Электромобили. Будущее в настоящем

Некоторое время назад я написал статью о преимуществах газомоторного топлива. Статья получила немало откликов, среди которых довольно часто встречались сетования на то, что давно разработаны электромобили, на которые и надо делать ставку. Попробуем разобраться, что к чему и прикинуть перспективы массового перехода на электромобили.

Действительно, электромобили появились довольно давно. Даже раньше, чем автомобили, оборудованные двигателями внутреннего сгорания. Первое упоминание об электромобиле относится к 1841 году. Однако дальнейшее развитие этого вида транспорта столкнулось с рядом непреодолимых на тот момент сложностей. Но транспорт на электричестве сошел со сцены не полностью.

На данный момент широко распространены автомобили с двигателем внутреннего сгорания и электрической передачей. По такому принципу работают некоторые тепловозы, карьерные самосвалы, тяжелые тракторы. Также широко используется транспорт с питанием от контактной сети. Это, например, троллейбусы, трамваи и электрички. Существуют и истинные электромобили, обладающие автономным химическим источником энергии. В первую очередь это электропогрузчики, знакомые каждому посетителю гипермаркетов. Но и в качестве непосредственно личных транспортных средств электромобили тоже встречаются, хотя количество классических автомобилей больше на несколько порядков.

Увлечение электромобилями накатывает на нашу планету волнами. Почти всегда пик популярности приходится на годы дорогой нефти, а когда цены на черное золото снижаются, интерес обывателей к альтернативным способам заправки своих личных авто падает. Нетрудно догадаться, что в ближайшие несколько лет, если нефть резко не подорожает, интерес будет постепенно угасать. Но с каждым таким всплеском электромобили все глубже и глубже внедряются в нашу жизнь. И у них есть на это все основания.

Преимущества

Среди преимуществ встречаются откровенно надуманные (электромобиль дает владельцу чувство независимости), спорные (электромобиль экологичнее обычного) и вполне реальные (электромобиль прослужит дольше). Отбросим откровенно нелепые преимущества и разберемся с наиболее популярными плюсами.

Выгода. С одной стороны — неоспоримый плюс. Для одинаковой дистанции непосредственные затраты на горючее выше, чем на электричество. Однако сами по себе электромобили заметно дороже бензиновых или дизельных вариантов. Эту проблему частично сможет сгладить массовое производство.

Экологичность. Достаточно спорный тезис. Электромобиль действительно не дает вредных выбросов в атмосферу, но электричество не растет на деревьях, большая его часть вырабатывается на совсем не экологичных ГЭС и ТЭС. А самые чистые с точки зрения экологии атомные электростанции дискредитированы рядом громких аварий.

Простота конструкции. В электромобилях отсутствуют многие элементы конструкции, жизненно необходимые автомобилю с ДВС. Бензонасос, всевозможные фильтры, развитая система охлаждения, сложная трансмиссия — электромобиль, избавленный от всего этого, более надежен, легче в обслуживании.

Безопасность. ДТП из-за нарушения правил дорожного движения не являются исключением для электромобилей. Но с точки зрения вероятности возгорания автомобили на бензине гораздо опаснее.

Недостатки

Основными недостатками непосредственно самих электромобилей можно считать их высокую цену, малый запас хода и продолжительность зарядки. Чтобы купить простецкий электромобиль российскому гражданину придется выложить не менее миллиона рублей. А знаменитые Tesla Model S стоят от шести миллионов, правда, они и позиционируются как машины люксового сегмента. Но в целом электромобиль остается довольно дорогой игрушкой по сравнению с обычными авто.

Продолжительность зарядки и малый запас хода — основные проблемы электромобиля. Для поездок от дома до работы и обратно заряда хватит, а вот чтобы целый день колесить по городу, необходимо заранее предусмотреть несколько получасовых остановок на подзарядку. Более емкие аккумуляторы стоят заметно дороже, да и времени на их полную зарядку уходит больше. Таким образом, электромобиль требует тщательного планирования маршрута.

Кроме того, наш суровый климат накладывает свои ограничения на использование электромобилей. Низкие температуры снижают емкость аккумуляторов и предполагают дополнительный расход электроэнергии на обогрев автомобиля. Да и завести простоявший всю ночь на 20-30-градусном морозе электромобиль — тоже задача нетривиальная.

Сложности внедрения

Кроме непосредственных недостатков электромобилей, есть еще инфраструктурные сложности. В первую очередь это отсутствие сети зарядных станций, что в совокупности с долгой зарядкой тормозит внедрение электромобилей. Заряжать электромобиль можно тремя способами: от бытовой сети со стандартным напряжением, от специальных зарядных станций высокого напряжения и путем замены аккумулятора на уже заряженный. Все эти способы имеют свои достоинства и недостатки.

Предполагается, что для маршрута дом–работа–дом достаточно будет подключить на ночь электромобиль к стандартной городской сети. Ночные тарифы на электричество меньше дневных, сети простаивают, почему бы не воспользоваться моментом. С другой стороны, в городах возникают проблемы даже с тем, чтобы просто припарковать свой автомобиль где-нибудь рядом с домом. В таких условиях организовать множество парковочных мест, оборудованных розетками с приборами учета электроэнергии, а также приучить владельцев обычных автомобилей их не занимать — задача архисложная.

Экспресс-зарядка с использованием высокого напряжения требует неукоснительного соблюдения правил техники безопасности. Кроме того, потребуются специальные помещения. На открытом воздухе такие станции будут работать до первого дождя.

С заменой аккумуляторов дела обстоят довольно неплохо. Компания Tesla Motors уже продемонстрировала первую станцию с роботизированной заменой аккумуляторов. На всю процедуру уходит всего 90 секунд, что в два раза меньше, чем требуется на заправку автомобиля бензином. Правда, такая заправка обойдется владельцу электромобиля в 50-65 долларов США.

Но самая главная проблема такой заправки — замена знакомого аккумулятора на неизвестный. Номинальная емкость будет совпадать, а вот реальные возможности чужого аккумулятора придется выяснять экспериментальным путем.

Отдельно стоит проблема унификации. Не факт, что аккумуляторы разных производителей будут взаимозаменяемыми. Да что там аккумуляторы, самые обыкновенные розетки в разных странах настолько отличаются, что бывалые путешественники заранее покупают специальный мультипереходник.

Производство и утилизация аккумуляторов

Естественно, что для производства электромобилей понадобятся новые заводы или специальные производственные линии на уже существующих предприятиях. И это даже неплохо. Экономика России от нескольких новых предприятий только выиграла бы. Сложность заключается в производстве аккумуляторов, вернее - в добыче достаточного количества необходимых материалов.

На данный момент для электромобилей широко используются литий-ионные, литий-железо-фосфатные и литий-полимерные аккумуляторы, для производства которых требуется литий. И с ростом количества электромобилей потребность отрасли в литии будет только расти. Ежегодно потребление этого вещества увеличивается примерно на 6%. Больше всего требует стекольная промышленность, туда уходит треть всего добытого на планете лития. Аккумуляторная отрасль забирает еще 23-25%.

Резкое увеличение спроса на этот металл приведет к повышению цен, а соразмерное увеличение добычи потребует значительных капитальных вложений. Учитывая текущее состояние мировой экономики, сомнительно, что Чили или Боливия смогут в короткие сроки значительно увеличить добычу. Да и в России с этим металлом не все так просто. Самые крупные месторождения расположены в Мурманской области, где их разработка осложняется крайне суровыми природными условиями. Единственной страной, которая обладает значительными запасами этого металла и может инвестировать в его добычу является Китай.

Следом за производством следует вопрос утилизации. Переработка обычных автомобильных аккумуляторов поставлена не самым лучшим образом. Нет никаких оснований предполагать, что утилизация более крупных и тяжелых электромобильных аккумуляторов будет организована заметно лучше.

Вопрос питания

Ни для кого не секрет, что планета испытывает недостаток генерирующих мощностей. Есть, конечно, страны, которые вырабатывают электричества больше, чем потребляют. К таким относится, например, Россия. Однако некоторым приходится закупать электроэнергию на стороне. Иран, к примеру, покупает у своих соседей 500 млн. киловатт-часов в год.

Значительное увеличение количества электромобилей приведет к резкому росту потребления электричества, что грозит веерными отключениями целым странам. А строительство новых электростанций требует немалых вложений. И вот тут-то Россия оказывается в очень выгодном положении. Основными производителями электричества остаются электростанции на углеводородном топливе. А этого добра у нас хватает. С другой стороны, Россия сегодня занимает лидирующие позиции в разработке и строительстве ядерных электростанций, так что увеличение числа электромобилей нам явно на руку.

Перспективы производства

В мире насчитывается с десяток производителей электромобилей, но в контексте модного нынче импортозамещения, имеет смысл взглянуть, как обстоят дела с их производством в России.

С 2012 года АвтоВАЗ выпускает отечественный электромобиль Lada Ellada. Первый серийный экземпляр приобрел глава корпорации «Ростех» Сергей Чемезов. Пока российский электромобиль не отличается большим запасом хода — всего 140 км, — и довольно дорог — 1,25 миллиона рублей. Частично это обусловлено использованием шведского электродвигателя и китайских аккумуляторов. Однако пробную партию этих машин уже закупили для организации парка электротакси в Кисловодске.

Альтернативой китайским могут стать наши аккумуляторы производства новосибирской компании «Лиотех». Правда, компания переживает не лучшие времена, но РОСНАНО удалось договориться с правительством Новосибирской области о реструктуризации долгов предприятия и о дальнейшем развитии производства.

Также под Санкт-Петербургом строится завод электромобилей. На предприятии планируется производить небольшие многофункциональные электромобили для нужд коммунального хозяйства. А в Рязани стартовало производство российских электрозарядных станций.

Поспособствует развитию электромобильного транспорта в России и постановление правительства от 27 августа 2015 года. Этот документ разрешает размещать зарядные колонки на уже существующих заправочных станциях.

Итоги

Исходя из всего вышеперечисленного видно, что ни человечество в целом, ни Россия в частности не готовы к резкому отказу от автомобилей на ДВС в пользу электромобилей. Слаборазвитая инфраструктура, недостаток генерирующих мощностей, а так же мировой финансовый кризис и высокие цены на электромобили отодвигают их массовое использование на неопределенное будущее.

В то же время первые шаги к широкому внедрению электромобилей в повседневную жизнь уже сделаны. Точка невозврата пройдена, и с каждым годом на дорогах будет появляться все больше и больше автомобилей на электричестве. И судя по вниманию правительства к этой отрасли, Россия не будет плестись в отстающих, глядя на повсеместное распространение электромобилей. Они появятся и у нас, правда, с поправкой на местные условия эксплуатации.