Hay 3 criterios para el hiperciclo:
- LA a la bahía en media hora
- Cuesta menos que un boleto de avión
Los dos primeros son bastante alcanzables (y no requieren ningún salto tecnológico de fe). Algunas matemáticas básicas sugerirían que el tercero es un puente demasiado lejos.
Eliminemos estos de uno en uno.
1) LA a la bahía en media hora
Estoy imaginando un tubo (pero no una aspiradora por razones de costo). Pegue un vehículo con ruedas en todos los lados (ya que la gran dificultad con los trenes de alta velocidad es evitar que salgan de la vía), cada rueda está equipada con un motor Tesla Roadster. La idea clave es que el roadster sería un poco más rápido si no tuviera que cargar sus baterías con él. Aquí el hiperloop entrega la electricidad al hipercoche, por lo que la masa puede ser relativamente baja.
Algunos cálculos matemáticos simples, que representan la resistencia al viento y la fricción de rodadura, sugieren que por cada 10 motores (con un peso de 320 kg) puede transportar 200 kg de pasajeros y balanza de máquina.
Con esa configuración y los motores funcionando completamente hasta que alcancen el equilibrio con la resistencia al viento y la fuerza de fricción, su perfil de velocidad se parecería a lo siguiente:
La aceleración máxima está por encima de 1g y recorres 300 millas en menos de media hora.
Tenga en cuenta que, de lejos, el mayor costo de energía proviene de la resistencia al viento. Si crea una pista ovular que sea razonablemente hermética con la entrada y salida de hipertrenes / hipercoches, de tal manera que mantengan un flujo de aire de velocidad razonablemente alta en el túnel, entonces podría aumentar significativamente la eficiencia del sistema. Por ejemplo, si pudiera mantener vientos de cola de 90 mph en el túnel, entonces podría escapar con 7 motores y dedicar ~ 280 kg a los pasajeros / balance de la máquina.
Vamos a destilarlo y decir que puede caber en un pasajero por cada cuatro motores.
2) Cuesta menos que un boleto de avión
Le muestro LAX a SFO a aproximadamente $ 60 por trayecto.
Primero analicemos nuestros gastos operativos utilizando este diseño y luego veremos qué tipo de cap-ex podemos acomodar:
Utilizando un supuesto de 4 motores por asiento, el consumo total de energía del sistema debería ser de aproximadamente 200kWh por pasajero. Si podemos negociar un acuerdo por 10 centavos por kWh (aproximadamente igual a lo que los clientes industriales en CA obtienen hoy), entonces de nuestro precio de boleto de $ 60 tenemos una ganancia bruta de $ 40 para CapEx y retorno de capital (y otros opex, que yo Ignoraré ya que estos son todos bocetos ásperos).
¿Cuántos pasajeros podríamos acomodar?
Bueno, anualmente hay 6 millones de pasajeros voladores entre Los Ángeles y San Francisco. Imaginemos que interrumpimos y destruimos ese negocio (lo tomamos todo). Entonces tenemos $ 240 millones en ingresos brutos por año. Para hacer esto realmente duro: el valor presente es de $ 2.4 mil millones (tasa de descuento del 10% en 50 años) y tenemos que gastar ~ $ 2.15 mil millones o menos para vencer a un WACC del 10%.
¿Se puede hacer por $ 2.15 mil millones?
Cada motor eléctrico cuesta ~ $ 10,000. Para acomodar a ~ 17 mil pasajeros por día de 18 horas, necesitamos ~ 470 asientos. Con un costo por asiento de $ 40,000 en motores y otros $ 40,000 por el saldo de la máquina, esto no va a romper el presupuesto. Digamos que gastamos $ 100 millones en los hipertrains.
Eso nos deja con aproximadamente $ 2 mil millones para construir 300 millas de hiperloop. Aquí es donde tenemos que ser un poco especulativos.
La tubería de gas natural cuesta aproximadamente $ 60,000 por pulgada-milla (diámetro-longitud). Estoy modelando los hipertrains con 2 metros de diámetro. Para acomodar el viaje de dos vías, esto sugeriría que necesitamos $ 2.9 mil millones en CapEx hiperloop (suponiendo que el perfil de materiales, ingeniería y mano de obra es aproximadamente el mismo que para un tubo de gas natural, hay opciones de venta y toma de cualquier manera)
Entonces eso viene un poco alto, pero ciertamente está en el estadio de béisbol; Además, debe existir elasticidad de la demanda a la conveniencia, por lo que quizás sea justo esperar que acomodemos a más de 6 millones de pasajeros al año (tenga en cuenta que también competiremos por el tráfico por carretera). Con ~ 8 millones de pasajeros anuales, la economía debería comenzar a verse atractiva.
3) En el cual Elon arrastra energía solar y arruina la economía de todo el proyecto.
En pocas palabras, el costo nivelado de la electricidad proveniente de un panel solar cuando se tiene en cuenta el costo del sistema de batería de respaldo y se obtiene un retorno del capital es de al menos 25 centavos por kWh.
Entonces, los 200kWh que necesitamos para cada pasajero nos cuestan $ 50. Dejando solo $ 10 por pasajero-viaje para CapEx. Con 8 millones de pasajeros, nuestro valor actual se incrementa después de la electricidad en $ 790 millones. A menos que podamos construir el hiperloop (excluyendo el costo de los paneles solares) a un quinto del costo de una tubería de gas natural de tamaño similar, entonces no podemos obtener un retorno sobre el capital.
Solo para indicar cuán ridículo sería alimentar todo el sistema con energía solar: el CapEx para la instalación solar excedería el CapEx de la infraestructura de hiperloop en> 20x incluso si hacemos suposiciones de precios muy generosas para el gasto de capital del panel solar (<25% del promedio 2012, costo solar instalado en los EE. UU.) Y no incorporan capacidad adicional para proporcionar suficiente energía durante los meses de invierno.
La matemática aproximada: necesita 4.4 GWh por día para acomodar a 8 millones de pasajeros. Con un promedio de 5 horas de sol máximo a lo largo de la ruta, esto requiere 21 gigavatios de paneles solares. Incluso a $ 1 por vatio estás hablando de $ 21 mil millones.
No hace falta decir que esto aumenta sustancialmente la dificultad de financiar el proyecto.
En pocas palabras, el proyecto es revolucionario y lo suficientemente complejo como es; no es necesario intentar ejecutarlo con electrones excepcionalmente caros.
