Jak działała usługa wymiany baterii GeVeCo?

GeVeCo to była usługa wymiany baterii prowadzona przez Hartford Electric Light Company w stanie Connecticut w USA w latach 1910-1924: Właściciel pojazdu elektrycznego nie kupował baterii, lecz w ramach abonamentu korzystał z wcześniej naładowanych baterii wymiennych. System działał w oparciu o strukturę umowną składającą się ze zmiennej opłaty za milę i miesięcznej opłaty serwisowej, a do momentu zamknięcia w 1924 roku pokonano tymi pojazdami łącznie więcej niż 6 milionów mil.

Czym było GeVeCo i skąd wzięła się ta idea?

Zanim dzisiejsze startupy przedstawiają wymianę baterii jako innowację, zmienia perspektywę świadomość, że koncepcja ta po raz pierwszy została zaproponowana już w 1896 roku. W tamtym czasie automobile nie były jeszcze powszechne, akumulatory ołowiowo-kwasowe były ciężkie, miały niską pojemność, a czas ładowania był długi. Podstawowym wąskim gardłem wczesnych pojazdów elektrycznych było magazynowanie energii; problem ten istnieje do dziś, ale ówczesne rozwiązanie było bardziej radykalne: wyjęcie baterii z roli stałego elementu pojazdu i potraktowanie jej jako towaru, który się magazynuje i wymienia.

Pomysł ten przekształcił w przedsięwzięcie komercyjne Hartford Electric Light Company. Spółka rozpoczęła działalność 7 kwietnia 1883 roku, dostarczając energię sześciu klientom z elektrowni parowej przy Pearl Street, a w 1896 roku była pierwszym operatorem hydrauliki, który stosował baterie magazynujące. Była to więc instytucja, która od lat znała technologię baterii nie tylko w kontekście pojazdów, lecz także jako część sieci energetycznej. W 1910 roku usługa, oparta na współpracy z General Vehicle Company - spółką częściowo należącą do General Electric, w skrócie GeVeCo - została zbudowana na tym doświadczeniu.

Jak działał model biznesowy: Kup pojazd bez baterii, korzystaj z energii w abonamencie

Elegancką stroną systemu GeVeCo było podzielenie własności na dwa odrębne elementy. Klient kupował pojazd w Milburn Vehicle Company bez baterii; ciężki i drogi pakiet baterii nie wchodził w skład kosztu zakupu. Natomiast energia elektryczna pochodziła od Hartford Electric Light Company w formie wymiennej baterii. Innymi słowy, pojazd kupowano raz, a energię dostarczano w sposób ciągły, podobnie jak dzisiaj abonuje się usługę.

Struktura umowy odzwierciedlała ten podział i składała się z dwóch elementów:

• Zmienna opłata za milę: Zużyta energia była fakturowana w zależności od pokonanej przez pojazd odległości. Logika płatności za użytkowanie umożliwiała bezpośrednią sprzedaż energii zgromadzonej w baterii.
• Miesięczna opłata serwisowa: Opłata ta obejmowała konserwację baterii i magazynowanie samochodów dostawczych. Oznacza to, że za stan baterii, jej żywotność i dostępność odpowiadał operator usługi, a nie klient.

Z dzisiejszej perspektywy ten model wyraźnie jest nowoczesny: Ryzyko degradacji baterii, własność najdroższego komponentu i problemy z infrastrukturą ładowania - wszystko to zostało przeniesione na operatora. Po stronie sprzętu system został zaprojektowany od początku do końca; zaraz pojazdy, jak i baterie były produkowane w sposób ułatwiający szybką wymianę. Opróżniony pakiet wymieniano na stacji na pełny, a klient zamiast czekać na ładowanie, kontynuował podróż. Usługa w tym okresie była świadszczona głównie dla elektrycznych ciężarówek; pojazdy flotowe działające na stałych trasach, o przewidywalnym zasięgu, były profilem klienta, w którym model wymiany najlepiej się sprawdzał ekonomicznie.

6 milionów mil w 14 lat: Skalowalny sukces systemu

Najbardziej uczciwą miarą oceny usługi jest to, jak długo działała. Serwis baterii GeVeCo działał nieprzerwanie od 1910 do 1924 roku, a pojazdy obsługiwane w tym okresie przejechały łącznie więcej niż 6 milionów mil. Jeśli weźmiemy pod uwagę warunki drogowe lat 1910. i gęstość energetyczną ówczesnych baterii, ta liczba nie jest przesadzoną liczbą reklamową, lecz sumą operacji powtarzanej codziennie przez czternaście lat.

Z punktu widzenia inżynierii uderzające jest to, że system nie opierał się na jednym przełomie technologicznym. Baterie kwasowo-ołowiowe mieściły się w granicach epoki; sukces wyprowadził operator, który centralnie ładował i serwisował baterie, kompensując niską gęstość energetyczną logistyką i projektem umów. Problem czasu ładowania nie znikał, ale klient nigdy nie spędzał go w kolejce oczekiwania.

Równoległa usługa w Chicago: Właściciele Milburn i wymiana w 5 minut

GeVeCo nie był jedynym przykładem. Od 1917 roku, przez kilka lat, w Chicago działała podobna usługa wynajmu baterii dla właścicieli elektrycznych pojazdów Milburn. Milburn Light Electric, produkowane w Toledo w Ohio, były w porównaniu z ówczesną konkurencją pojazdami o najniższej cenie i o około 1.000 funtów lżejszymi; uważano je za ciche, czyste i eleganckie. Milburn Wagon Company wyprodukowała w latach 1915-1923 łącznie około 4.000 pojazdów elektrycznych.

Szczegóły usługi w Chicago świadczą o operacyjnej dojrzałości tamtej epoki. Zgodnie z zapisem w publikacji branży elektrycznej z 1917 roku, pierwsza stacja oferująca program wynajmu baterii Fashion Station wymieniała pakiety w około 5 minut. W modelu Milburn z 1922 roku operator mógł natomiast kontrolować i serwisować pakiety baterii nawet wtedy, gdy właściciele nie zgłaszali żądań wymiany - czyli zapas baterii mógł być centralnie utrzymywany w dobrym stanie, nawet gdy nie był używany. To dyscyplina dość zbliżona do dzisiejszej formy zarządzania flotą.

Dlaczego system się załamał? Przewaga benzyny i kurczenie się popytu

Usługa GeVeCo została zakończona w 1924 roku; powodem było zmniejszenie popytu na pojazdy elektryczne i ogólne zainteresowanie branży. Ale to była nie tyle porażka modelu biznesowego, co wyparowanie rynku, na którym pracował. Wczesne pojazdy elektryczne miały na początku XX wieku poważny udział w rynku, a w 1900 roku w Nowym Jorku działały floty elektrycznych taksówek. Pojazdy elektryczne były ciche, czyste i łatwe w obsłudze; w przeciwieństwie do spalinowych, wymagających uruchamiania korbą, były marketingowane wśród kierowców-kobiet. Rozwagę zaburzył szereg kolejnych wydarzeń:

• Tania ropa z Teksasu: Wraz z poprawą stanu dróg międzymiastowych wzrósł popyt na długie trasy; tania benzyna uczyniła silnik spalinowy naturalnym rozwiązaniem dla dalekich podróży.
• Elektryczny rozrusznik: Od 1912 roku upowszechniający się elektryczny rozrusznik usunął największą barierę użytkowania auta spalinowego - korbę ręczną - i unieważnił najsilniejszą zaletę pojazdu elektrycznego.
• Cena: W 1912 roku pojazdy elektryczne kosztowały średnio około 1 750 dolarów, podczas gdy spalinowe sprzedawały się za około 650 dolarów. Ford Model T, tani dzięki produkcji seryjnej od 1908 roku, rozszczepił tę nożycę na stałe.

Kiedy te trzy czynniki połączyły się, nawet problem, który rozwiązywał model wymiany - czas oczekiwania na ładowanie - nie wystarczył, by uratować rynek; bo nie było już pojazdów do kupienia. Pojazdy elektryczne niemal całkowicie zniknęły ze sceny do 1935 roku, a schemat subskrypcyjny GeVeCo zakończył się razem z nimi, ponieważ nie znalazł rynku, na którym mógłby istnieć.

Współczesne próby wymiany baterii w mgnieniu oka: druga i trzecia tura tego samego pomysłu

Pomysł oczywiście nie umarł; czekał na rynek. Pierwszą inicjatywą, która próbowała uczynić wymianę baterii mainstrem w epoce nowożytnej, była Better Place, która otworzyła swoją pierwszą stację w Izraelu w marcu 2011 roku; firma oferująca wymianę trwającą około 5 minut zbankrutowała w maju 2013 roku. Tesla również w czerwcu 2013 roku zaprezentowała wymianę dla Modelu S trwającą około 90 sekund, a nawet planowała oferować tę usługę za 60-80 dolarów; jednak w 2015 roku zamknęła swoją jedyną stację z powodu braku zainteresowania klientów. Te przykłady były współczesnym powtórzeniem rzeczywistości, z którą zmierzyło się GeVeCo: sama technika nie wystarcza, potrzebne są za nią zrównoważona flota pojazdów i wzorzec użytkowania.

Istnieją jednak przykłady o innym wyniku. Gogoro obsługiwało na Tajwanie w 2021 roku największą na świecie sieć wymiany, liczącą około 11 000 stacji dla elektrycznych skuterów, przekraczając 200 milionów wymian. NIO osiągnęło natomiast do 2026 roku 100 milionów wymian baterii; wymiana trwa około 3 minuty, a liczba wymian wykonanych w [pierwszym kwartale] wynosi około 1,2 miliona. Wspólny mianownik wymiany w małej i dużej skali jest taki sam jak zasada, którą GeVeCo udowodniło w 1910 roku: gdy bateria jest zarządzana jako współdzielona infrastruktura, można całkowicie wyeliminować problem czasu ładowania.

Lekcja pozostawiona przez GeVeCo do dziś

Usługa GeVeCo Hartford Electric Light Company zasługuje na pamięć jako wczesny przypadek, ponieważ rozwiązała jednocześnie trzy rzeczy: Przeniósł wysoki początkowy koszt baterii z klienta na operatora, wyeliminował czas oczekiwania na ładowanie dzięki wymianie i skupił konserwację baterii w jednym miejscu. Dane z przejechanych 6 milionów mil pokazują, że nie była to teoretyczna koncepcja, lecz operacja działająca przez czternaście lat. System zakończyły nie same modele, lecz przewaga cenowa i użytkowa samochodów spalinowych. Dziś, gdy sieci wymiany baterii ponownie rosną, pytanie pozostaje bez zmian: Czy jest wystarczająca liczba pojazdów i właściwy wzorzec użytkowania? GeVeCo to pierwszy i najstarszy punkt danych odpowiedzi na to pytanie.

Źródła

• Wymiana baterii
• Swapping electric car batteries since the Gilded Age
• Historia samochodu elektrycznego - U.S. Department of Energy
• Wczesna historia firmy Hartford Electric Light Company
• Archiwum Hartford Electric Light Company
• Milburn Light Electric
• Dokumenty - Milburn Light Electric
• Milburn Light Electric z 1922 roku
• Reklama samochodu Milburn Light Electric - The Henry Ford
• Milburn Electric z 1918 roku
• NIO osiąga 100 milionów wymian baterii
• Działalność wymiany baterii: Nio dokonuje 1,2 miliona wymian w ciągu jednego tygodnia