Consumer Strategic Electric Vehicle Adoption under Uncertain Attribute changes in the future

Abstract

The existing static models used to analyze electric-vehicle purchase preferences is limited in its ability to explain strategic purchasing behavior of durable goods, i.e., purchase decisions following a period of postponement. This study proposes a higher-fidelity diffusion model in which the electric-vehicle consumers strategic purchasing decision—in context of an uncertain future—is extrapolated using the Markov decision process. The presented model provides a framework for analyzing the consumers intertemporal choices based on their stated preferences and can confirm changes in purchase timing in response to perceived technological and market changes that are both ongoing and indeterminate. A choice experiment was conducted on Korean car owners, and the results were used to inform electric-vehicle market predictions. Following the Markov process, this study sets the accessibility of gas stations and charging infrastructure as stochastically changing properties, and based on the estimation results, the market simulation was performed by changing the distribution of the future charging infrastructure diffusion rate. The simulation demonstrates that the more positive the consumers is regarding the future accessibility of charging infrastructure, the faster the time to replace their internal combustion vehicles, suggesting that supporting the expectation that charging infrastructure will become increasingly accessible has a significant positive impact on the rate of electric vehicle adoption.

기존의 정적 모형을 바탕으로 수행된 전기차 선호에 대한 분석은 차량과 같은 내구재를 구매하는 소비자들의 전략적 구매 행태, 즉 구매를 일정 기간 유보한 뒤 적절한 시점에 구매하는 행위를 설명하기에 한계를 지닌다. 본 연구는 이러한 문제의식을 토대로, 소비자들이 전략적으로 전기차를 구매하는 행태를 반영한 전기차 확산 모형을 제시한다. 제시된 모형에서 소비자는 불확실한 미래에 대한 선견적 예측에 따라 차량 구매 시점을 전략적으로 결정하는 주체로 묘사되며, 이러한 불확실한 미래에 대응하는 소비자의 의사결정은 마르코프 선택 과정을 이용하여 모형화된다. 제시된 모형은 진술 선호 기반 차량 선호 분석에 있어, 소비자들의 전략적 시점간 선택을 분석하는 틀을 제공하며, 미래의 기술 변화에 대한 불확실한 기대에 따른 소비자의 전기차 대체 시점의 변화를 확인할 수 있다. 2022년 한국의 자동차 소유자를 대상으로 선택 실험이 진행되었으며, 이로부터 얻은 결과는 미래 자동차 시장 예측을 위한 분석에 활용되었다. 본 연구는 주유소 및 충전 인프라 접근성을 마르코프 과정을 따르며 미래에 확률적으로 변화하는 속성으로 설정하였으며, 추정 결과를 토대로 미래 충전 인프라 확산 속도에 대한 분포에 변화를 주어 반사실적 시뮬레이션을 수행하였다. 시뮬레이션 결과 소비자가 전기차 충전 인프라 증가 속도에 긍정적인 기대를 할수록 전기차 대체 시점은 빨라짐을 볼 수 있으며, 이는 전기차 확산 정책에 있어, 충전 인프라 확산 속도에 긍정적인 기대를 주는 것이 전기차 확산 속도에 상당한 영향을 미침을 시사한다.