的預付成本，與同類汽油動力汽車相比，仍然更高。然而，當將汽油的成本考慮在內（大多數人可能不太會考慮這一點），價格比較就會發生變化，在某些情況下變化非常大。

目前，特斯拉汽車公司正在建設一個超級充電網路，該網路擁有為其車輛提供 200 英里/20 分鐘充電的技術，在現代充電能力方面是一項壯舉。這些超級充電站的亮點是，它們對特斯拉 Model S 車主免費。

根據哈根上面提到的研究論文，每個駕駛員每天行駛的平均里程數 (VMT) 約為 36.5 英里。快速乘以 365（一年中的平均天數）以獲得每年的平均 VMT，得出約 13,300 英里的值。如果一輛車的平均車主每年行駛 13,300 英里，並且擁有這輛車 6 年（根據全球市場情報公司 R.L. Polk & Co 進行的一項研究，美國新車平均擁有期為 6 年），他們最終將在汽油上花費約 12,200 美元（基於 3.50 美元的市場平均汽油價格，以及 EPA 估計的新車平均油耗為 23 英里/加侖）。

根據 TrueCar.com 進行的一項研究，美國新車的平均價格在 2013 年 8 月創下了歷史新高，為 31,252 美元。加上 12,200 美元，就得到了一輛全新的 2013 年汽車 6 年基本累積成本的簡單粗略估計 - 43,452 美元¹。

特斯拉汽車在其網站上提供了一個方便的計算器，用於計算為其車輛充電的成本。使用每千瓦時 0.12 美元的全國平均價格，哈根研究中平均駕駛員（每天行駛 36.5 英里）每天的充電成本約為 1.39 美元。因此，相比之下，駕駛員每年行駛 13,300 英里，六年內為電動汽車充電大約花費 3,000 美元²，相當於“加油”成本下降了 75%，非常顯著。

不過，一輛全新特斯拉 Model S 的基準價格約為 75,000 美元，因此，即使駕駛員設法只使用特斯拉的免費超級充電站為汽車充電，從長遠來看，他們的汽車仍然比汽油車更貴。儘管如此，75,000 美元與 43,000 美元相比，利潤率比只考慮 31,252 美元的基準初始購買成本要好，而且特斯拉正在建立一個龐大的超級充電站網路，這些充電站對他們的使用者免費，這在不久的將來有可能成為一個巨大的變革者。例如，僅憑這些事實，可以假設，如果特斯拉設法將汽車成本降至約 40,000 美元，那麼與現代汽油車相比，它們將具有成本效益。事實上，如果特斯拉能夠將價格降低到 45,000 美元，那麼考慮到 Model S 實際上有 10 年的電池保修，Model S 將比一輛新的 31,252 美元的汽車在上述假設下擁有和運營 10 年（而不是平均的 6 年）更具成本效益。

相比之下，日產 Leaf 在這些假設下具有更高的成本效益。日產 Leaf 的主要問題是續航里程較短（約 50 英里/加侖）、充電基礎設施不夠先進（沒有超級充電站），以及充電站不是免費的。在 6 年的壽命週期內，日產 Leaf 31,000 美元 + 3,000 美元（用於加油）= 34,000 美元，比其他車型高出 22% 的成本效益。

¹一輛車的實際擁有成本將包括維護成本和保險，根據美國汽車協會 (AAA) 進行的一項研究，一輛轎車的平均車主每年最終會花費約 10,000 美元用於汽車擁有和運營。沒有使用這個資料的原因是，電動汽車也需要支付保險費，並且與之相關的維護成本。目前，維護成本很難比較，因為像特斯拉 Model S 和日產 Leaf 這樣的現代電動汽車主要競爭對手只存在了 5 年或更短的時間。然而，電動汽車的維護成本很可能低於內燃機驅動汽車的維護成本，因為它們本身的機械活動部件更少。

²假設駕駛員使用 NEMA 14-50 240 伏 | 40 安培插座為汽車充電

定量生命週期分析

自 2010 年以來，電動汽車的總數量一直在快速增長，如下圖 5 所示。在此之前，從 1992 年開始就一直呈增長趨勢，但增長速度比較緩慢，儘管在世紀之交銷量短暫上升。2000 年的增長 spurt 可能與原油價格上漲以及人們對外國石油依賴的擔憂再次加劇有關。然而，銷量並沒有持續很長時間，到了 2003 年，電動汽車的銷量雖然繼續增長，但速度放緩了。

在電動汽車的現代生命週期中（我指的是 1990 年之後），電動汽車經歷了兩個增長階段；一個是從 1999 年到 2003 年的短暫階段，以及當前從 2010 年開始的階段。資料的總體趨勢、經濟和技術表明增長。然而，有多少美國人會購買電動汽車，以及他們會以多快的速度選擇採用這種技術，目前還不得而知。但透過檢視當前的統計資料並做出一些基本假設，可以基於有限的資料和知識進行近似的預測。以下圖表和數字將有助於定義其中一些假設和場景。

以下章節中使用的 1992-2011 年期間的資料來自美國能源部能源資訊署 (EIA) 進行的一系列研究，以下是其中一份報告的摘錄，解釋了資料的來源以及應從中得到什麼。

“由於對道路電動汽車定義的不同，電動汽車估算存在一定程度的不確定性。為了消除部分不確定性，本報告對電動汽車的定義進行了限制。例如，原型、大型高爾夫球車、學校提供的套件車輛、未經證實的業餘愛好者車輛和非公路車輛被排除在電動汽車定義之外。”

正如提到的那樣，這些調查中衡量的電動汽車應被認為是道路公路車輛。這包括輕型車輛，其重量小於 8,500 磅，中型車輛（8,501-26,000 磅）和重型車輛（26,001 磅及以上）。

2012 年和 2013 年³美國在用電動汽車（EV）數量的估計值來自電動汽車運輸協會（EDTA）。這些資料與網路上流行的媒體出版物相一致。

在以下比較中，我們假設資料指的是公路行駛的電動汽車。以下資料指的是純電動汽車（BEV）。

³根據當前的年度累計值估算，假設 10 月、11 月和 12 月的平均月度銷量保持不變。

誕生

圖 5：美國能源資訊署收集的有關美國純電動汽車數量的現代統計資料

正如上面概述和歷史部分所述，電動汽車的實際誕生時間略早於 1900 年，但由於 1920 年至 1990 年間只有極少數電動汽車存續、行駛或生產，因此電動汽車的誕生階段將被限定在該技術的現代生命週期內，即 1990 年至今。

現代電動汽車的復興可以歸因於 90 年代之前的一系列事件，但加州改善空氣質量目標與電動汽車銷量和研發投入的增長之間存在著強烈的相關性。1990 年，加州政府通過了 1990 年低排放汽車 (LEV I) 計劃，作為加州空氣資源委員會 (CARB) 零排放汽車 (ZEV) 計劃的一部分，旨在推廣零排放汽車，以減少空氣汙染。加州設定了一系列目標，涉及每年必須銷售的“零排放”、“低排放”和“超低排放”汽車數量，其中一項是到 1998 年，加州銷售的所有新車中必須有 2% 為“零排放汽車”。——因此，加州在 2013 年仍然擁有大多數電動汽車登記並不令人意外。

然而，每年實際進入市場的電動汽車數量很少。正如以下圖 4 所示，2000 年標誌著道路上電動汽車數量的首次大幅增長。

圖 6：1998 年通用汽車 EV1 駕駛艙內部照片

在此期間（1999 年至 2003 年），通用汽車、豐田和福特等幾家公司都推出了純電動汽車。通用汽車生產了 EV1，銷量約為 1200 輛，豐田銷售了 RAV4 EV，這是其著名車型的衍生版本，銷量約為 1300 輛。

這意味著統計資料中相當一部分汽車的來源尚不清楚。如果兩大主流市場在 1996 年至 2003 年期間僅貢獻了 2500 輛汽車，那麼另外進入市場的 44,205 輛汽車是從哪裡來的呢？簡而言之，我並不知道。然而，根據能源資訊署 (EIA) 收集的資料，2002 年“提供了”15,313 輛“非混合動力電動汽車”，如以下表格 3 所示。

提供的非混合動力電動汽車總數與 2002 年至 2003 年間進入市場的電動汽車估計數量非常吻合。總之，目前尚不清楚 EIA 資料中電動汽車的定義，而且第一階段的增長情況尚不確定。但重要的是，在 21 世紀初，電動汽車的銷量有所增長，加州和聯邦層面的立法也更加關注電動汽車。

增長

21 世紀初的增長階段可能更準確地定義為誕生階段的一部分，因為當時沒有從該階段發展出任何強勁持久的產品。通用汽車 EV1、豐田 RAV4 EV 等車型失敗後，在接下來的 6-7 年裡，電動汽車市場經歷了一段緩慢但穩定的增長期。

21 世紀初的電動汽車失敗可能是由於續航里程有限、充電基礎設施不足以及可靠性差等原因造成的——這些問題從 1900 年代開始就一直困擾著電動汽車。從 2008 年開始，電動汽車的增長速度顯著加快。自那以後，美國電動汽車數量翻了一番以上。目前，三菱、日產和新晉品牌特斯拉汽車等三大汽車公司控制著大多數電動汽車銷量。雖然日產聆風和三菱 i 的續航里程為 70-100 英里，但特斯拉 Model S 以其 200-300 英里的續航里程展現出最大的潛力。

特斯拉汽車正在證明，他們非常致力於建設支援其車輛所需的配套基礎設施，這也是該品牌獨一無二的特點。他們似乎沒有等待行業趕上，而是決定親自解決問題。

雖然日產和三菱電動汽車的價格位元斯拉更具成本效益，但特斯拉的續航里程和垂直整合優勢不容忽視。在過去一年裡，特斯拉在銷量和工廠產能方面都超出了預期。特斯拉在提前 9 年償還了近 4.5 億美元的政府貸款，這一舉動尤為引人注目，因為其他 5 家參與清潔汽車研發專案的公司（日產、福特、菲斯克和 The Vehicle Production Group LLC）尚未做到這一點。

特斯拉執行長埃隆·馬斯克向媒體表示，一款續航里程為 200 英里、售價為 35,000 美元的汽車可能會在 2016 年上市。

預測

根據目前的增長趨勢，使用 S 型曲線擬合資料，並假設所有公路註冊車輛完全轉換為電動汽車⁴，2047 年將是電動汽車佔所有車輛 50% 的年份。請參見以下圖 8。

圖 8：根據能源資訊署的當前資料，美國在用電動汽車數量的預測 S 型曲線。假設飽和度為 2.5 億輛，即 2013 年美國公路註冊車輛總數。換句話說，整個車隊將轉換為電動汽車。根據這一預測，t0 = 2047（拐點日期，即根據目前的增長趨勢，在該日期，飽和度的 50% 將被滿足）。

上述預測並不十分現實，因為它假設所有公路註冊車輛都將被電動汽車取代。這一假設存在許多問題。首先，如果汽油汽車被完全取代，很可能市場將被多種替代燃料汽車共享。目前正在研究燃料電池汽車、氮氣汽車、氫動力汽車等等。市場完全被電力汽車主導的可能性不大，至少短期內不會發生。此外，目前道路上的汽車平均車齡為 11 年，而且這一數字還在繼續增長。隨著技術的進步和汽車使用壽命的延長，即使電動汽車更便宜，人們也可能不太願意購買新車，即使是電動汽車。

一個更合理、更安全的假設是，電動汽車實現輕型汽車的完全轉換。這意味著到 2011 年，電動汽車的市場飽和度將達到約 1.9 億輛。儘管這一假設也存在風險，但至少它考慮了一些誤差，因為電動汽車完全取代汽油動力汽車的可能性似乎不大。此外，1.9 億輛電動汽車是一個保守的估計，因為目前公路註冊車輛總數為 2.9 億輛。即使人口繼續增長，註冊車輛數量也可能不會大幅增加，因為擁堵程度已經很高。但是，街道可以拓寬，而且無法確定人們是否會改變行為，例如減少駕駛、選擇不同的出行方式、更多地拼車等等。無論如何，以下圖表給出了另一種情況，其中電動汽車的飽和度限制為 1.9 億輛，而不是圖 8 中的 2.5 億輛。

圖 9：根據能源資訊署的當前資料，美國在用電動汽車數量的預測 S 型曲線。假設飽和度為 1.9 億輛，大約是 2013 年美國公路註冊輕型汽車總數。換句話說，整個車隊將轉換為電動汽車。根據這一預測，t0 = 2045.7（拐點日期，即根據目前的增長趨勢，在該日期，飽和度的 50% 將被滿足）。

圖 9 與圖 8 差別不大，預計達到飽和度 50% 的拐點日期也相似。根據這些資料，到 2045 年底，1.9 億輛汽車中的 50% 將是純電動汽車。

⁴根據美國交通統計局的資料，目前道路上共有 2.53 億輛公路註冊車輛（基於 2011 年資料）。這包括輕型汽車、短軸距輕型汽車、長軸距輕型汽車、摩托車、單軸 6 輪或更多輪胎的單軸卡車、組合卡車和公共汽車。有關更多詳細資訊，請參見 http://www.rita.dot.gov/bts/sites/rita.dot.gov.bts/files/publications/national_transportation_statistics/html/table_01_11.html

結論

當前的統計資料似乎表明電動汽車的增長呈現積極的上升趨勢。不過，它們仍處於起步階段。目前，美國電動汽車的估計總數為 12 萬輛，佔該國註冊車輛總數（2.5 億輛）的極小一部分。

電動汽車的生命週期非常有趣，它始於 19 世紀後期，經歷了短暫的增長期，達到頂峰，然後下降，並在 20 世紀的大部分時間裡處於休眠狀態。然後，在 20 世紀後期，它們在 1998 年至 2003 年期間經歷了幾年的增長期，之後在接下來的六年裡趨於平穩。

過去兩年經歷的增長似乎超過了以往任何趨勢，而特斯拉汽車的技術和早期成功與之有關。在電動汽車實現廣泛採用之前，還有許多障礙需要克服，但未來比以往任何時候都更加光明。如果一家汽車公司能生產出價格合理、續航里程為 200 英里的汽車，並且充電時間與加油時間相當，那麼大規模實施的可能性就非常大。根據美國能源情報署 (EIA) 依賴的資料進行最佳曲線擬合 (S 形曲線)，並假設所有 2.5 億輛汽車將被電動汽車轉換或替換，2047 年將是市場份額達到 50% 的年份。

如果我們將 1.9 億輛汽車作為飽和點 t_0，則拐點將提前 1.25 年出現。