Подробно

13

Сила тока и сопротивление

Как развенчивая мифы, не сотворить новых

Журнал "Коммерсантъ Автопилот" от , стр. 58

Человечество испокон веков занято поиском неких сверхрешений – так называемого краеугольного камня, способного сразу решить все проблемы. Скатерть-самобранка, ковер-самолет, превращение свинца в золото, эликсир молодости… И несмотря на неудачи, усилия эти живы до сих пор. Одно из последних увлечений – попытка пересадить нас на электрические автомобили. Благодаря чему мы сразу заживем в идеальном мире. Ледники перестанут таять. Нефтяные магнаты – наживаться на потребности человечества в углеводородах. А перемещаться в пространстве мы будем бесшумно и быстро. И при этом практически бесплатно, ибо электричество дешево… Естественно, только дурак, не ведающий своего счастья, может отказаться от таких перспектив.


Юрий Постников, доктор-инженер, Германия; Валерий Чусов


Все автомобильные фирмы сегодня наперебой хвалятся, сколько именно полностью электрических моделей они выведут на рынок через пару лет. Отдельные государства уже объявили даты, когда на их дорогах будет введен тотальный запрет на автомобили с двигателями внутреннего сгорания. Но мало кто при этом пытается объяснить нам, за счет чего все это случится и почему это будет хорошо. Аспектов у проблемы много.



Автомобильный аспект. Электромобили придумали сто с лишним лет назад. Но массового распространения они не получили. Самым проблемным местом электромобиля и тогда, и сегодня остается его аккумуляторная батарея. Из-за ее технологической сложности, стоимости, надежности, долговечности, а также соотношения массы к энергоемкости. Что же такого произошло или должно произойти в этом сегменте техники, что позволяет избавить электромобиль от всем давно извечных недостатков, оставив нам лишь его неоспоримые достоинства?

Энергетический аспект. А именно наличие доступных мощностей по производству электроэнергии, необходимой для приведения электромобилей в движение. Сколько электростанций, каких и где придется построить, если мы ставим цель все количество находящихся в эксплуатации автомобилей с ДВС заменить на электрические? Как мы собираемся транспортировать эту энергию от места ее производства до станции зарядки электромобиля, сколько таких станций зарядки нам необходимо и где они будут размещены, сколько будет стоить один киловатт-час?

Политический аспект. Именно политические решения о госсубсидиях как для покупки, так и при эксплуатации искусственно повысили привлекательность этой техники для конечного потребителя. Если эта политическая воля по каким-либо причинам иссякнет, не окажется ли электромобиль опять в забвении на следующие сто лет?

Финансовый аспект. Где взять огромные свободные финансовые ресурсы для построения буквально с нуля целой новой отрасли мировой экономики? Как заработать на этом деньги при гораздо более высокой себестоимости производства электромобилей по сравнению с обычными? Как заставить потребителя покупать заведомо более дорогой товар? За чей счет дотировать разницу в его цене, чем компенсировать отказ от ожидаемой прибыли со средств, уже вложенных в нынешнюю инфраструктуру по производству автомобилей и автокомпонентов? Из каких источников оплачивать пособия сотрудникам, которые станут безработными в массовом порядке с закрытием традиционных автопроизводств?

Своеобразной попыткой ответить на все эти вопросы стала рекламная кампания, организованная Volkswagen в ознаменование грядущего выпуска первого массового электромобиля марки – модели ID.3. Это дюжина веселых картинок, на которых транслируется миф, а вернее – наше предубеждение относительно электромобильности. А потом дается его «разоблачение».

Мы не беремся в свою очередь разоблачать эти «разоблачения». Просто хотим обратить внимание общественности на то, что, как сейчас модно говорить, «не все так однозначно».

Хотя, впрочем, кое-что более чем очевидно. То, что в технике не бывает универсальных решений на все случаи жизни. Утверждать обратное – значит обманывать самих себя и потребителя. Пытаться запретами эксплуатации машин с ДВС расчистить путь для продвижения электромобилей в массы – значит заведомо признавать их ущербность и, по сути дела, препятствовать их дальнейшему развитию. Ведь зачем развивать и совершенствовать то, что и так купят по принуждению? Гораздо разумнее дать обоим подходам в автомобилестроении мирно сосуществовать, развиваться и конкурировать без искусственного протекционизма.

МИФ № 1. «Никто не может себе это позволить»


Факты: ID.3 стоит столько же, сколько Golf TDI, государственные субсидии, минимальные налоги.

Volkswagen объявил цену на модель ID.3 в 40 тысяч евро. Да, Volkswagen Golf действительно можно купить за такие деньги. Правда, это будет очень дорогой Volkswagen Golf – самый доступный стоит 21 365 евро, почти вдвое дешевле. За 32 900 можно купить Golf с дизелем 2,0 л/150 л.с. и DSG в богатой комплектации Highline. Нынешний e-Golf, который будет заменен ID.3, стоит от 35 900 евро.

С развитием производства электромобилей цены на аккумуляторные батареи снижаются: за десять лет, с 2005-го по 2015-й, стоимость 1 кВт•ч емкости батареи снизилась в три с половиной раза (с 1280 до 365 долларов), и, конечно, она будет снижаться и дальше. Но электромобили все еще стоят дороже своих аналогов с двигателями внутреннего сгорания. И похоже, что высокие розничные цены не всегда покрывают их себестоимость.

Посмотрим на главную икону сторонников электропривода – Tesla. С прибылью эта компания закончила только один год за всю свою историю – 2013-й. В 2018 году убыток составил 976 млн долларов. И это при рекордном объеме выручки – 21,4 млрд долларов. С точки зрения цен на электромобили это означает, что реально машина стоит дороже, чем за нее платит покупатель. Кто же доплачивает рабочим за работу, а поставщикам – за поставленные детали? Илон Маск берет кредиты и продает акции, то есть пока покупателей Tesla финансируют со стороны. Volkswagen и другим традиционным производителям автомобилей не обязательно нужно искать займы и привлекать инвесторов для запуска производства «электричек», на это они тратят деньги, полученные от продажи автомобилей с ДВС.

То есть Volkswagen может назначать любые цены на свои электромобили, но если цена продажи ниже цены себестоимости, то разницу должен кто-то компенсировать. И мы знаем, кто именно этот кто-то – покупатель автомобиля с ДВС.

МИФ № 2. «Зарядных станций недостаточно»


Факты: 17,4 тысячи общественных электрозарядок в Германии, домашняя зарядная станция позволяет подзаряжаться в щадящем режиме, 100 тысяч станций по всей Европе.

На данный момент в Германии имеется примерно 14 тысяч обычных АЗС, а во всей Европе – около 140 тысяч. На первый взгляд, сопоставимые с электрозаправками цифры. Но на заполнение бака бензином либо соляркой уходит менее пяти минут, а для зарядки электромобиля по нормальному, щадящему батареи циклу нужно 8 часов, или 480 минут, т.е. в 100 раз больше. Исходя из этого, на самом деле потребуется в 100 раз больше станций подзарядки, чем автозаправок: только для Германии – 140 тысяч, а для Европы – 1,4 млн станций! Кроме того, они займут суммарно гораздо большую площадь земли. Даже несмотря на то, что организация зарядной станции куда проще, чем строительство и обслуживание традиционной АЗС – никаких проблем с местом для резервуаров, не требуется постоянных поставок разных видов топлива, проверок топливораздаточного оборудования, – места запаркованный на подзарядку электромобиль займет не меньше, чем автомобиль с ДВС.

Иными словами, если электромобилисту придется довольствоваться количеством станций подзарядок, обещанным VW, то поймите его ощущения, просто представив, что в вашем городе количество бензозаправок внезапно уменьшилось в 100 раз.

МИФ № 3. «Зарядка занимает целую вечность»


Факты: время зарядки коротко, ID.3 может питаться током мощностью до 125 кВт, приложения показывают дорогу к ближайшей зарядной станции.

Среднее частное домовладение в Германии имеет 380-вольтовое трехфазное подключение электроэнергии мощностью до 11 кВт. Токоподвод в этом случае представляет собой трехжильный подземный кабель сечением 10 кв. мм каждой жилы. Для возможности зарядки ID.3 будет необходимо проложить новый кабель к каждому домовладению сечением, в десять раз большим, т.е. по 100 кв. мм каждой жилы. Помимо того что придется перекопать в буквальном смысле слова всю страну, необходимо будет зарыть в землю в десять раз больше денег за весьма дорогой медный кабель. Затем будет необходимо перестроить все подстанции, увеличив их мощность на порядок, попутно увеличив соответственно мощность либо количество электростанций.

Приложения к смартфонам помогают найти свободную зарядку. Но, во-первых, далеко не все пенсионеры в Германии – а среди покупателей «Гольфов» их изрядная часть – умеют пользоваться смартфонами. И во-вторых, где гарантия, что ближайшая зарядная точка, к которой можно «припасть», окажется не в десяти километрах?

МИФ № 4. «На такой тачке я никогда не доеду до Италии»


Факты: запас хода до 550 км, IONITY в Европе – высокомощные зарядные станции через каждые 120 км, уже 2 тысячи общественных станций быстрой зарядки в Германии.

Италия на картинке упомянута неспроста. Страна за Альпами – популярное у немцев место для отпуска. Куда они привыкли отправляться на своих машинах в июле и в августе. То есть нагрузка на зарядные станции по маршруту и очереди на них в эти месяцы вырастут в разы. Но это не главное. С VW не поспоришь – до Италии на электромобиле действительно доедешь. Но от себя мы добавим, что это будет весьма увлекательное и познавательное путешествие. На машине с ДВС все выглядит быстро и потому скучно. Если верить картам Google, то дорога от Берлина до Римини – это 1261 км, а время в пути составит около 13 часов. Выехав на электромобиле, через 500 км придется встать на зарядку. И лучше бы на восьмичасовую, ведь машина своя и заряжать ее по короткому и весьма нещадному циклу – значит преждевременно убить батарею. То есть надо останавливаться в мотеле. Затем следующим днем проехать очередные 500 км, повторив итерацию. То есть на курорт вы приедете лишь на третий день, невольно осмотрев достопримечательности тех мест, где пришлось ночевать. Вероятно, с сопоставимой скоростью путешествовали на перекладных лошадях двести лет назад, пока Европу не покрыла сеть железных дорог.

МИФ № 5. «Электричество? Слишком опасно»


Факты: никакого риска при зарядке в дождь; авария – в случае аварии, напряжение в сети отключается мгновенно, клетка Фарадея – надежная защита.

Мы, конечно, верим, что, вставляя вилку в розетку под дождем, сами не попадем под электрораздачу. Но тема, согласитесь, новая, поэтому если что-то все-таки случается, то паникуют даже пожарные. В Нидерландах задымившийся по неизвестным причинам электрокар погрузили в бак с водой на сутки – чтобы гарантировать прекращение возгорания. Про пожары электромобилей есть даже статья в Википедии. Плюс автопроизводители не учитывают такой фактор опасности электромобилей, как отрицательное влияние электромагнитного излучения (ЭМИ) на организм человека. С ЭМИ давно сталкиваются машинисты электропоездов, работники подстанций, а также пилоты авиалайнеров. Но они получают неплохую зарплату с надбавками за вредность, пользуются медицинским обеспечением, социальными льготами и рано выходят на пенсию. И к тому времени, увы, нередко уже превращаются в развалины. А что получат владельцы электрокаров и гибридов, которым предложено брать пример с представителей опасных профессий?

МИФ № 6. «Это не защита окружающей среды»


Факты: до 90 процентов меньше выбросов CO2, чем у ДВС, «зеленого электричества» становится все больше, ID.3 первый углеродно-нейтральный автомобиль.

Электромобили не вырабатывают углекислый газ. Да, когда они едут.

Сам Volkswagen совсем недавно выкладывал данные о суммарной выработке CO2 в течение жизненного цикла автомобиля, начиная с производства. И выходило, что при производстве электрического e-Golf выбрасывается столько углекислого газа, что дизельный Golf отстает от него по этому параметру до 125 тысяч километров пробега! И еще вопрос, все ли выбросы при этом учтены? Литий добывают в основном в Австралии и Южной Америке, а батареи делают в Китае, Японии и других странах. То есть его надо туда доставлять, а грузовых судов с электроприводом у нас пока не больше, чем парусников. Точнее, их нет вообще.

К слову, не только Volkswagen анализировал этот вопрос. Немецкий журнал Focus пишет: «Если взять всю цепочку производства и эксплуатации Tesla Model 3 и обычного дизельного Mercedes-Benz, то дизель окажется гораздо чище». Все потому, что для добычи сырья и при производстве аккумуляторов требуется много энергии.

МИФ № 7. «Наша электрическая сеть не справится с этим»


Факты: текущая нагрузка в Германии на электросеть – 520 ТВт в год, лишь половину процента от этого потребляют электромобили, Германия производит больше электричества, чем ей необходимо.

Трудно спорить с авторитетными исследователями. Но мы просто напомним, что население Норвегии чуть больше пяти миллионов человек, примерно в 16 раз меньше, чем в Германии. Число автомобилей тоже меньше примерно в 17 раз (2,8 млн против 45,8 млн). И Норвегия вообще уникальная с точки зрения экологии страна – практически все электричество здесь получают с ГЭС, то есть из возобновляемого источника. Так что для нее замена ДВС на электропривод и правда снижает выбросы углекислого газа и других продуктов сгорания. И вряд ли означает значительный рост нагрузки на электросети. Но в Германии на данный момент из возобновляемых источников получают лишь около 40 процентов энергии, еще процентов 15 – от АЭС, а остальные 45 – от сжигания углеводородов. Правда, к 2050 году планируется сократить потребление «грязного» электричества процентов до десяти, максимум до двадцати. Именно в рамках этого плана и платят немцы специальный налог на этот переход. Но он предполагает и снижение потребления электричества в целом. А перевод автомобильного парка на электропривод его увеличит.

МИФ № 8. «Это сокращает количество рабочих мест»


Факты: производство почти на треть менее затратно, чем изготовление машины с ДВС, однако наступление эры электромобильности создает тысячи новых рабочих мест, завод в Цвиккау – это примерно 8 тысяч сотрудников, задействованных в создании семейства ID.

Давайте не будем наивными: мечта каждого работодателя – сократить количество сотрудников и платить им меньшую зарплату. Это так же нормально, как желание покупателя купить товар по самой низкой цене. Понятно, что Volkswagen – работодатель не совсем обычный. Не для каждого автозавода строили целый город, где все завязано на него. Да и когда в числе акционеров земля Нижняя Саксония, менеджерам придется задумываться о взаимоотношениях с населением. Хотя город Цвиккау – это в другой Саксонии, но политика будет единой. Так что спасибо VW – местные жители будут трудоустроены. Но будет ли это происходить на других заводах и в других отраслях? Сопротивляться прогрессу бессмысленно. Особенно когда он приводит к удешевлению товаров и услуг. Но надо быть морально готовыми к тому, что работникам некоторых АЗС и НПЗ скоро придется осваивать новые специальности, а на автосервисах будет существенно меньше рабочих – электромобиль проще и по конструкции, и при обслуживании. А многие его узлы и ремонтировать никто не сможет, придется их просто заменять. То есть глобально электромобильность – это скорее безработица, нежели новые возможности для приложения труда.

МИФ № 9. «Опасная тишина»


Факты: с лета 2019 года электромобили должны генерировать звук, на скорости от 30 км/ч они и так будут слышны, оптимальная защита для всех участников дорожного движения.

Действительно, с 1 июля нынешнего года все электромобили в Евросоюзе на скорости до 30 км/ч обязаны «звучать» – транслировать специальный сигнал. Собственно, автопроизводители и сами уже давно озаботились этим вопросом – Nissan презентовал свой официальный электромобильный звук еще пару лет назад.

Но, похоже, автофирмы в этом вопросе пекутся не столько о безопасности пешеходов, сколько пытаются извлечь для себя маркетинговую выгоду. Так, для Jaguar I-Pace звук придумывал известный американский композитор Ричард Дивайн. А для BMW звук сочиняла и вовсе голливудская знаменитость – Ханс Циммер, известный саундтреками ко многим фильмам, от «Человека дождя» до «Пиратов Карибского моря». Вы без труда найдете эту «музыку» на YouTube. И представите, какая технодискотека воцарится на наших улицах, когда по ней поедут электромобили.

МИФ № 10. «Слишком медленно»


Факты: электромобили разгоняются быстрее, чем аналогичные машины с ДВС, максимальный крутящий момент доступен уже на старте, превосходные гоночные электрокары – ID.R разгоняется до «сотни» за 2,25 секунды.

Да, электромобили могут быть быстрыми – сама характеристика электромотора к этому располагает. Да, тяжелая батарея под полом повышает устойчивость и ездить на электромобиле безопаснее. Но просто разогнаться – это еще не все. И безопасность – не синоним удовольствия от вождения. За почти полтора столетия существования автомобиля с ДВС и столетие его доминирования в качестве массового транспорта он настолько врос в наше общество, что найти ему полноценную замену в плане удовольствия сразу не получится. Нелинейность отдачи двигателя, звук мотора – это как минимум повод поговорить. А умение пользоваться сцеплением – как непросто оно нарабатывается и как жаль, что его негде применить. А колдовство с тюнингом мотора, которому на смену теперь окончательно придет лишь смена его компьютерных прошивок… Чем больше трудностей, тем больше мы ценим результат. А тут результат лишь еще больше пододвинет к нам эру автономного вождения – потому что именно электропривод оптимален для замены человека роботами.

МИФ № 11. «Как скучно»


Факты: семейство ID обладает инновационным чистым дизайном, компактное размещение агрегатов электропривода позволяет сделать более просторным интерьер, большое разнообразие – 27 моделей на одной платформе к 2022 году.

Выглядит ли скучно электромобиль – вопрос субъективный. Едва ли кто назовет посредственной внешность Tesla Model S, Porsche Taycan или Jaguar I-Pace. Но это премиальные автомобили, которые не могут пойти на компромисс с эстетикой, например в угоду аэродинамике, дабы увеличить пробег на одной зарядке. Но что касается массового сегмента, то в нем мы шедевров автомобильного дизайна пока не наблюдаем. Хотя, казалось бы, компактность агрегатов электропривода развязывает дизайнерам руки, в том числе в плане компоновочных решений. И потом, кто сказал, что автомобиль с электроприводом должен внешне обязательно отличаться от электромобиля? Вот марка Hyundai, например, сделала модель Ioniq, у которой может быть как чистый электропривод, так и гибридный.

МИФ № 12. «У нас скоро не останется лития»


Факты: большой запас – его достаточно на 10 млрд электромобилей, исследования – батареи нуждаются все в меньшем количестве кобальта, в будущем до 97 процентов электромобиля может быть использовано для вторичной переработки.

Действительно, из-за роста спроса на батареи для электромобилей спрос на литий тоже резко вырос, и цены на самый легкий металл за несколько лет увеличились в несколько раз. Добывают его в основном в Австралии, Чили и Аргентине. Есть он и в России – СССР по добыче лития был вторым после США. Но сейчас разработка месторождений прекратилась – раньше он использовался в основном в ядерной энергетике и, сами понимаете, производстве оружейного урана, а потребность в нем в девяностые, к счастью, снизилась. Но если спрос на литий будет расти, то и наши месторождения могут стать выгодными.

Правда, есть риск, что станут выгодными и другие методы его добычи – разработана технология по извлечению лития из морской воды, – и в итоге мы пропустим еще одну революцию типа сланцевой… Но тут надо думать не только о том, хватит ли нам лития на такое чудовищное число электрокаров, но и как перерабатывать аккумуляторы. В коробке у входа в супермаркет, куда ответственный гражданин выбрасывает батарейки от телевизионного пульта, автомобильные «батарейки», очевидно, не поместятся.

Комментарии
Профиль пользователя