21 Февраля 2018

Шесть причин выбрать электромобиль уже сегодня

Мир стоит на пороге кардинальных перемен в восприятии продукта, еще недавно считавшегося предметом роскоши элитарной публики из Голливуда. Почему за электромобилями будущее?

Поделиться в социальных сетях
Гордеева.Life
Ия Гордеева Эксперт по электротранспорту и зарядной инфраструктуре (Санкт-Петербург)
Является председателем Ассоциации развития электромобильного, подключенного и беспилотного транспорта и инфраструктуры. Занимается развитием экологически чистого транспорта и инфраструктуры для него. В своем личном блоге будет рассказывать о новинках развития рынка электротранспорта, законодательных инициативах в этой отрасли, проблемах и решениях отдельных задач. А также поделится личным опытом владения и тестирования электрокаров и зарядных станций для них.
...
Читать статьи

Стремительный выход многочисленных моделей электрокаров в «мэйнстрим», наблюдаемый с начала XXI века, стал возможным благодаря появлению эффективных аккумуляторных батарей и усовершенствованным технологиям их зарядки. К настоящему времени усилиями тысяч ученых и инженеров из разных стран разработаны решения, позволившие значительно улучшить ключевые характеристики электрической силовой установки. Автомобильные гиганты один за другим заявляют о переходе к выпуску автомобилей на электрической тяге – в надежде повторить успех калифорнийской Tesla, компании Илона Маска, сумевшей за несколько лет изменить представления обывателя об электрокарах. Так или иначе, мир стоит на пороге кардинальных перемен в восприятии продукта, еще недавно считавшегося предметом роскоши элитарной публики из Голливуда.

Почему за электромобилями будущее?

Первая причина: Вклад в улучшение экологической ситуации

Решение задачи оздоровления экологии любого крупного города неотделимо от проблемы очищения воздуха улиц и дворов, постоянно отравляемого сотнями тысяч автомобилей с традиционным ДВС. В условиях сверхплотной застройки ситуация усугубляется наличием шумового загрязнения, оказывающего негативное воздействие на жизненно важные функции организма человека в долгосрочной перспективе. Исходя из того, что городской трафик в своем нынешнем виде формирует предпосылки для распространения болезней сердечнососудистой, дыхательной и нервной систем, требуется принятие неотложных мер.

В сущности, любой двигатель внутреннего сгорания поглощает атмосферный воздух и «пережигает» его в токсичный выхлоп, концентрирующийся у поверхности – в противоположность им электромобили обладают нулевым уровнем локальных выбросов, поэтому результатом их широкого внедрения станет кардинальное снижение экологической нагрузки на окружающую среду. Перевод автопарка в масштабах города с населением несколько миллионов человек (Санкт-Петербург, Москва и др.) на электротягу автоматически решит проблему контроля продуктов сгорания бензина, дизельного и газомоторного топлива – логичнее добиваться сокращения «углеродного следа» непосредственно на электростанциях, избегая траты средств на создание системы отслеживания локальных выхлопов.



Вторая причина: Повышение энергоэффективности

Чем большей отдачи от ДВС пытаются добиться инженеры, тем выше в итоге степень электрификации силовой установки. Яркий тому пример – гибридные автомобили, в которых бензиновый мотор работает совместно с электродвигателем и аккумуляторной батареей небольшой емкости. При внушительных затратах на исследования и разработки в течение последних десятилетий автопроизводители сталкиваются с дилеммой: КПД традиционных тепловых двигателей удается улучшить лишь незначительно, а принятие все более строгих ограничений по чистоте выхлопа (95 грамм CO2 на километр и ниже) закономерно приводит к усложнению конструкции. Водородные системы страдают от того же фундаментального недостатка: весьма энергозатратные преобразования исходного сырья путем электролиза либо риформинга с последующими потерями в стеке топливных элементов сводят на нет выгоды технологии.

Однако даже самый простой электромобиль уже сейчас опережает бензиновые, газовые и водородные аналоги по энергоэффективности в среднем от трех до 10 раз. В качестве эталона можно рассматривать Hyundai IONIQ Electric, расходующий 15,7 кВт*часов на 100 км в смешанном цикле (т.е. всего 1,7 литра в бензиновом эквиваленте).

Дополнительно стоит отметить более низкий уровень капитальных затрат на создание инфраструктуры зарядных станций по сравнению с заправочными терминалами для бензина, газомоторного топлива и, в особенности, водорода. Так, стоимость водородной заправочной колонки составляет около 1 млн евро, что в несколько десятков раз дороже электрозарядной станции. Оборудование для зарядки подключается к существующим электрическим сетям, не требуя дорогостоящей логистики для доставки и хранения энергоносителя – в отличие от топливораздаточной колонки, зарядная станция может быть установлена на территории отеля, торгового центра или жилого дома. Как следствие, процесс зарядки электромобиля значительно безопаснее заправки горючим, что способствует снижению риска возникновения пожаров в местах массового скопления людей.

По своим возможностям тяговая аккумуляторная батарея многократно превосходит топливный бак или газовый баллон, обладая широким спектром сервисных функций. Во-первых, высокоточная система контроля отслеживает фактическое состояние ячеек в реальном времени и выполняет их балансировку; во-вторых, с помощью активного терморегулирования поддерживается стабильный температурный режим; в-третьих, алгоритмы диагностики позволяют заблаговременно выявить отклонения в параметрах для корректировки. Помимо этого, масса блока аккумуляторов используется для снижения центра тяжести, равномерного распределения веса без ущерба управляемости и устойчивости.

Даже самый простой электромобиль уже опережает бензиновые, газовые и водородные аналоги по энергоэффективности в среднем от трех до 10 раз (эталон на фото - Hyundai IONIQ Electric)

Третья причина: Оптимизация эксплуатационных затрат

Как видно из вышесказанного, отсутствие в конструкции электромобиля множества сложных систем и узлов обеспечивает наилучшие показатели эффективности и надежности. Существенная экономия средств обусловлена разницей в стоимости заправки топливом и зарядки электроэнергией: при ориентировочной цене 4,5 рубля за киловатт-час 100 км пробега стабильно обходятся в 50-100 рублей, что сулит ощутимый выигрыш в условиях неизбежного роста розничных цен на горючее.

Кроме того, в силу особенностей устройства электромобиля для его владельца полностью исключается необходимость обслуживания элементов двигателя, многоступенчатой коробки передач, а также регулярной замены расходных материалов и автокомпонентов (свечи зажигания, тормозные диски, моторные масла, топливные и воздушные фильтры).

Согласно данным Nissan и BMW, занимающих первые позиции по объему выпуска электромобилей, ресурса применяемых литий-ионных батарей достаточно для 10-15 лет непрерывного использования – в реальных, а не лабораторных условиях. Вместе с тем средний (медианный) запас хода серийных моделей к 2017 году достиг 150-200 км, а максимальный превысил 500 км. В повседневной эксплуатации владельцу автомобиля достаточно заряжать его каждые один-три дня там, где это удобно: дома, на работе, во время поездок по городу и за его пределы.

В повседневной эксплуатации владельцу автомобиля достаточно заряжать его каждые один-три дня там, где это удобно

Четвертая причина: Развитие потенциала промышленности

Актуальность поддержки автономного электротранспорта в контексте импортозамещения связана с задачами коммерциализации наукоемких решений, создания новых предприятий и тысяч высокотехнологичных рабочих мест, а также освоения критически важных компетенций.

На примере экономически успешных стран отчетливо видны результаты действия комплексных инициатив по стимулированию спроса на электромобили, использованных в качестве инструмента развития целого ряда отраслей промышленности. При этом был дан импульс форсированию производства не только аккумуляторных батарей, но и различной преобразовательной техники, компонентной базы для силовой электроники, электрических приводов, зарядного оборудования.

Электротранспорт - основа для развития новой наукоемкой промышленности

Пятая причина: Глобальный курс на автономность

Сегодня есть все основания полагать, что дальнейшее совершенствование беспилотных транспортных систем предопределит распространение качественно новых сервисов городской мобильности в рамках концепции «транспорта как услуги» (MaaS). Тема автоматизированных маршруток-челноков, обслуживающих пассажиров по вызову из мобильного приложения для смартфона, отлично «стыкуется» с электромобилями – более того, практически все известные разработки (в т.ч. ШАТЛ от НАМИ и КамАЗ, Volgabus Matrеshka) таковыми и являются.

Комбинация роботизированного такси с беспроводными зарядными устройствами ликвидирует последний барьер на пути к повсеместному запуску круглосуточных транспортных услуг, избавленных от вмешательства человека для дозаправки топливом, каким бы оно ни было. Очевидно, что в такой картине ожидающего нас будущего едва ли найдется место для бензина, газа или водорода.

В ближайшем будущем нас ждет появление автоматизированных маршруток-челноков, обслуживающих пассажиров по вызову со смартфона

Шестая причина: Новые возможности для энергетики

Наконец, принципиальным «минусом» автомобилей с ДВС и водородной энергетической установкой является невозможность или чрезмерная сложность их интеграции в электрические сети. Наличие аккумуляторных батарей достаточно большой емкости (от 12 до 100 кВт*часов у серийных образцов) позволяет использовать электромобили в качестве масштабируемого стационарного накопителя энергии по двум сценариям.

Первый: V2H (vehicle-to-home) – резервное снабжение электроэнергией частных домохозяйств, многоквартирных домов, организаций и предприятий в случае возникновении аварий на объектах сетевого комплекса. Как показала мировая практика, при грамотном внедрении V2H электромобили способны успешно заменять дизельные генераторы в случае «блэкаутов» длительностью от нескольких часов до суток.

Второй: V2G (vehicle-to-grid) – интеллектуальное управление потоками энергии в активно-адаптивных сетях, за счет которого двунаправленные зарядные станции для электромобилей позволят минимизировать суточные и сезонные пики, обеспечивая своевременное регулирование нагрузки на инфраструктуру в режиме реального времени. Оперативно переключая тысячи одновременно заряжающихся автомобилей в режим обратной отдачи в сеть, система задействует их для распределенного хранения энергии.

Вместе с электрификацией для автомобилей открываются вполне конкретные перспективы ухода от пассивного потребления невозобновляемых ресурсов (углеводородное топливо) к активному участию в производстве, распределении и хранении «чистой энергии», получаемой из возобновляемых источников – следовательно, синергетический эффект взаимодействия двух отраслей экономики отвечает интересам укрепления энергетической безопасности.

Электромобили легко интегрировать в электрические сети городов и регионов
Ия Гордеева Эксперт по электротранспорту и зарядной инфраструктуре (Санкт-Петербург)