Минусы солнечной энергетики
В случае с солнечной энергией мы опять сталкиваемся с необходимостью вредного производства. Кроме того, что сами батареи уже требуют больших производственных мощностей, мы опять сталкиваемся с необходимостью накопления энергии.
Кроме этого, производство солнечных панелей пока достаточно дорогое. Эффективность, в свою очередь, хоть и выросла в последнее время, все равно недостаточна для полноценной замены других источников энергии. Именно поэтому полностью перейти на потребление возможно только в случае с небольшими домохозяйствами в солнечных регионах. В остальных случаях это только дополнение.
Миф № 2: ресурс батареи — несколько лет, как в смартфоне
Многие сравнивают современные электромобили по живучести батареи со смартфонами и планшетами — после пяти лет, как известно, аккумуляторы в них «умирают».
Это кажется логичным до тех пор, пока мы не вспомним, что самые популярные электромобили имеют жидкостную систему охлаждения литиевых батарей, которая не дает им ни перегреваться, ни переохлаждаться. Слегка отличается и химия катода: в автомобиле она оптимизирована под больший срок службы, в бытовой электронике часто — под минимальную толщину.
Поэтому на стендах батареи тех же «тесл» показывают сохранение 80% емкости даже после 800 тысяч километров пробега (на стенде испытания идут непрерывно). Практические результаты пользователей подтверждают эти данные: потеря емкости сильно падает со временем, и сейчас есть батареи, отходившие по полмиллиона километров с умеренной потерей емкости.
Что интересно, в 2020 году Tesla предполагает запустить в производство несколько измененные по химии батареи. Оценочно они будут иметь примерно вдвое больший ресурс, чем нынешний. Это выглядит бессмысленным для обычного пользователя: мало людей проезжают за жизнь даже 800 тысяч километров — ресурс уже существующих батарей.
Электромоторы и односкоростная трансмиссия электромобилей уже показали на стенде пробег до 1,6 миллиона километров без потери работоспособности. Обычные пользователи успели продемонстрировать эксплуатацию таких комплектов мотор-трансмиссия по 0,6 миллиона километров без поломок / Tesla
Но батареи с пробегом в 1,6 миллиона километров значимы для таксистов (а электромобили часто выбирают для такси), а также сохранения цены машины при перепродаже. Этому помогает и то, что внешние панели наиболее популярных электромобилей делают из алюминиевого сплава, стойкого к коррозии. Рынок уже стал учитывать этот момент: бывшие в употреблении Model S и Model 3 теряют в цене (при перепродаже) меньше сверстников с ДВС.
Опасности гидроэлектростанций
Самым недорогим способом получения электроэнергии являются гидроэлектростанции. Это суждение вполне справедливо. В сравнении с атомными электростанциями их эксплуатация обходится в 5-6 раз дешевле, а окупаемость в 3-4 раза выше. Казалось бы, проблема решена, но не все так просто.
По оценкам экспертов, гидроэнергия сможет покрыть только 20 процентов потребности человечества даже на текущем этапе его развития. С ростом потребления ситуация станет только хуже. Правда пока эффективность использования этого метода не превышает 50 процентов. В России этот показатель находится на уровне 30-40 процентов.
Так можно выработать много энергии, но вред окружающей среде будет очень большим.
Если на горных реках еще можно устанавливать такие станции относительно без вреда для экологии, то при размещении ГЭС на равнинных реках, происходит затопление плодородных земель, нарушение нереста рыбы, изменения популяции других речных обитателей и увеличение количества сине-зеленых водорослей, которые оказывают очень плохое воздействие на качество воды.
Также, в случае с реками, которые текут через несколько стран, надо будет как-то решать вопрос с соседями, которые едва ли будут рады ухудшению рыбного промысла и уменьшению количества воды, протекающей через их территорию. В ООН есть даже определённые ограничения на подобную деятельность.
Ford Motor
Ford объявил в феврале 2021 года о том, что к 2030 году намерен продавать в Европе только электромобили. Компания планирует, что к 2026 году все ее легковые автомобили станут машинами с нулевым уровнем выбросов и будут либо полностью электрическими, либо гибридными. Говоря о коммерческом транспорте, Ford заявила, что его уровень выбросов должен быть сведен к нулю к 2024 году.
Для этих целей компания вкладывает $1 млрд в модернизацию своего завода по производству электромобилей в немецком Кельне. Первые электромобили должны сойти с конвейера в 2023 году.
Ford воспользуется своим партнерством с немецким автопроизводителем Volkswagen. Компания будет разрабатывать свои электрокары на их платформе MEB, которая лежит в основе электромобилей Volkswagen ID.3 и ID.4.
При этом Ford обещает, что его электромобили будут сильно отличаться от Volkswagen.
2021 год — Ford Motor должна начать продажи в Европе электрического кроссовера Mustang — Mach-E;
Mach-E
(Фото: Ford Motor Company)
- 2022 год — «Соллерс Форд», совместное предприятие Ford Motor и российского автоконцерна «Соллерс», запустит в России производство электрофургона Ford Transit;
- 2023 год — выйдет первый электрокар на платформе MEB от Volkswagen.
Концерн обещает сделать свои электромобили бюджетными. Предполагается, что в будущем они будут стоить от $20 тыс. (₽1,6 млн) до $70 тысяч (₽5,5 млн). На сегодняшний день электрокроссовер Mustang Mach-E оценивается в $42 895 долларов (₽3,4 млн) за базовую версию.
Зеленая экономика
Десять самых доступных и комфортных электромобилей. Фотогалерея
Как устроен электромотор
Все мы примерно представляем процессы, которые происходят в ДВС. А вот электромобили с батей в гараже еще вряд ли кто-нибудь разбирал. Но уже, кажется, пора вникать, как там что устроено. Благо в электрокарах все намного проще, чем в случае с бензиновыми или дизельными машинами, а многое вовсе продублировано. Вот разберем, например, электромотор. Перенесемся в 9-й класс школы прямиком на урок физики. Тема урока — «Закон электромагнитной индукции».
Это просто электромотор. Не автомобильный
Помните, как учитель демонстрировал катушку и магнит, на примере которых нам объясняли действие этого закона? Если подать ток на обмотку медной проволоки, на ней возникнет электромагнитное поле
И если рядом находится магнит (неважно, постоянный или электромагнит), он начнет взаимодействовать с катушкой. Магнит будет крутиться, то есть совершать некую физическую работу. Это и есть принцип работы электромотора
Есть и обратный процесс: если мы физически заставим магнит крутиться, то зафиксируем возникновение излишков тока на обмотке. Кто первый сказал слово «рекуперация»? Все правильно, она родимая! По сути, таков принцип работы стартера и генератора в вашей машине. Так вот электромотор во всех электрокарах умеет переключаться из режима стартера в режим генератора
Это и есть принцип работы электромотора. Есть и обратный процесс: если мы физически заставим магнит крутиться, то зафиксируем возникновение излишков тока на обмотке. Кто первый сказал слово «рекуперация»? Все правильно, она родимая! По сути, таков принцип работы стартера и генератора в вашей машине. Так вот электромотор во всех электрокарах умеет переключаться из режима стартера в режим генератора.
Основные части электромотора — это статор и ротор. Статор представляет собой полый корпус с обмоткой из медной проволоки, которая намотана в три фазы (двигатель I-Pace работает на трехфазном токе переменного типа). Внутри на оси крутится ротор с постоянными магнитами. Вот и все! Подали ток на обмотку статора, и он вращает ротор, который через редуктор передает крутящий момент на колесо. Проще простого.
При распространении электрокаров из обихода автолюбителей исчезнет страшное словосочетание «ресурс двигателя». Ведь мы имеем дело с двумя элементами, которые даже не соприкасаются друг с другом (статор и ротор имеют между собой воздушную прослойку). Здесь практически нет никакого нагревания, здесь нечего смазывать и нечего обслуживать. Через несколько сотен тысяч километров, возможно, придется профилактически поменять подшипники. Троллейбусы, выпущенные в СССР, до сих пор катаются с родными электромоторами. Регламент профилактического обслуживания такого агрегата составляет раз в 2 млн км. Электродвигатель имеет два состояния — либо он работает, либо не работает. Сломаться там нечему. Больше вопросов к программному обеспечению и ресурсу батареи.
Прорезь в капоте сквозная. Она позволяет оптимизировать воздушные потоки, проходящие мимо машины. Кстати, именно аэродинамика стала причиной столь необычной для Jaguar формы задней части
Обратите внимание, что заднее стекло лишено дворника. Во время поездок по заснеженному Подмосковью стекло пятой двери у нас оставалось чистым!
России нужны отечественные электромобили
Холдинг «Автотор» начал готовиться к выпуску пилотной партии электромобилей с аккумуляторами российского производства. По информации российского Минпромторга, конвейер калининградского холдинга будет запущен в 2023 г. Более точная дата не установлена.
Как пишет ТАСС, выпуском батарей для будущих электромобилей займется отечественная компания «Рэнера». Она входит в топливную компанию «ТВЭЛ», подконтрольную «Росатому». Это станет одним из первых этапов по полной локализации производства электромобилей на территории России. Завершить этот процесс «Автотор» планирует не позднее 2030 г.
Возможно, через несколько лет россияне пересядут на электромобили с надписью «Сделано в России»
Следует отметить, что на фоне спецоперации в ЛНР и ДНР Россия попала под многочисленные санкции со стороны иностранных государств, преимущественно западных. В число ограничений со стороны США вошел запрет на поставки в Россию электромобилей. Американская Tesla является одним из ключевых игроков на международном рынке электромобилей, но в России свое представительство она так и не открыла. Между тем, ее Model S, Model 3 и Model X в сравнительно больших количествах встречаются на российских дорогах.
Иные причины низкой востребованности электрокаров в России
Боязнь неизведанного
Как-никак, а на данный момент в РФ легковой автомобиль на электрической тяге является экзотикой, к которой рядовой гражданин относится с подозрением. Люди в постсоветских странах привыкли приобретать транспортное средство на длительный срок, ориентируясь при этом на такие потребительские качества как себестоимость, доступность запасных частей и обслуживания, надёжность. Если примерить всё это на электромобиль, то получаем настоящую загадку! Устройство вроде бы и простое, но надёжно ли оно, ведь ещё не состоялась проверка временем. Ресурс самой дорогой составляющей электрокара, аккумуляторной батареи, предугадать довольно затруднительно, а вот ценник на неё, снижаться и не думает. Очевидно, выгодней тратить денежные средства на ремонт старого доброго и уже испытанного ДВС, чем возиться потом с высокотехнологичной новомодной АКБ!
Специфика электрокаров
Солидные дневные дистанции и низкие температурные режимы, привязывают авто на электротяге к розеткам, которых как раз катастрофически не хватает. Если бы инфраструктура зарядных сетей была развита надлежащим образом, то авто можно было бы заряжать на протяжении целого дня, пока автовладелец работает. Но реальность диктует свои правила! Приходится заблаговременно планировать маршруты, тщательно отслеживать потребление электроэнергии в автомобиле, учитывать потерю ёмкости АКБ и т. д.
Заключение
Будем смотреть правде в глаза, сегодня электрокары в России не имеют ни достойного настоящего, ни ближайшего будущего. Любителей экологии и высоких технологий, ничто не стимулирует обладать таким футуристическим средством передвижения, которое раньше можно было наблюдать только в фантастических фильмах. Особо настораживает безразличие правительства в этом отношении, ведь без поддержки с его стороны никак не обойтись.
Среднестатистическому российскому автолюбителю остаётся только одно — ждать лучших времён! Того и гляди государство зашевелится, узрев в электрификации собственные выгоды, ну а в том, что электрокары подешевеют только с течением времени, сомневаться не приходится. Сейчас в России они просто не уместны и тот, кто их приобретает, просто отдаёт дань моде, не более того!
Миф № 4: лития и кобальта для батарей не хватит, а б/у батареи угрожают экологии
Рассуждения в прессе о нехватке лития для электромобилей редко доходят до конкретных цифр. Между тем они сильно отрезвляют: на аккумулятор той же Model 3 в среднем нужно всего 10 килограммов этого металла. Для миллиона электромобилей в год достаточно 10 тысяч тонн, а для 100 миллионов (полное замещение обычных легковушек) — миллиона тонн в год.
Лития в составе литиевой батареи – всего один процент / The Electrochemical Society
Лития уже сегодня добывается 70 тысяч тонн в год, и даже легкое увеличение цены заметно расширит объем его коммерчески целесообразных резервов (его станет выгодно добывать из воды высокой солености). Но и на существующих источниках добыча металла постоянно растет. С кобальтом сырьевая ситуация еще проще: добывают его больше, а содержание кобальта в батареях для электромобилей быстро падает.
Часто можно услышать опасения: б/у литиевые батареи сегодня не утилизируют, а уже завтра ими покроется вся планета. Чтобы понять, сбудется это или нет, нужны цифры. Сколько опасных для здоровья компонентов в батарее электроавто? У самого массового электромобиля на рынке в батарее 10,5 килограмма лития и примерно в полтора раза больше кобальта. Остальные компоненты батареи — типа того же углерода — трудно отнести к токсичным.
Но и литий с кобальтом лишь умеренно опасны. Чтобы получить 50%-ный риск умереть от их приема, нужно запихать в себя несколько десятков граммов любого из этих металлов. Примерно такая же доза поваренной соли отправляет на тот свет с той же вероятностью. Однако никого не беспокоит загрязнение планеты поваренной солью — хотя ее в окружающей среде очень много.
Каждый литр морской воды содержит десятки граммов NaCl — тем не менее никакой паники. Цивилизация ежегодно добывает 300 миллионов тонн соли, основная ее часть используется в промышленности, откуда солоноватые стоки свободно попадают в водоемы. Да что стоки: 24 миллиона тонн соли ежегодно выбрасывается на дороги, откуда попадают в канавы (правда, никого там не убивая, в силу низкой токсичности).
Кобальт с литием опасны примерно в той же степени. И их использование в электромобилях никогда не достигнет даже десятков миллионов тонн в год. То есть опасность экологического загрязнения от литиевых аккумуляторов всегда будет много ниже, чем от обычной соли.
Почему разбрасывание в окружающей среде десятков миллионов тонн хлорида натрия никого не волнует, а куда меньшее количество близких по токсичности кобальта и лития вызывает столько опасений? Вероятнее всего, причина в том, что люди боятся необычного, а точнее — того, что они таким считают.
В реальной жизни гидроксид лития есть в автомобильных аккумуляторах, но мы никогда не слышали об этом. Более того, любой из нас часто сталкивался с соединениями лития в стеклянной и керамической посуде — именно туда, а не в батареи электромобилей уходит его основная часть. Вместе с битым стеклом и керамикой литий непрерывно попадает в окружающую среду уже очень давно, без малейших попыток его вторичной переработки.
Но пока мы о чем-то не знаем, мы не можем этого бояться. Электромобили привлекают больше общественного внимания, потому что общество о них хотя бы знает. Отсюда и опасения.
Развитие общества имеет свои законы, которые нужно учитывать. Один из них: решаются не те проблемы, что важнее, а те, которые общество считает важными. Из-за раскрученности проблемы вторичной переработки литиевых батарей крупнейший их мировой потребитель, Tesla, уже перерабатывает свои литиевые батареи. Сегодня их у компании крайне мало: большинство из 0,93 миллиона выпущенных ею машин еще не выработали ресурс аккумуляторов.
Поэтому переработка идет в крайне малых масштабах (утилизаций брака, замененного по гарантии) и стоит не так уж дешево (на единицу объема). Другие производители электромобилей выпустили еще меньше электромобилей, чем Tesla. Например, Nissan — в два раза меньше, остальные отстают еще сильнее. У них собственная переработка пока отсутствует. Но нет оснований полагать, что по мере более массового выпуска новых машин она не появится.
Сколько стоит электромобиль в России
Рынок электромобилей по-прежнему сосредоточен в ограниченном числе стран. Во всем мире 95% продаж электромобилей приходится на десять стран—Китай, США, Японию, Канаду, Норвегию, Великобританию, Францию, Германию, Нидерланды и Швецию.
Если спрашивать сколько электромобилей в России в 2020 году, то цифра смешная немногим более нескольких тысяч штук чистых электро, не гибридов.
Больше всего электромобилей в России Nissan Leaf – в базовой комплектации стоит порядка 1,6 млн.рублей, BMW i3 -2,6 млн.руб, Fiat 500E -1,7 млн.руб, Kia Soul -2,1 млн.руб, а американская Tesla Model – начиная от 4,6 и до 14 млн руб. Есть еще российская LADA Ellada.
Ну а марок электромобилей сейчас выпускается много. Фаворитами считаются: Tesla Model 3 Long Range AWD 2021, Ford Mustang Mach-e Long Range RWD, VW ID.3 Pro S, BMW iX3, Ford Mustang Mach-e Long Range AWD, Hyundai Kona 64 kWh, Audi e-tron GT, Skoda Enyaq iV 80, Hyundai Ioniq 5, Polestar 2, Mercedes-Benz EQA, Volvo XC40 Recharge, Xpeng G3, Citroen e-C4, Opel Mokka-e, Fiat 500 electriс, Honda e, Mazda MX-30.
В прошлом году Китай обогнал Соединенные Штаты как страну с крупнейшим запасом электрокаров, около трети мирового общего объема. Это китайские бренды BYD, BAIC.
Почему электромобиль? Мотивации
В качестве мотиваций приводятся два основных аргумента в поддержку использования электромобиля:
1) Улучшение экологической обстановки в мире.
Это на данный момент – главный аргумент.
Уже ни для кого не секрет, что выхлопы автомобилей с ДВС считаются одними из основных виновников загрязнения атмосферы. Именно они являются источниками ядовитых газов, пагубно влияющих на организм человека. Кроме того, они способствуют возникновению парникового эффекта, неблагоприятно действующего на экосистему планеты.
2) Постепенный уход от зависимости от углеводородного сырья.
Это второй основной аргумент в пользу электромобилей.
Некоторые страны просто не хотят тратить средства на закупку излишних объемов углеводородного сырья, используя его после соответствующей переработки в качестве топлива для автомобилей. На их территориях имеется достаточно развитая сеть электростанций, работающих на воде и ветре.
Кроме того, запасы нефти и газа в недрах Земли не безграничны. Когда-нибудь они полностью иссякнут.
А для заправки электромобиля они просто не нужны.
Музей под открытым небом
По данным Автостата, всего на 1 января 2016 года в парке России насчитывалось 647 электромобилей. В Москве и Московской области (т.е. в объединенном Московском регионе) – 280 шт. Затем следовали Приморский край, Самарская область и Краснодарский край. Картинка вырисовывалась удивительная: в 50 регионах России электромобиль – это только «музейный» экземпляр – в единственном числе или их количество выражалось однозначной цифрой.
По состоянию на 1 января 2017 года, в России уже насчитывается 920 электромобилей, прирост по стране – на 273 шт., а в процентах – даже 42,2%. Убаюкивающие цифры. Парк представлен лишь несколькими моделями: большую часть российского парка электромобилей составляет Nissan Leaf, Mitsubishi i-MiEV и Tesla Model S. Также по российским дорогам ездят 93 экземпляра LADA Ellada, а количество остальных электрокаров – Renault Twizy, Tesla Model X и BMW i3 – не превышает 20 экземпляров. 30% всего парка электромобилей приходится на Москву. И даже в лидирующем Московском регионе число электромобилей продолжает составлять ничтожно малую долю – 0,004% от мирового парка автомашин. В 2017 году в России экологические автомобили лучше продаваться не стали.
Стоимость нового электромобиля семейства Tesla Model S (с дальностью пробега до 420 км) варьируется от 104 до 190 тыс. долларов (т.е. порядка 6-11 млн руб.) Цена модели Smart (двухместный с запасом хода до 145 км) – от 1,6 до 2,2 млн руб. для подержанного автомобиля, а модели Nissan Leaf (с дальностью хода 199 км) – от 1,7 до 2,0 млн руб. и выше.
Российский АвтоВАЗ как бы наступил на пятки зарубежным производителям электромобилей и готов был завоевать достойное место на рынке электрокаров. Так, в 2012 году АвтоВАЗом были спущены с конвейера первые 100 единиц новеньких концептуальных электрокаров с очень мелодичным названием — LADA Ellada (только при чем здесь Греция?). У первого российского электрокара цена совсем не маленькая. Стоимость машины LADA Ellada (выпущенных в тестовом режиме) составила 1,2 млн руб. При запуске в серийное производство цена должна была стать ниже, но вряд ли опустилась бы ниже 700 тыс. руб. Судя по приведенной статистике, даже первые 100 машин не были полностью проданы, а серийное производство, выходит, так и не началось.
Нашумевший «народный» Ё-мобиль оказался всего-навсего пиар-проектом миллиардера Михаила Прохорова. В конструкции Ё-мобиля предполагалось использование электрической трансмиссии с комбинированным питанием от генератора. Промышленное производство машин было запланировано на начало 2015 года, при этом стоимость автомобиля оценивалась, в зависимости от комплектации, от 450 до 490 тыс. руб. Однако в апреле 2014 года было объявлено о фактическом закрытии проекта, передаче ОНЭКСИМом за 1 евро всех технологий государственному институту НАМИ и намерении продать цеха в Петербурге.
Эксперты называют несколько причин такого вялого роста парка электромобилей в России – «гостей из будущего». Главные из них – дороговизна машин и отсутствие сети заправок. По заправкам приняты правительственные решения, которые можно было бы назвать «программой развития». Обсуждаются льготы для владельцев электромобилей – налоговые послабления, бесплатная подзарядка и даже выделенные полосы (например, в Москве). Но только ли в этом дело? Уровень развития российского автопрома в целом и незащищенность внутреннего рынка, отсутствие продуманной государственной программы и целевых инвестиций пока не позволяют говорить об успехах на этом направлении. Суровые климатические условия и электромобиль – совместимые ли это понятия?
Миф № 3: холод против электромобиля
Как известно, при минус 20 и холоднее пробег электромобиля на одной зарядке падает на 30%. Если нет отапливаемого гаража, то «заправляться» ему приходится раз в два дня, заметно чаще обычного. В России это зачастую оценивают как серьезную проблему в электрификации транспорта.
Однако достаточно одного взгляда на климатическую карту Земли, чтобы понять: это не так. Нулевая изотерма января — граница, южнее которой средняя температура самого холодного месяца в году остается выше нуля: проходит по западной границе бывшего СССР. В Северной Америке она проходит через наименее населенное меньшинство штатов США и Канаду.
То есть лишь 5% населения Земли живет там, где можно вести речь о серьезных холодах. Холодные районы планеты просто не могут быть плотно населены: люди редко хотят там жить. В мировом масштабе климат никак не может повлиять на электромобилизацию.
В России ситуация, бесспорно, чуть отличается. Поэтому у нас так любят вопрос «Как вы будете электрифицировать машины в Якутии?» (хотя конкретно в городах Якутии электромобили при минус 47 ездят лучше ДВС-мобилей).
Но это, по сути, не особенно важно. В зоне вечной мерзлоты у нас живет всего 2% населения, а остальные 98% — там, где ее нет
«Мерзлотные» регионы в принципе малообитаемы, и эта ситуация не изменится ни в каком будущем. Поэтому Якутия и тому подобные места на ситуацию, типичную для 98% населения России, никак не влияют.
И в Москве, и в Перми, и в иных теплых, по российским меркам, местах случаются сильные морозы. Могут ли они помешать электромобилям? Честно говоря, сомнительно. Во-первых, надежная работа электромобилей при низких температурах — давно доказанный экспериментально факт. Марсоходы по ночам охлаждаются до минус 100 и, несмотря на это, спокойно ездят по много лет без малейшего технического обслуживания. Между тем технически это именно электромобили, причем использующие литиевые батареи.
Во-вторых, снижение дальности на 30% само по себе не такая проблема. В минус 20 и ниже пользователю электромобиля просто придется заряжаться раз в два дня, как сибирские владельцы таких машин и делают сегодня. Владелец электромобиля, который зимой решится на путешествие на тысячу километров, простоит на заправках не 45-50 минут, а 70-75 минут. Определенно, не так удобно как в безморозный период. Но так же определенно и то, что это не особенно большая разница.
