Иностранный агент (taxfree) wrote,
Иностранный агент
taxfree

Categories:

Бесперспективные электромобили и вечная нефть - 2,0

Продолжение дискуссии на тему Бесперспективные электромобили и вечная нефть - или почему необучаемые обречены на вымирание? Под тем постом насрали ажно 350 комментариев, половина которых была в том, что лошади и пролетки это навсегда. А ваши автомобили это гавно, они шумят и неудобные. По крайней мере именно так говорили в начале века такие же ретрограды, которые собрались в каментах под тем постом и защищают великого мыслителя современности Игорь Иваныча. Но тут что интересно. Уважаемый читатель yulius1 в выходные подкинул мне ссылку на статью, которую вам скептикам будет очень интересно прочитать
Ее текст под катом

Среди читающих этот текст, конечно, много специалистов. И, конечно, все отлично разбираются в своих областях и хорошо оценивают перспективность разных технологий и их развитие. При этом история (которая «учит тому, что она ничему не учит») знает немало примеров, когда специалисты уверенно делали разные прогнозы и промахивались о-о-о-очень сильно:

«У телефона слишком много недостатков, чтобы его можно было серьезно рассматривать, как средство коммуникации. Устройство не представляет для нас никакой ценности», — писали специалисты Western Union, тогда крупнейшей телеграфной компании в 1876 году.
«У радио нет будущего. Летательные аппараты тяжелее воздуха невозможны. Рентгенография окажется обманом», — зажигал Уильям Томсон лорд Кельвин в 1899, и можно, конечно, шутить, что британские ученые зажигали еще в XIX веке, но мы еще долго будем измерять температуру в Кельвинах, и сомневаться в том, что многоуважаемый лорд был хорошим физиком, причин нет.
«Кто, черт возьми, захочет слышать, как актеры говорят?», — говорил про звуковое кино Гарри Ворнер, основавший Warner Brothers в 1927, один из лучших экспертов по кино того времени.
«Нет причин, по которым кому-то нужен домашний компьютер», — Кен Олсон, основатель корпорации Digital Equipment в 1977, незадолго до взлета домашних компьютеров…
В наше время ничего не поменялось: «Нет никаких шансов, что iPhone получит значительную долю рынка», — писал в USA Today гендиректор Microsoft Стив Балмер в апреле 2007 перед триумфальным взлетом смартфонов.


Можно было бы радостно потешаться над этими прогнозами, если бы ваш покорный слуга сам, например, не ошибался довольно серьезно в своей области. И если бы не видел, как массово ошибаются многие и многие эксперты. В общем, наблюдается классическое «никогда такого не было, и вот опять». И опять. И опять. Более того, эксперты и специалисты обречены на ошибки во многих случаях. Особенно когда дело касается проклятых экспоненциальных процессов.

Ох уж мне эта экспонента

Первая засада экспоненциальных процессов в том, что даже зная, как быстро они растут в математическом смысле (за одинаковый интервал времени их параметры меняются в одинаковое число раз), на бытовом уровне крайне сложно представить себе подобный рост. Классический пример: если сдвигаться на один шаг вперед, то за 30 шагов мы пройдем 30 метров, но если каждый шаг будет расти по экспоненте, то через 30 шагов мы 26 раз («Двадцать шесть раз, Карл!!!») обогнем земной шар по экватору:

Когда процесс экспоненциально растет, это приводит к быстрым массовым изменениям, которые хорошо видно невооруженным глазом. Великолепный пример приводит Тони Себа. В 1900 году на Пятой авеню в Нью-Йорке с трудом можно было разглядеть одинокий автомобиль среди конных повозок:

А всего через 13 лет на той же улице можно с трудом разглядеть одинокую конную повозку среди автомобилей:


Аналогичную картину мы наблюдаем, например, со смартфонами. История компании Nokia, которая оседлала одну волну и была долго лидером с большим отрывом, но не смогла вписаться в следующую волну и почти мгновенно потеряла рынок (посмотрите великолепную анимацию с лидерами рынка по годам), весьма поучительна.



Все компьютерные специалисты знают закон Мура, который был сформулирован вообще-то для транзисторов и был верен 40 лет. Некоторые товарищи его обобщают для электронных ламп и механических устройств и утверждают, что он действовал 120 лет. Экспоненциальные процессы удобно изображать с логарифмическим масштабом шкалы, при котором они становятся (почти) линейны и видно, что такое обобщение имеет право на существование:

В линейном масштабе рост выглядит как-то так:

И тут мы плавно подходим ко второй засаде экспоненциальных процессов. Если 120 лет рост был таким, означает ли это, что еще хотя бы 10 лет наша экспонента будет сохраняться?

На практике выясняется, что нет. В чистом виде скорость роста вычислений уже несколько лет замедляется, что позволяет говорить о «смерти закона Мура»:

Причем интересно, что данная кривая может не просто выправиться, но и пойти наверх с новой силой. Ваш покорный слуга подробно описывал, каким образом это может произойти. Да, там будут другие вычисления (неточные нейросетевые), но в конце концов если неточные счеты и механические калькуляторы расширили шкалу до 120 лет, то и нейроакселераторы там вполне уместны. Впрочем, мы отвлеклись.

Важно понимать, что экспоненциальный рост может прекратиться по техническим, физическим, экономическим и социальным причинам (список неполный). И это вторая крупная засада экспоненциальных процессов — правильно предсказать момент, когда кривая начнет уходить с экспоненты. Ошибки в обе стороны тут очень часты.

Итого:

Первая засада экспоненциального роста — показатель растет неожиданно быстро даже для специалистов. И недооценивать экспоненту — снова и снова повторяемая традиционная ошибка. Как говорили настоящие суровые профессионалы 100 лет назад: «Танки, господа, это мода, а кавалерия вечна!»
Вторая засада экспоненциального роста — в какой-то момент (иногда через 40 или 120 лет) он заканчивается, и точно предсказать момент завершения тоже непросто. И даже закон Мура, у смертного одра которого оставили следы своих копыт многие технические журналисты, может вернуться в строй с новой силой. И мало не покажется!


Экспоненциальные процессы и захват рынков

Если говорить о видимых изменениях вокруг нас и о рынке, то интересно посмотреть, как разные технологии завоевывали рынок. Удобнее всего это делать на примере США, где уже больше 100 лет разные виды рыночной статистики ведутся относительно точно:

Очень интересно и поучительно смотреть, как доля домов с проводными телефонами плавно росла, а потом резко просела на четверть в годы Великой депрессии. Доля домов с проведенным электричеством тоже росла, но просела значительно слабее: люди не были готовы отказываться от электричества, даже когда не хватало денег. А распространение домашнего радио большой экономический кризис вообще почти не почувствовало, всем последние новости были интересны. Да и платы за использование, в отличие от телефона, электричества или машины, у радио нет. Кстати, взлет личных автомобилей, который был прерван великой депрессией, восстановился только через 20 лет, проводные телефоны восстановились через 10 лет, а электрификация домов — через 5.

Хорошо видно, что распространение кондиционеров, микроволновок, компьютеров и смартфонов проходило гораздо быстрее, чем шел охват новыми технологиями раньше. С доли в 10% до 70% рост часто проходил всего за 10 лет. Технологиям начала века для такого же роста часто требовалось более 40 лет. Почувствуйте разницу!

Из забавного лично для автора. Оцените, как с 60-х годов довольно синхронно росли стиральные машины и сушильные машины для белья. Забавно, что у нас вторые почти неизвестны. И если в США с какого-то момента их, как правило, покупали парой, то у нас гости очень часто задают вопрос: «А зачем вам две стиралки?». Приходится с серьезным видом отвечать, что вторая — про запас, на случай, если первая сломается.

Еще обратите внимание на падение доли стиральных машин. В тот момент очень распространились общественные прачечные пункты, куда можно было прийти, загрузить белье в машину, выстирать и уйти. Задешево. Подобные пункты и сейчас очень распространены в США. Это пример ситуации, когда бизнес-модель конкретного рынка меняет долю проникновения технологии и структуру продаж (лучше продаются дорогие профессиональные машины в антивандальном исполнении).

Ускорение процессов особенно заметно в последние годы, когда массовое проникновение технологий стало по меркам начала 20 века «мгновенным» (за 5-7 лет):

При этом стремительный взлет одной технологии — это часто падение другой. Взлет радио означал давление на рынок газет, взлет микроволновок снижал спрос на газовые духовки и т.д. Иногда конкуренция была более прямой, например, взлет кассетных магнитофонов кардинально снизил спрос на виниловые пластинки, а взлет CD — спрос на кассеты. А торрент убил их всех с ростом цифрового распространения музыки доходы индустрии упали больше, чем в 2 раза (график обведен траурной черной рамочкой):

Аналогичным образом по экспоненте растет количество сделанных фотографий, более того — в последнее время с переходом в цифру скорость роста сильно выросла. Поэтому «смерть» аналоговых фото была по историческим меркам «мгновенной»:

Полная драматизма история компании Кодак, которая по иронии судьбы изобрела цифровую камеру и пропустила экспоненциальный взлет цифровой фотографии, предельно поучительна. Но основное, чему учит история, — что она ничему не учит. Поэтому ситуация будет повторяться снова и снова. Если верить статистике — с ускорением.

Итого:

Можно извлечь большую пользу для прогнозирования, изучая ускорение и замедление роста рынков в последние 100 лет.
Скорость внедрения инноваций в среднем увеличивается, а значит, количество ложных прогнозов будет расти. Будьте осторожны…


Переходим к практике

Вы, конечно, думаете, что все это довольно просто, понятно, и, в общем-то, учитывать все это в прогнозах не слишком сложно. Это вы зря… Сейчас начнется самое интересное… Пристегнулись?

Недавно Игорь Сечин, исполнительный директор Роснефти, выступал на Петербургском международном экономическом форуме, где, в частности, сказал: «В результате вклад альтернативной энергетики в мировой энергобаланс останется сравнительно небольшим: к 2040 году он увеличится с текущих 12 до 16%». Кто-нибудь сомневается в том, что Сечин — специалист в своей области? Думаю, нет.

При этом в последние годы доля альтернативной энергетики росла примерно на 1% в год, и рост доли ускорялся:
А дальше — задачка для 3-го класса. Есть величина, которая в 2017-м была равна 12% и прирастает на 1% в год. В каком году она достигнет 16%? В 2040? Ты хорошо подумал, мой юный друг? Заметим, что, ответив «в 2021», мы делаем классическую ошибку, делая линейное предсказание. Более разумно учесть экспоненциальную природу процесса и сделать классические три прогноза:

«оптимистичный» с учетом ускорения развития,
«средний» — исходя из того, что скорость роста будет как у лучшего года за последние 5 лет
и «пессимистичный» — исходя из того, что скорость роста будет в среднем как у худшего года за последние 5 лет.


При этом даже по среднему прогнозу 16.1% будут достигнуты уже в 2020, т.е. в СЛЕДУЮЩЕМ году:
Для лучшего понимания (экспоненциальных процессов) приведем те же графики в логарифмической шкале:
По ним видно, что средний сценарий — это вполне себе тренд, даже если смотреть с 2007 года. Итого, величина, спрогнозированная на 2040 год, будет с большой вероятностью достигнута в следующем году, максимум через год.

Справедливости ради, не один Сечин так «ошибается». Например, нефтяники BP (British Petroleum) делают ежегодный прогноз, и их уже троллят, что они, годами делая прогнозы, снова и снова не учитывают экспоненциальность процесса («Производная? Не, не слышали!»). Поэтому им каждый год уже много лет приходится свой прогноз повышать:
Ближе к Сечину прогнозы Международного энергетического агентства (тусовки с большим весом нефтяников, оцените трубы в корне русского раздела сайта). Они в принципе не учитывают экспоненциальность процесса, что приводит к ошибке на порядок за 7 лет, причем повторяют эту ошибку систематически:
Особенно забавно выглядят их прогнозы с более свежими данными (вы тоже читаете «ну когда же они остановятся-то, наконец!!!» в их кривых?):
Это, действительно, контринтуитивно, но при предсказании многих процессов эффективнее учитывать не линейный прогноз за предыдущий период и не линейный прогноз, исходя из текущей производной, а изменение скорости процесса. Это дает наиболее точный результат для подобных процессов:
Проведем краткий мастер-класс под девизом «поможем Сечину», взяв данные нефтяной BP (как оценку снизу). Кому интересно, сами данные находятся в этом гуглодоке, можете скопировать себе и посчитать по-другому. Глобально возобновляемая генерация быстро растет:
Масштаб логарифмический, и видно, что у всех регионов рост экспоненциальный (это важно!), у многих с ускорением экспоненты. В лидерах ожидаемо — Китай с соседями, обогнавший Северную Америку и Европу. Интересно, что предпоследний — Ближний Восток — один из самых нефтяных регионов планеты, причем у него самый высокий CAGR среди всех (44% за последние 5 лет(!)). Неудивительно видеть рост на порядок за 6 лет, и, судя по заявлениям их официальных лиц, они собираются продолжать в том же духе. Бывший министр нефти Саудовской Аравии еще в 2000 году мудро предупреждал коллег по ОПЕК: «Каменный век закончился не потому, что закончились камни», — и, похоже, они еще 10 лет назад учли эту мудрую мысль. СНГ (CIS), как видим, на последнем месте. Темпы роста, правда, неплохие.

CAGR можно считать по-разному. Например, построим CAGR на каждый год с 1965, за последние 5 лет и за последние 10 лет. Получится такая любопытная картина (суммарно по миру):

Хорошо видно, что в среднем экспоненциальный рост ускорялся, а потом замедлился. «Московский комсомолец» и прочие желтые СМИ в таком случае обычно пишут что-то типа «Китайская экономика падает», имея в виду «фантастические темпы роста Китайской экономики замедляются» и тактично умалчивая, что они замедляются до таких темпов, о которых другим остается только мечтать. Здесь все очень похоже.

Попробуем спрогнозировать производство в 2018 году по данным до 2010 года, взяв CAGR'1965, CAGR'10Y, CAGR'5Y и линейный прогноз от 2010 относительно 2009 и относительно 2006. Получится такая картина:

Характерные моменты — ни один из прогнозов не оказался слишком оптимистичным, т.е. везде недолет. В самом оптимистичном варианте с CAGR 15,7% недолет составил 2%. Линейные прогнозы дали ошибку 30-40% (специально взят период, когда благодаря замедлению темпов роста их ошибка меньше). К сожалению, добавить модель Сечина не удалось, поскольку восстановить его формулу не представляется возможным.

В качестве домашнего задания попробовать ретроспективные прогнозы, поигравшись с разными CAGR. Вывод будет очевидный: экспоненциальные процессы лучше предсказывать экспоненциальными моделями.

И в качестве вишенки на торте приведем прогноз от тех же BP, у которых («Осторожно, работают специалисты!») экспонента сменяется линейным ростом в прогнозе:
Обратите внимание, что они вообще не считают гидроэнергетику, которая относится к классическим возобновляемым источникам энергии. Поэтому их оценка еще более консервативна, чем у Сечина, и 12% они дают только на 2020 год. Но даже при занижении базы и остановке экспоненциального роста в 2020 у них в 2040 получается доля 29%. Никак не похоже на 16% Сечина… Прям беда какая-то…

Понятно, что Сечин умный человек. Я по специальности прикладной математик, а не энергетик, поэтому квалифицированно ответить на вопрос о причине столь серьезной погрешности прогноза Сечина не могу. Скорее всего дело в том, что эта ситуация действительно пахнет снижением цен на нефть. А у нашего большого нефтяного корабля (кто не слушал эту песню Семена Слепакова — посмотрите) по не очень понятной причине стабильный курс на продажу за рубеж сырой нефти, а не продуктов нефтепереработки. И если сильно искажать прогноз, то это избавляет (на время, надо думать) от неприятных вопросов. Но как математик, я бы предпочел видеть систематическую ошибку хотя бы на уровне не слышавших о производных господ из BP. Мне не все равно, я ведь на том же корабле еду.

Итого:

Как знают все офицеры, в условиях военного времени значение константы π (отношение длины окружности к ее диаметру) доходит до 4, а в особых случаях — и до 5. Поэтому, когда очень нужно, прогноз специалистов демонстрирует ЛЮБЫЕ необходимые начальству значения. Об этом желательно помнить.
Экспоненциальные процессы лучше прогнозировать с использованием совокупного среднегодового темпа роста, или CAGR.
Прогноз Сечина на Петербургском международном экономическом форуме можно оценивать как крайнюю степень неуважения к аудитории или как грубую манипуляцию. На выбор. Будем надеяться, что найдутся смелые люди, которые зададут-таки неприятные вопросы. Например, почему нефтехимия во всем мире весьма выгодна, а российские госкомпании вкладывают десятки миллиардов в «трубу» и экспорт сырья, а не в нее?
И, наконец, хочется надеяться, что кто-то из читателей сделает страницу про CAGR в русской википедии. Пора, мне кажется.



Tags: путин их президент, чиста поржать
Subscribe

Posts from This Journal “путин их президент” Tag

promo taxfree Травень 18, 2014 10:25 261
Buy for 50 tokens
Этот пост будет всегда висеть вверху чтобы можно было сравнить развитие страны с данным прогнозом. Прогноз дан 18 мая 2014 года Многие слышали о волновой теории Ральфа Эллиотта. Для тех кто не слышал - поясню, это в некотором смысле математическая или поведенческая теория, которая описывает…
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

  • 164 comments
Previous
← Ctrl ← Alt
Next
Ctrl → Alt →
Previous
← Ctrl ← Alt
Next
Ctrl → Alt →