Электромобильность

Практически каждый человек, пользующийся метро, трамваем или троллейбусом, когда-нибудь задавался вопросом, почему до сих пор по городским магистралям не передвигаются тысячи электрических автомобилей? Попробуем разобраться, какие плюсы и минусы могут быть у такого транспорта. Тем более человечество уже освоило электрические самокаты, а мотоциклетные компании устроили настоящую гонку в производстве электробайков.<cut>

Но сначала история…

Немногие знают, что первые электромобили появились значительно раньше, чем двигатель внутреннего сгорания. А это так, ведь именно в 1841 году на простую колесную тележку поставили один из первых электромоторов. Уже в 1899 году питерский дворянин (а по совместительству инженер-изо­бретатель) Ипполит Романов изобрел электрический омнибус, который был рассчитан на перевозку 17 пассажиров. Четырехколесное электрическое изобретение нуждалось в подзарядке каждые 64 километра и имело мощность в 4 лошадиные силы. Изобретатель также разработал схему маршрута, по которому мог бы курсировать этот транспорт, и даже получил разрешение на работу, но средства для развития первой электрифицированной транспортной сети найти так и не смог. И, кстати, первый скоростной рекорд, когда автомобилю удалось разогнаться до 100 км/ч, тоже принадлежит электрокару La Jamais Contente, и он был установлен 1 мая 1899 года.

В XX веке электромобили работали в нью-йоркских таксопарках, стали появляться электрические грузовые машины, а на улицах курсировали омнибусы (электробусы). Но все прелести от практически бесшумного и экологически чистого транспорта сводились на нет из-за неудобства и массивности аккумуляторых батарей, которые еще нужно было постоянно заряжать. В дальнейшем интерес к электрическим автомобилям появлялся всплесками: в 60-е годы о них вспомнили из-за экологических соображений, а в 70-е — по причине резкого скачка цен на топливо. Но после 1982 года электрический бум снова сошел на нет: резко поменялась коньюнктура на нефтяных рынках, к тому же опытные образцы электрокаров отличались довольно слабыми эксплуатационными показателями. Но в 21 веке из-за непрерывного роста цен на нефть об этом виде транспорта не только вспомнили, но и достаточно серьезно озаботились вопросом массовости производства.

FRANKFURT - SEPT 14: BMW i8 presented as world premiere at the 65th IAA (Internationale Automobil Ausstellung) on September 14, 2013 in Frankfurt, Germany

Виды и подвиды

На сегодняшний день существует несколько разновидностей реализации электрокаров. Самыми первыми и простыми являются автомобили с аккумуляторными батареями.ТТХ (тактико-технические характеристики) таких авто напрямую зависят от характеристик стоящих на них аккумуляторов, а запас хода прямо пропорционален отношению веса аккумуляторной батареи к полному весу электромобиля.

Теперь обратим внимание на тачки, на борту которых стоят топливные элементы. Их основной отличительной чертой является то, что масса энергосиловой установки не меняется при изменении её энергоемкости, а увеличение запаса хода может быть достигнуто за счет увеличения массы топлива в топливных баках (как в автомобилях с двигателем внутреннего сгорания). Это позволяет, с одной стороны, значительно увеличить запас хода электрокара, но, с другой стороны, обладатель такого авто будет нести значительные финансовые издержки из-за дороговизны топлива, которое к тому же выделяет в атмосферу вредные вещества.

Также следует упомянуть электрические авто с комбинированными энергоустановками. Еще в 60-х и 70-х годах прошлого века были разработаны опытные образцы, оснащенные гибридными установками типа «аккумуляторные батареи — топливные элементы».

Ну и, конечно же, конструкторами не были забыты солнечные батареи, благодаря которым уже сейчас существует достаточно много так называемых солнцемобилей. Но все они страдают общей болезнью низкого КПД батарей, что сильно сказывается на возможности запастись необходимым количеством энергии за день. Ко всему прочему солнцекары фактически бесполезны в темное время суток и в пасмурную погоду, а сами солнечные батареи весьма дороги.

FRANKFURT - SEPT 14: BMW i3 presented as world premiere at the 65th IAA (Internationale Automobil Ausstellung) on September 14, 2013 in Frankfurt, Germany

Плюс или минус?

Для начала оценим электрокары с точки зрения транспортых расходов. Они, как оказывается, достаточно невелики. Например электрический кроссовер Toyota RAV4 EV потребляет 0,19 кВт·ч, а Ford Ranger — 0,25 кВт·ч. По американской статистике, средний годовой пробег автомобиля равняется 19200 км (52 км в день). Если принять во внимание цены на электроэнергию в Штатах (от 5 до 20 центов за кВт·ч), то стоимость годового пробега Ford Ranger составляет от $240 до $1050, RAV4 — от $180 до $970.

В российских же реалиях содержание этих автомобилей обойдется еще дешевле из-за более низкой стоимости электроэнергии (3,8 руб за кВт·ч по дневному тарифу и 0,95 руб за кВт·ч ночью), к тому же заряжаться автомобиль будет, вероятнее всего, ночью.

Если же сравнивать электрокары с машинами, оснащенными двигателем внутренного сгорания, то результаты будут следующими:

Преимущества:

  • Высокая экологичность, которая объясняется отсутствием необходимости в нефтяном топливе, маслах и всевозможных антифризах;
  • Достаточно большой межсервисный пробег и весьма щадящая цена на ТО;
  • Низкая пожароопасность при столкновениях;
  • Простота конструкции;
  • Электрокар можно подзаряжать от простой бытовой электрической сети через розетку (важно учитывать, что такая зарядка длится в 5-10 раз дольше, чем зарядка от специального зарядного устройства);
  • Практически нет шума при эксплуатации;
  • Высокая плавность хода автомобиля.

Недостатки:

  • На сегодняшний день аккумуляторы пока не достигли плотности энергии и стоимости, которая была бы сопоставима с горючим топливом;
  • Достаточно проблемное производство и утилизация аккумуляторов, содержащих вредные компоненты (свинец и литий);
  • Часть запаса энергии будет расходоваться на обогрев или охлаждение салона;
  • Отсутствие необходимой городской инфраструктуры для зарядки аккумуляторов;
  • На зарядку аккумулятора времени тратится в разы больше, чем на заправку автомобиля бензином;
  • Небольшой пробег электрокара на одной зарядке (на литиевой батарее 24 кВт·ч электрокар сможет проехать всего 160 км, и это — без учета отопления салона или работы кондиционера);
  • Достаточно высокая цена на литиевые батареи и большая масса свинцовых батарей.

Это далеко не все плюсы и минусы, но общую картину они обрисовывают. Из этого сравнения видно, что на самом деле вопрос стоит лишь во времени и технологиях. Еще совсем немного, и электрокары вполне смогут прийти на смену своим бензиновым собратьям. К тому же на рынке уже представлены модели, которые сейчас в состоянии составить конкуренцию авто с ДВС. Например, электрический седан Tesla Model S оснащен батареей 85 кВт·ч и способен проехать 480 километров при скорости 90 км/ч. Это вполне сопоставимо с пробегом большинства автомобилей с ДВС.

Электротранспорт. Что в перспективе?

Как показывают последние исследования, еще в 2005 году продажи в индустрии электротранспорта достигли 31,1 миллиарда долларов. По прогнозам, к 2015 году эта сумма увеличится в 7 раз и достигнет 227 миллиардов. Большинство производителей уже отказались от производства гибридных машин и планируют сразу выпускать электрокары. В настоящее время ученые разрабатывают аккумуляторные батареи, которые можно будет зарядить за 15 минут. Специалисты из PriceWaterhouseCoopers утверждают, что к 2015 году мировое производство электрокаров должно вырасти до 500.000 штук в год.

JORNL Апрель 2014, автор: Алексей Боглевский

Добавить комментарий