Кога ще имам кола, която се зарежда от контакта?

Статията е писана през 2012-та година. Част от информацията в нея не е актуална към датата на публикуване.

В последните години сме свидетели на засилен интерес към електрическите автомобили. На всяко едно значимо автомобилно изложение присъстват електрически концепти, както и  поне няколко серийно произвеждани модели. Държавата предлага стимули за покупка на подобни возила (някъде смислени, другаде чисто символични), тъй като се водят “еко“, а хората правят сметки, колко по-евтино биха пътували на ток, вместо на течно гориво и чакат технологията да навлезе в масовото автомобилостроене. Изглежда така, сякаш ей сега ще дойде времето, когато всички ще заменим бензиновата колонка с щепсела и контакта. Но дали това този момент е толкова близо, колкото изглежда на пръв поглед? По-скоро не. Макар на пазара вече да се предлагат пълноразмерни, практични автомобили с не лош пробег като Tesla Model S, както и привлекатлени модели на по-ниска цена като BMW i3, все още има някои пречки, които трябва да бъдат преодоляни, за да имаме рентабилни и смислени електрически автомобили, които да имат някакъв шанс да настигнат по продажби бензиновите и дизеловите си събратя.

Tesla Model S (Image by Greg Gjerdingen via Wikimedia Commons)
Tesla Model S обещава 390км пробег, два багажника (един отпред и един отзад) и до седем места. Всичко тована цена от 55000 EUR. (Image by Greg Gjerdingen via Wikimedia Commons)
BMW i3 RudolfSimon
BMW i3 – 20000 EUR по-евтин от Model S, два пъти по-малък пробег с едно зареждане, три места по-малко, един багажник, но пък срещу 5000 EUR може да си поръчате опционален бензинов двигател, който да генерира ток, превръщайки i3 в хибрид в серия.Не е зле. Също така продукта на BMW оставя впечатление за по-високо качество и му личи, че е създаден от компания с повече опит и по-големи ресурси. (Image by RudolfSimon via Wikimedia Commons).

Мисля, че е добре да уточня, за тези от вас, които не са запознати, че електрическите автомобили съвсем не са ново изобретение. Първият електромобил датира от деведесетте години на 19 век, т.е. от същото време, когато колите с двигатели с вътрешно горене правят първите си стъпки. Интересен факт е, че рекордът за скорост през 1899г. е подобрен именно от кола с батерии, а това е и първият автомобил, преминал психологическата граница от 100км/ч.

1 - Camille Jenatzy, la jamais contente
La Jamais Contente, първият автомобил, който успява да развие 100км/ч.Действието серазвива преди 113 години.

Първото десетилетие на 20 век също е било благоприятно за електрическите автомобили, като в световен мащаб продажбите им са били около 60% от общите продажби на автомобили. След това по ред причини този тип коли биват изоставени до края на века, когато на сцената стъпва героят от филма Кой уби електрическия автомобил (Who Killed the Electric Car), а именно EV1 на Дженерал моторс.

От модела са произведени малко над 1000 бройки, които са отдадени на оперативен лизинг на клиенти в Аризона и Южна Калифорния и дават възможност на собствениците им да изминат между 100 и 160км с едно зареждане, пробег, който е с близо 50км по-малък от това, което е предлагал електрическият Baker (Бейкър) през далечната 1909г.

Много хора вярват, че краят на EV1 се дължи на правителствена конспирация и тайни споразумения с лидерите на страните от Близкият Изток, но действителността далеч не е толкова вълнуваща и романтична. Причините са чисто икономически, защото нещо, което не работи няма как да носи печалба. По това време пазарът не позволява инвестирането на милиарди долари за развитие на технология, която няма ясно бъдеще и пазар. GM решават да не рискуват и прекратяват проекта, но наученото от него си остава.

2 - EV1 (RightBrainPhotography)
GM EV1 – проект, в който хората, които се чудят как да си губятвремето, виждт страшна конспирация. (Image by RightBrainPhotography via Wikimedia Commons).

Десетилетие по-късно, автомобилните производители все още си задаваха въпроси спрямо евентуалното пускане на пазара на техни електрически модели и приема им от широката публика и не бързаха. Въпроси свързани с реакциите на потребителите по отношение на това, че ще трябва да платят повече, за да получат кола с ограничен пробег, липса на гъвкавост при пътуванията и др. Все пак, поне в Европа, едно решение на Европейската комисия ускори пускането на електрически автомобили. Това е регулацията изискваща средното ниво на въглероден диоксид отделян от цялата гама на даден производител (групиране също е възможно, например BMW могат да се групират със собствените брандове Mini и Rolls Royce), да падне на 130гр/км през 2015 година и на 95гр/км през 2020 година. Това съответства на доста нисък разход от гориво и на този етап въвеждането на електрически автомобили в гамата (дори продажбите да не са високи) е необходимо, за да бъдат достигнати тези цифри.

В Европа около 85% от всички пътувания извършвани с автомобили варират между 20 и 60 километра. Те генерират половината CO2 в транспортния сектор, тъй като са кратки и нискоскоростни. Теоретично това означава, че ако всяко едно пътуване, което се вписва в гореспоменатия пробег, бъде извършено от електрическа кола отделяща 0гр/км CO2, то нивата на CO2 отделяни от автомобилите ще бъдат редуцирани с 50%. Звучи добре, а и всички електромобили на пазара в момента могат без проблеми да изминат подобно разстояние. Но какво става, ако решите да се „разходите“ с вашето супер ефективно BMW i3 или не по-малко ефективен Nissan Leaf извън града? Общата ефективност на батериите и мотора е около и над 90%, което е над три пъти повече от това, което имаме при конвенциалните коли. Това обаче има и своите негативни последици, защото означава, че количеството изразходвана енергия отговаря много точно на движенията на десния крак на водача и ако се движите със 100 вместо с 50км/ч, пробегът ви ще бъде намален двукратно (грубо казано). Това означава, че тези коли ще бъдат алтернатива само за пътуванията под определена дистанция. Тази дистанция в повечето случаи е не повече от 80-150км. Вярно е, че производителите обещават пробег от порядъка на 200-300км, но в реалния свят можете да получите не повече от половината от това. Поне на този етап.

Основният проблем с ограничения пробег идва от начина, по който се складира енергията, а именно от батериите. През последното столетие свикнахме да имаме леснодостъпен, евтин източник на енергия, който не се нуждае от чак толкова много манипулации по пътя от нефтения кладенец до бензиноколонката и разполага с огромни количества енергия, заемайки съвсем не много пространство. За да запазим навиците си и да съхраняваме електрическа енергия достатъчна за пробег между зарежданията от 600-700км така както сме свикнали, ще трябва да платим цена непосилна за всеки трезвомислещ човек. При един дизелов или бензинов автомобил цената на резервоара, който е доста по-сложен отколкото изглежда, е около 250-300 евро. Това на фона на кола, която струва 15000 евро не е никак много. При автомобилите, задвижвани от газ тази цена е малко по-висока, но при никой случай не надминава 10% от цената на колата. При водородните автомобили, резервоарът е много по-скъп и достига стойността на самата кола, т.е. оскъпява я двойно. Подобна е ситуацията и при електрическите коли. Ако искаме да имаме електрическа кола с литиево-йонни батерии, която да може да изминава 500-600км, ще трябва да приготвим между 30 и 50 хиляди евро. Това е само за батериите, които между другото биха били толкова обемни, че едва ли ще остане място за пътниците в купето.

Един от проблемите с батериите е, че както е известно най-лесният начин да се съкрати живота на една батерия е тя да бъде разреждана почти докрай. Бройката цикли на разреждане и зареждане преди края на батерията пада с геометрична прогресия спрямо нивото на разреждане. Например, ако ползвате 10% от една батерия преди да я заредите, то ще разполагате с 100-200 хиляди цикъла преди края на живота ѝ. Ако вземете същата батерия и ползвате 90% преди да я заредите, то животът и ще падне до 2000, може би 2500 цикъла. Сметките са прости, за да се избегне смяната на батериите в живота на една кола, то въпросните трябва да се разреждат до не по-малко от 30%. Тоест 30% от батериите като тегло, обем и по-важното цена се возят с нас в колата просто, за да ни осигурят 12 години безпроблемно ползване на електромобила. Има и друг проблем. Качеството на продукцията. SONY например, разполагат изключителен контрол по качеството. При тях една на 200 хиляди батерии се оказва дефектна. Това значи, че шансът батерията на телефона или компютъра ви да се скапе преждевременно е 1/200000. Не е много, няма място за притеснение. Електрическите автомобили обаче ползват 100-200 клетки и по този начин, шансът за повреда се увеличава многократно, достигайки едно към няколко хиляди. Това е проблем, още повече, че в зората на електромобилите никой производител не би искал да рискува репутацията си или да подменя скъпо струващите батерии (гаранционно).

Да кажем, че магически тези проблеми бъдат решени и масово подкараме електромобили. Тогава ще опрем до проблема с инфраструктурата. Не много хора, било в България или Западна Европа, разполагат с гараж или ясно определено място, на което винаги да могат да паркират и да имат достъп до електрическата система. Това както можете да си представите би могло да доведе до безброй недотам приятни ситуации. Също така, ако приходите в хазната от акцизи и такси върху течните горива се сринат с, да кажем, 80%, то на всички трябва да е ясно, че ще се помисли за нов начин тези необходими пари да се набавят. Този нов начин ще засегне цената на електроенергията и така както сте си правили сметката, че ще минавате 100км с (например) 5лв, в един момент тези 5лв, ще станат 35.

Също така си представите как стотици хиляди хора, връщайки се от работа в 6-7 часа ще се насочат към контакта. Производството на електроенергия няма как да задоволи тези нужди, не и когато 80% от електрическите автомобили се зареждат по едно и също време. Евентуално решение на този проблем би било да имаме интелигентни коли, които комуникират помежду си и се зареждатт по различно време през нощта, свеждайки до минимум пренатоварването на електрическата мрежа, но това поражда още куп въпроси и проблеми, които няма да засягам сега.

Накрая нека поговорим за това, колко екологични са електрическите коли (игнорирайки батериите). В днешно време източниците на чиста електроенергия отделят по 5-50gr CO2 на kW/h, а централите на твърдо гориво до 1000г CO2 на kW/h. Към днешна дата във всички държави от Европейския съюз електрическите коли биха били по-екологични спрямо дизеловите и бензиновите си събратя, но в момента при двигателите с вътрешно горене навлиза нова тенденция, която води до осезаемо увеличение на ефективността, а от там и на редуциране на потреблението на гориво – „даунсайзингът“. Дали след няколко години няма да се окаже, че в определени държави, които разчитат предимно на твърдо гориво за производството на електричество, въпросните електрически коли ще се окажат стъпка назад спрямо плановете за намалено ниво на производство на CO2 в транспортния сектор? Ще кажете, че до тогава сигурно ще се произвежда по-чисто електричество – едва ли, енергиината сфера се развива значително по-бавно от автомобилната.

Началото на всяка технология (макар това да е второ начало) е било свързано с трудности. Политическият интерес и медииният шум около електрическите коли ни карат да повярваме в технологията, да бъдем позитивно настроени за нея. Проблемите, които съпътстват тази технология са реални, а аз мисля, че и хората не са готови да подкарат електрически автомобили. Нека не се заблуждаваме, много малко са тези, които с готовност биха си променили навиците, отстъпвайки удобствата, на които се радват благодарение на бензиновите и дизеловите си автомобили. И все пак електрическо ли е бъдещето на колите? Трудно е да се каже. В идните години ще станем свидетели на масовото навлизане на двигатели с редуциран работен обем, принудително пълнене (турбо) и директно впръскване на горивото, както и редица системи запоследваща обработка на отработените газове (та за тези, които се надяват, двигателят с вътрешно горене няма да изчезне в обозримото бъдеще). Колкото до по-далечното бъдеще, за добро или за лошо, аз съм склонен да приема, че то ще бъде доминирано от електричеството.

Цветан Илиев

Статията е писана през 2012-та година. Част от информацията в нея не е актуална към датата на публикуване.

 

Вашият коментар

Попълнете полетата по-долу или кликнете върху икона, за да влезете:

WordPress.com лого

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out /  Промяна )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out /  Промяна )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out /  Промяна )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out /  Промяна )

w

Connecting to %s