Электромобиль - тупик автомобилестроения?

Проблемы электромобилезации

Об электромобиле не слышали лишь отсталые папуасы. Остальные, стараниями таких деятелей, как Илон Маск, представляют электромобиль кардинальным средством очищения атмосферы, сердцем всех зелёных технологий, прорывом в будущее. Так ли это на самом деле? Давайте разберемся...

Положительные качества электромобилей общеизвестны, мы уже писали о них здесь и здесь. Главные среди них - высокий КПД электродвигателей, абсолютное отсутствие выхлопа, низкая ресурсоемкость. Однако все эти плюсы возникают если рассматривать электромобиль сам по себе, в отрыве от инфраструктуры. Если же окинуть "электромобилизацию" более широким взглядом, плюсы начинают таять на глазах, превращаясь в жирные минусы, способные похоронить красивую идею. В чем же проблемы?

Аккумуляторы

Однажды один человек проехал на велосипеде с моторчиком 1000 км. и потратил на это 1,5 литра бензина. Он попал в Книгу Рекордов. Что делаем мы? Заливаем 50 литров в бак нашего автомобиля и проезжаем 500 км. Затем повторяем операцию и проезжаем еще 500. Всего 100 литров на 1000 километров - в сто раз больше! А ведь мы весим приблизительно одинаково с велосипедистом из Книги Рекордов. В чем же дело?

Почти всё топливо потрачено на перемещение самого автомобиля, который тяжелее водителя примерно в 15 раз. Очевидно, чтобы снизить потребление топлива и сократить количество выхлопных газов необходимо первым делом снизить вес автомобиля.

С классическими бензиновыми или дизельными машинами такое проделывают постоянно, уменьшая их вес. Однако, при всех потугах, их вес остается около тонны. И это объяснимо! Нельзя бесконечно форсировать ДВС, уменьшая его массу. Есть теоретические пределы, связанные с выделением и рассеиванием тепла, с КПД. Это тупик!

Электромобиль - другое дело. В нем вместо тяжелого и неэффективного ДВС применен электромотор, лёгкий и эффективный. Однако, хранилищем энергии является не лёгкий бензобак, а тяжелый и дорогой аккумулятор. Так вес аккумулятора в Model S - около 500 кг. Это примерно половина веса всего автомобиля. Со стоимостью - примерно то же самое.

Tesla Model S в разобраном виде

Не стоит думать, что скоро вес аккумуляторов резко снизится. Прогресс в этой области идёт весьма не быстро, есть объективные теоретические трудности преодолеть которые пока не представляется возможным.

Батарея Tesla содержит несколько тысяч Li-Ion аккумуляторов 18650 Panasonic. Литий-ионные аккумуляторы были изобретены около 20 лет назад и до сих пор считаются венцом творения. Мало того, Элон Маск строит огромный завод в США по их производству.

Таким образом, производители электромобилей полагают, что Человечество и дальше будет ездить на устаревших элементах 18650. Однако их смелые планы наталкиваются на банальное препятствие - аккумуляторы на основе лития слишком тяжелые.

Литий (Li) - лёгкий щелочной металл (в 2 раза легче воды), открытый в 1817 г. В настоящее время нашел широкое применение в электрохимии, ядерной и термоядерной энергетике. Входит в состав анодов литий-ионных аккумуляторов с плотностью энергии 110 Вт*ч/кг., литий-полимерных (LiPol) - 200-220 Вт*ч/кг. Крупнейшие месторождения находятся в Южной Америке (Чили, Боливия).

Для сравнения, плотность энергии бензина ~2500 Вт*ч/кг. Это почти в 10 раз больше, чем у литиевых аккумуляторов. Вот почему электромобиль никак не может вытеснить двигатель внутреннего сгорания. Кроме того, жидкое топливо (бензин, солярка, керосин) легко перевозить и доставлять в любую точку без каких-либо потерь. Это оперативность и экономичность! С электроэнергией такой фокус не пройдет. Любая её передача по линиям электропередач приводит к значительным потерям.

Инфраструктура

Как заряжать электромобиль? "Воткнул в розетку и порядок!" - так отвечают на этот вопрос рекламные буклеты. Давайте подумаем насколько это правдоподобно. Итак...

Допустим, вы - владелец автомобиля Tesla Model S85 с аккумулятором, емкостью 85 кВт*ч. Средний пробег личного авто в Москве ~ 2000 км. в месяц. Чтобы проехать это расстояние, необходимо полностью зарядить аккумулятор Теслы 4 раза. Для этого потребуется электроэнергии ~350 кВт. Примерно столько же потребляют жильцы средней трехкомнатной квартиры - 400 кВт.

Таким образом потребляемая мощность практически удвоится! Казалось бы ерунда, в любом случае бензин дороже электричества. Однако есть трудноразрешимая проблема.

Что, если половина автопарка Москвы станет вдруг электрическим? Давайте посчитаем.

Всего в Москве 3,8 млн. легковых автомобилей и, если половина из них станет вдруг электрическими (типа Model S85), потребуется 1900000*12*4*85 = 7,752 млрд. кВт*ч. Между тем, общее потребление электроэнергии Москвой в 2015 г. составило 38 млрд. кВт*ч. Налицо резкий дефицит!

Откуда взять столько электроэнергии, проводов для её передачи? Для создания такой инфраструктуры потребуется не только построить сеть электрических заправок, но и увеличить выработку электроэнергии, построить новые ГЭС, ТЭС, ЛЭП и т.д. Это целая перестройка в электроэнергетике!

Экология

К чему приведет поголовная электрификация автотранспорта? Посмотрим из чего вырабатывается электроэнергия в Мире:

Источники электроэнергии по видам топлива

Водные ресурсы (ГЭС) и ядерное топливо (АЭС) - относительно более чистые источники энергии. Однако, их уже не хватает и их дальнейшее развитие весьма проблематично. Остаются уголь и нефть (мазут), которые вместе занимают доминирующее положение и являются наиболее "грязными" видами топлива.

С развитием электромобилестроения мы просто перераспределим экологическую нагрузку с городов в регионы генерации. А так как передавать электроэнергию на большие расстояния не выгодно, регионы генерации лучше расположить рядом с городами. Одним словом, поменять шило на мыло! Раньше мы тонули в бензиновом смоге, теперь будем задыхаться от угольной сажи.

Всё выглядит красиво на картинке и то лишь для некоторых стран, например Калифорнии (США) и ОАЭ. Здесь много Солнца и заряжать буферные аккумуляторы на заправочных станциях можно от солнечных панелей расположенных на крыше самих этих станций. А что делать там, где нет Солнца или ветра?

Экологичность электромобиля понятие относительное. Она зависит от способа выработке электроэнергии в каждой конкретной стране. Так в Китае практически всё электричество вырабатывается на угольных ТЭС. Страна уже сегодня задыхается в плотном смоге. Что будет, если электричества потребуется в два раза больше? Китайцам потребуется другая планета...

Получается, что электромобиль нужен лишь тому, кто живет близко к Экватору, у кого вся крыша из солнечных панелей и есть буферный аккумулятор - Supercharger. Таких в США нашлось в 2013 году 0,3% от всех покупателей авто.



Топливная компания "Бисойл" - оптовые поставки топлива EURO5 по Москве и области.

БИСОЙЛ - контактный телефон +7 495 669-39-76



Доставка топлива по центру Столицы

Доставляем топливо в центр!

Новости отрасли:

Динамика потребительских цен на бензин и дизельное топливо (апрель 2018 г.) в %

Средние потребительские цены по России:
Бензин АИ92 - 38,54 руб.
Бензин АИ95 - 41,49 руб.
Бензин АИ98 - 46,83 руб.
Дизтопливо   - 41,53 руб.

Средние потребительские цены по Москве:
Бензин АИ92 - 38,99 руб.
Бензин АИ95 - 42,44 руб.
Бензин АИ98 - 48,18 руб.
Дизтопливо   - 40,72 руб.