Проблемы Электромобилей, Настоящее И Будущее

Электромобили, настоящее и будущее

Электромобили, постепенно превращаются из диковинки, как некогда были мобильные телефоны в повседневную реальность нашей жизни. Возможность увидеть почти беззвучно проезжающий электрокар появляется чаще и чаще.

Электромобиль стал не только причудой отдельных частников. Он прочно врывается в будничную повседневность. Службы такси на электромобилях стали реальностью в Нью-Йорке, Стокгольме, Шанхае. Китайские полицейские пересаживаются на авто с нулевым уровнем выбросов.

Широкое использование ждет электромобили в курортных городах, например в Сочи во время олимпиады будут эксплуатироваться электрокары в качестве транспорта олимпийского комитета.

Рассмотрим «минусы» электромобилей сегодня, и что нас ждет в возможном будущем:

Малый пробег без подзарядки, то есть грубо, «привязка к розетке»

Да, на сегодня средний пробег электромобиля без подзарядки 140-170 километров, и это при практические идеальных условиях. Практически не учитывается энергопотребление бортовых устройств: фар, климат контроля, акустики, других потребителей электроэнергии. В холодную погоду значительная часть электроэнергии будет тратиться на обогрев салона, ведь системы охлаждения, которая давала бы тепло для этих целей нет. В реальности пробег в худших условиях может составить 80-90 км. А ведь есть еще и такой фактор как «стиль вождения».

В отличие от автомобилей с ДВС, у которых минимальное потребление приходится на загородный цикл (высокие постоянные обороты двигателя), у электромобиля все наоборот, как раз наибольший расход запасенной энергии будет при непрерывной работе двигателя на высоких оборотах. В городском цикле электромобиль возвращает часть энергии за счет «рекуперативного» (восстанавливающего) торможения.

Но на самом деле не все так плохо. Установить аккумуляторы большей емкости, для большего пробега достаточно трудно, из-за их значительного веса, но некоторые производители идут по этому пути. BYD e6 – электромобиль китайского производителя, при общей массе в две тонны имеет пробег около 300 км. Но даже при этом электромобили претендуют на нишу «городского» транспорта.

Другое конструктивное решение – установка на борту электромобиля ДВС небольшой мощности, который будет работать в режиме генератора. По такому пути пошли GM в своем Chevrolet Volt и BMW в BMW i3. В Chevrolet Volt генерирующий двигатель начинает работать при превышении скорости в 140 км/час, позволяя разгоняться до 190 км. И при аккумуляторах небольшой емкости (на 60 км пробега), на зато и небольшого веса, при заправленном бензином 45 литровом баке способен «отмотать» без дозарядки и дозаправки уже 1000 км. Результаты BMW скромнее, но 400 км для небольшого авто на 4 пассажира все равно впечатляют.

Разработки в области аккумулирования не стоят на месте, достаточно вспомнить первые мобильники 90-х годов, с огромными тяжелыми аккумуляторами на 4 часа работы. Подразумевается, что технологические решения в области аккумулирования электроэнергии позволят в будущем при той же массе батарей значительно повысить их емкость. Тогда на уже приобретенном электромобиле достаточно будет сменить батареи на более емкие.

Отсутствие инфраструктуры

Реально существующая проблема – место зарядки электромобиля. Дома, в гараже это не проблема, но существуют еще и общественные стоянки и стоянка в месте работы. В этой области инфраструктуры делаются также огромные шаги, в Европе и Америке многие владельцы предприятий уже устанавливают на корпоративных стоянках пункты зарядки для своих сотрудников. Зарядные станции в Японии уже стали обычным явлением.

Компания Nissan ведет активную деятельность устанавливая пункты быстрой зарядки в США и Европе. И если в 2012 году насчитывалось около 2000 станций быстрой зарядки (зарядка аккумулятора до полной емкости занимает около 1 часа в зависимости от электромобиля), то в 2013 году ожидается их удвоение. Способствуют таким начинаниям и стандартизация режимов и разъема ускоренной зарядки электромобилей разных производителей.

Проблема развития инфраструктуры скорее экономическая, чем технологическая. Пока нет большого парка потребителей услуг зарядки (количество электрокаров в эксплуатации), инвесторы не хотят вкладывать средства, объем продаж электромобилей растет медленнее из-за отсутствия инфраструктуры.

Достаточно вспомнить, что такая же проблема существовала и с автомобилями: в начале ХХ века было трудно найти бензин для заправки, что прибавляло скепсиса консерваторам, приверженцам конной тяги. И если на трассах (вместо почтовых трактов) существует инфраструктура автозаправочных комплексов (вместо конных станций), то вполне логично предположить и дальнейшее развитие в виде станций быстрой зарядки аккумуляторов, накачки топливных ячеек водородом.

Высокая стоимость электромобилей

Цена на серийно выпускаемые электромобили примерно в 2 раза выше цены авто с ДВС или дизельным двигателем, для такого же класса. Такая разница в цене на средство передвижения будет компенсироваться несколько лет за счет более дешевой электроэнергии, по сравнению со стоимостью нефтепродуктов.

Ситуация не изменится даже при значительном росте стоимости нефти. Производство электроэнергии еще сильно завязано на стоимость углеводородов, а альтернативная энергетика (ветроэлектростанции, солнечные электростанции) по своей себестоимости пока еще только приближается к показателям теплоэнергетики, за счет высокой стоимости и энергоемкости электрогенерирующих систем, не говоря о проблемах пиковых нагрузок и накопления выработанной энергии. Стоимость добычи углеводородов неизбежно увеличит стоимость электроэнергии, а значит и стоимость пробега электромобиля. 

Цена современного электрокара примерно на 60% состоит из стоимости аккумуляторной батареи, значит радикально снизить стоимость может только удешевление аккумуляторных элементов. Применяемые сейчас аккумуляторы содержат соединения и металлы с высокой стоимостью добычи и переработки (литий), само производство также энергоемко, что определяет высокие цены на аккумуляторные элементы.

Десятками разработчиков и корпораций ведутся исследования в области альтернативной замены существующих элементов питания с использованием лития, многие направления имеют положительные экспериментальные результаты, однако до промышленного применения ни одна из существующих технологий еще не доведена. Но это уже тема другой статьи.

Прогнозируется, что, что в этой области в ближайшие годы произойдут изменения, которые позволят снизить цены электромобиля, до уровня цен автомобилей с ДВС такого же класса.