В каких округах Вашингтона будет больше всего электромобилей и больше всего потребуется коммерческих зарядных устройств?

Если вы выходили на улицу в последние пару месяцев, скорее всего, вы чувствовали себя тающим шариком мороженого больше, чем в любое другое лето. Что ж, не случайно глобальная температура поверхности суши в июне 2021 года была самой высокой за всю историю наблюдений, согласно данным Национального центра экологической информации NOAA.¹ Эти экстремальные температуры происходят из-за увеличения содержания парниковых газов в нашей атмосфере, что также известный как изменение климата.

Итак, какое решение?

Эта проблема очень сложна и не имеет универсального решения; однако сокращение и, в конечном итоге, устранение выбросов парниковых газов, вызванных транспортными средствами, работающими на ископаемом топливе, пойдет на пользу окружающей среде. По данным Агентства по охране окружающей среды США (EPA), «выбросы парниковых газов (ПГ) от транспорта составляют около 29 процентов от общего объема выбросов парниковых газов в США, что делает его крупнейшим источником выбросов парниковых газов в США».²

В свете этого изменение климата в последние несколько лет становится все более серьезной проблемой для официальных лиц в Соединенных Штатах и ​​во всем мире. В настоящее время в Соединенных Штатах президент Джо Байден и его администрация работают над заключением двухпартийной инфраструктурной сделки, в которой приоритет отдается таким действиям, как:

  • Создание национальной сети из 500 000 зарядных устройств для электромобилей (ЭМ) вдоль автомагистралей, а также в сельских и неблагополучных районах.
  • Электрификация тысяч школьных и транзитных автобусов по всей стране для сокращения вредных выбросов и стимулирования отечественного производства автомобилей и компонентов с нулевым уровнем выбросов.
  • Улучшение здоровых и устойчивых вариантов транспорта для миллионов американцев за счет модернизации и расширения транзитных и железнодорожных сетей по всей стране при одновременном сокращении выбросов парниковых газов.

В дополнение к крупномасштабным политическим предложениям на национальном уровне некоторые штаты также принимают собственные меры. Например, и Калифорния, и Вашингтон работают над введением обязательного использования электромобилей к 2035 и 2030 годам соответственно, чтобы постепенно отказаться от автомобилей, использующих бензин. Кроме того, в частном секторе несколько крупных производителей автомобилей (таких как Ford, GM, Volvo и т. д.) объявили, что в следующем десятилетии они перейдут на полностью электрические автомобили, что станет значительным изменением в автомобильной промышленности. В совокупности эти изменения как в государственном, так и в частном секторах приведут к значительному увеличению спроса на электромобили (EV) и, следовательно, на коммерческие зарядные устройства для электромобилей.

Мы решили использовать наши сверхспособности в области науки о данных и найти области, где спрос на электромобили будет самым высоким в будущем, и дать рекомендации для компании, занимающейся зарядкой электромобилей. С анализом можно ознакомиться здесь.

Данные

Перво-наперво: данные. Мы решили собрать данные о активности регистрации и регистрации электромобилей в штате Вашингтон из API штата. В результате за период с 2010 по 2021 год у нас было 433 172 транзакции с электромобилями. Поскольку мы пытались предсказать, сколько электромобилей будет в пути с течением времени, в итоге мы отказались от всей регистрационной информации и использовали 91 255 транзакций с правами собственности.

Определение «областей»

Наш первоначальный план состоял в том, чтобы сосредоточиться на анализе этих данных по почтовым индексам; однако из-за нехватки времени мы решили вместо этого использовать округа. Затем мы изменили выборку этой информации, чтобы отразить ежемесячное количество покупок электромобилей в каждом округе. Но нам пришлось преобразовать эту информацию в общее количество электромобилей в каждом округе с течением времени, поэтому мы взяли совокупную сумму данных. К этому моменту набор данных был готов для использования в моделировании временных рядов.

Какие округа были включены в этот анализ?

И снова из-за нехватки времени мы решили сосредоточиться на 10 крупнейших округах штата Вашингтон с наибольшим количеством транзакций с электромобилями. Эти округа включали: округи Бентон, Кларк, Айленд, Кинг, Китсап, Пирс, Снохомиш, Спокан, Терстон и Ватком.

Как выглядели данные на этом этапе?

Глядя на количество электромобилей по всему штату, возможно, неудивительно, что количество электромобилей на дорогах штата Вашингтон за последние 10 лет росло в геометрической прогрессии.

На высоком уровне это подтвердило, что в штате Вашингтон существует необходимая тенденция спроса на электромобили, чтобы сделать инвестиции в него прибыльными для компании, занимающейся зарядкой электромобилей.

Глядя на отдельные округа, мы увидели, что округ Кинг рос намного быстрее, чем другие. Это ожидается, поскольку округ Кинг включает Сиэтл, который является крупнейшим городом по численности населения в штате Вашингтон.

Моделирование

Наш рабочий процесс здесь был одинаковым для каждого округа. После декомпозиции данных и рассмотрения тенденций и сезонности количества электромобилей мы разделили наши данные на обучающие и тестовые наборы для каждого округа. После подгонки моделей SARIMAX к обучающим наборам мы использовали библиотеку pmdarima, чтобы найти наилучшие параметры для каждой модели на основе оценок AIC. Затем мы сделали прогноз на «будущее» и сравнили эту информацию с наборами тестов. Если прогнозируемые значения соответствовали наблюдаемым данным, мы переходили к подгонке другой модели SARIMAX ко всем наблюдаемым данным (обучающая + тестовая выборка) и делали прогнозы относительно будущего подсчета электромобилей в каждом округе. Если это было не так, мы повторяли разные сплит-тесты до тех пор, пока прогнозы не были близки к наблюдаемым данным.

Итак, в каком округе будет больше всего электромобилей?

Наши модели предсказали, что в 2023 году в округе Кинг будет больше всего электромобилей. Если быть точным, то 74 875 единиц. Округ Снохомиш занимал второе место с 17 117 автомобилями.

Однако это немного вводит в заблуждение. Наша цель в этом анализе состояла в том, чтобы найти округа с наибольшим потенциалом для инвестиций в компанию, занимающуюся зарядкой электромобилей. Одним из основных соображений, которые мы должны были принять во внимание, была существующая зарядная инфраструктура. В конце концов, если в округе уже имеется большое количество зарядных устройств, то рынок коммерческих зарядок уже может быть насыщен даже дополнительными автомобилями, которые появятся на дорогах в ближайшие годы.

Больше данных!

Поэтому мы решили собрать данные о существующей зарядной инфраструктуре из API Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии (NREL). В итоге мы получили 1686 зарядных станций в штате Вашингтон (если вы хотите увидеть точное местоположение каждой зарядки, нажмите здесь). Ниже приведена разбивка количества зарядных станций для каждого округа:

Как мы видим здесь, примерно 50% всех зарядных устройств в штате Вашингтон расположены в округе Кинг. Таким образом, как обсуждалось выше, рынок зарядных устройств округа Кинг, возможно, уже насыщен и может не нуждаться в дополнительных зарядных устройствах.

Как мы можем сравнивать округа на относительной основе?

Чтобы иметь возможность сравнивать округа друг с другом, мы разработали показатель «Электромобили на зарядное устройство», который представляет собой отношение прогнозируемого количества электромобилей в 2023 году к количеству существующих зарядных станций в каждом округе. Чем выше этот коэффициент, тем хуже будет обслуживаться округ в будущем, что может привести к большему количеству возможностей для компаний, занимающихся зарядкой электромобилей. Когда мы отсортировали наши данные по этому показателю, мы увидели, что округ Кинг действительно менее оптимален по сравнению со многими из других 10 округов:

Выше приведены 4 округа с наибольшим количеством электромобилей на зарядное устройство: Island, Clark, Snohomish и Whatcom. Однако, когда мы приняли во внимание следующее, несмотря на то, что округ Айленд лидирует по соотношению электромобилей на зарядное устройство, мы пришли к выводу, что это не настоящий соперник.

Подождите, а почему округ Айленд исключен?

Во-первых, округ Айленд состоит из ряда островов и имеет в основном жилые дома и государственные парки и очень мало коммерческих центров и офисных зданий. Согласно исследованию, проведенному JD Power, «80% зарядок электромобилей производится дома — почти всегда ночью — или во время стоянки автомобиля в течение рабочего дня». заряжать свои автомобили в собственных домах вместо использования коммерческих зарядных станций. Кроме того, из-за ограниченности земель численность населения в этом округе в будущем может стагнировать, что может привести к стагнации спроса на электромобили и, следовательно, на зарядные устройства.

Заключение

Подводя итог, можно сказать, что импульс развития электромобилей, вызванный последними достижениями в области технологий и политики, делает сегодня идеальное время для инвестиций в зарядную инфраструктуру. Как один из штатов, лидирующих в области электрификации транспорта, штат Вашингтон является одним из лучших мест в Соединенных Штатах для строительства новых зарядных станций.

Мы считаем, что следующие округа (в порядке ранжирования) имеют большой потенциал для получения высокой прибыли для компании, занимающейся зарядкой электромобилей:

1. округ Кларк

2. Округ Снохомиш

3. Округ Ватком

Если вы хотите увидеть нашу интерактивную панель инструментов, вы можете посмотреть ее здесь. В противном случае, не стесняйтесь проверить полный анализ на GitHub.

Источники:

¹ Национальные центры экологической информации NOAA, Отчет о состоянии климата: глобальный климатический отчет за июнь 2021 г., опубликованный в Интернете в июле 2021 г., получен 28 июля 2021 г. с https://www.ncdc.noaa.gov/sotc/global/202106. ».

² Агентство по охране окружающей среды. (2021). Углеродное загрязнение от транспорта. АООС. https://www.epa.gov/transportation-air-pollution-and-climate-change/carbon-pollution-transportation.

³ Фелькер, Дж. (2021, 5 февраля). Форбс. https://www.forbes.com/wheels/news/jd-power-study-electric-vehicle-owners-prefer-dedicated-home-charging-stations/.