Электромобиль - знак нашего времени, панацея от грядущего энергетического кризиса, грозный признак конца процветания нефтяных автократических режимов. Креаклы радуются и ждут наступления эры электрожоповозок.
Имея исключительно вредный характер и обуреваемый духом противоречия постараюсь испортить грядущий праздник и отравить ожидания передового класса и всей прогрессивной общественности.
Для начала обратимся к фактами и рассмотрим пресс релиз одного из самых эффективных а потому и популярного электромобиля Nissan Leaf.
http://nissannews.com/en-US/nissan/usa/releases/new-2016-nissan-leaf-now...
Стоимость авто в базовой версии с 24 кВт*ч аккумулятором составляет всего 21к долларов. При этом машинка способна на одном заряде проезжать 135 км. Посчитаем стоимость одного километра по энергозатратам: 24кВт/ч / 135км = 0,18 кВт*ч/км. Теперь умножьте 0,18 на стоимость одного киловатт*часа в вашем регионе и получите стоимость километра пути. Допустим, один кВт*ч стоит 5 рублей, тогда стоимость километра пути составит 0,18*5 = 0,9р откуда следует, что 100км пути обойдутся владельцу примерно в 90 р. Если заряжать авто по ночному тарифу, то стоимость можно снизить раза в 3, то есть примерно до 30 рублей. Чудеса. Сравнимый бензиновый автомобиль съест примерно 6-7 литров бензина на той же дистанции что выльется в на порядок(в 10 раз!) большую сумму.
Немедленно возникает вопрос, откуда берется столь гигантский профит? Неужели электромобиль в десять раз энергоэффективнее автомобиля с ДВС? а может все дело в более дешевом виде энергии?
Для начала оценим энергоэффективность электро и ДВС автомобилей.
Электроавтомобиль:
Теоретический КПД электродвигателя очень высок и может достигать значений 0,9-0,98. На практике КПД ниже. Мы возьмем цифру 80%, то есть 0,8.
Кроме двигателя необходимо учесть КПД аккумулятора. КПД аккумулятора электроэнергии зависит от типа и состояния аккумулятора. Для литий-ионных АКБ кпд заряда/разряда довольно высок и равен примерно 0,9, следовательно КПД полного цикла 0,9*0,9 = 0.8 примерно. КПД трансмиссии электромобилей, в силу её простоты, довольно высок и, потому, потери этой части мы учитывать не будем. Итоговая оценка КПД
электромобиля составляет 0,8двигателя*0,8АКБ = 64%
Рекуперацию энергии в расчет не берем, так как её влияние зависит от манеры вождения автомобиля и при эффективном управлении значение оной стремится к нулю.
Автомобиль с ДВС:
Выкладки по КПД авотомобилей с ДВС я приводить не буду, так как тема не новая и можно найти соответствующие материалы в сети. Для разных типов двигателей КПД находится в пределах от 25 до 50%. C учетом более сложной трансмиссии и того факта, что ДВС значительную часть времени работают в не оптимальных режимах, примем значение КПД всего автомобиля оснащенного ДВС равным 25%. Педантам напоминаю, что мы решаем оценочную задачу где отклонение от результата на десяток-другой процентов роли не имеет и значения не играет)).
Итак, 64% против 25% внушають. Но это всего лишь менее чем троекратное преимущество обеспечиваемое более высокой энергоэффективностью эксплуатации. Откуда же берется десятикратное преимущество по стоимости километра пути?
Причина в разной стоимости энергии. Бензин дороже электроэнергии. Вопрос себестоимости одного киловатта электроэнергии и эквивалентного ему количества бензина/солярки сам по себе очень интересен, но не по моей части. Тем не менее: общедоступных данных и здравого смысла достаточно, что бы сделать некоторые прогнозы о будущем электротранспорта.
1. Зарядка АКБ электроавтомобиля выгодна именно в ночное время для регионов с двух тарифной сеткой. Но, во первых такие сетки есть не ввезде, а главное, с существенным ростом электромобилей, двух тарифность, как таковая может просто исчезнуть или существенно нивелироваться из-за выравнивания нагрузки на электросети в ночное и дневное время.
2. Стоимость жидкого топлива для ДВС включает акцизные сборы и это главная причина различной стоимости жидкого и электрического киловатта. Очевидно, что с ростом количества электромобилей законодатели озаботятся вопросом обложения налогом эксплуатации и электротранспорта. Ездить они ездиют а за эксплуатацию дорог не платят.
3. Вопрос стоимости электромобилей не снят, приемлемые для покупателя цены обеспечиваются налоговыми послаблениями на "экологически чистый" транспорт.
4. По приблизительным оценкам, мощность всех ДВЗ в мире примерно десятикратно превышает мощность всех электростанций. Очевидно, что ДВС не работают все одновременно и 24 часа в сутки, тем не менее, при существенном росте чила электромобилей существенно же вырастет и электропотребление, что автоматически повысит нагрузку на сети а значит и стоимость электроэнергии.
5. Существует возможность использовать сжиженный газ и метан, которые существенно дешевле бензина и в значительной мере нивелируют разницу в стоимости километра между ДВС и электромотора
Суммируя все вышеперечисленные аргументы можно сделать вывод, что эра элекртомобилей при нынешних технологиях выработки электроэнергии наступит еще нескоро.
Справедливости ради в нарисованную картину следует добавить немного и светлых тонов. Электромобиль может быть существенно проще конструктивно и потому быть дешевле и надёжнее собрата с ДВС. Единственный, но пока не разрешимый вопрос - это стоимость АКБ. Если этот вопрос будет решен, то ситуация может в корне поменяться. Но пока увы, в ближайшей перспективе дешевых альтернатив дорогим АКБ не видать.
Комментарии
Теоретический максимальный кпд бензинового двигателя равен 30%. Производители двигателей регулярно хвастаются, что они достигли КПД в 70-75-80% (от теоретического).
Второе. КПД ДВС - это отношение фактически передаваемой мощности на вал двигателя к мощности, получаемой поршнем за счет действия газов. На увеличение давления в цилиндре тратится только 50% энергии, выделяемой при сжигании топлива, остальное уходит в тепло. При этом до 10-20% мощности двигателя тратится на отвод этого тепла (помпа тасола, вентилятор, и т.д.)
Итого: 0,3*0,8*0,5*0,9 = 0,108
10% !!!
Остальные потери - одинаковы для ДВС и электро.
В частности на перевозку себя любимого (150кг) уходит всего 10% мощности. Остальные 90% тратятся на перемещение груды железа (1500кг). Итого мы уже имеем КПД 0,108*0,1 = 0,0108.
1 (один!) %
Плюс потери на аэродинамику, трение...
Да еще посчитать соотношение энергии затраченной на добычу нефти/перегонку/доставку к получаемой при сжигании...
Вообщем в итоге получается меньше 0.01%
Т.е. из каждых 10000 джоулей на перемещение себя любимого используется только один. Остальные 9999 уходят на нагрев атмосферы.
Давайте все-таки будем точны. Теоритический кпд ДВС согласно циклу Карно составляет 47%.
Абстрактного ДВС - да, 47. Бензинового - 33%. При той степени сжатия, которая нужна для 47% бензин детонирует.
Шито??? КПД по товарищу Карно = T1-T2/T1
Где Т1 температура нагревателя, а Т2 температура холодильника. Так вот температура в цилиндрах при сгорании топлива переваливает за 2000.
Кстати судовые дизеля перевалили по КПД за 50%.
Вы меня заставили потерять время на чтение википедии про термодинамические циклы. Ничего нового. Цикл Карно к ДВС по прежнему неприменим. Так вот - теперь ваша очередь читать википедию.
Санитары! Санитары!
G_G2008, Вы уж тогда будьте последовательны и сравнивайте цепочки для автомобиля с ДВС и электродвигателем.
ДВС: Добыча нефти (газа) -> транспортировка -> переработка -> транспортировка -> прямое преобразование химической энергии горения в механическую энергию (профит).
Электромобиль: Добыча топлива (газ, уголь,уран...) -> транспортировка -> переработка -> преобразование в электроэнергию -> транспортировка -> преобразование в химическую энергию -> преобразование в электроэнергию -> преобразование в мех. энергию (профит).
Увеличение эл.генерации 5 раз это как раз в 2 раза заниженные оценочные расчеты. На самом деле у меня получалось 10 раз.
Уж не знаю,как вы считали,но в США тоже считали и получили,что существующая электрогенерация позволяет перевести 70% легкового автопарка на электротягу со средним суточным пробегом в 30 миль т.е.пробегом на дату расчета.И это в одноэтажной Америке.
да ничего он не считал.
Все опасения по поводу электротранспорта откровенно наивны. Все эти "холода боятся-работать не будут" и прочее- фигня, вроде "дизель на холоже не заведется". Все дело в развитии- их развите убивает существующую индустрию, которая есть, которая должна окупаться что бы возвращать взятые кредиты. В исследования ДВС вкладывались почти 100 лет подряд- потому даже у занюханного мопедного карбюратора стопиццот каналов сложной формы, втч отдельный канал топлива для "зимнего запуска". А в исследования аккумов стали вкладываться только в последнее время, и то- только ради цацек вроде гаждетов/айфонов.
По генерации- тоже фигня. Даже с нынешней структурой генерации потребители "электромобили" очень выгодны, просто потому что заряжаются по большей части ночью, т.е это "базовая нагрузка". Так было раньше, так есть и сейчас. Так что все будет хорошо с электромобилями, просто потому что они выгодны, "невидимая рука рынка" и все такое) Просто хорошо будет не сразу, именно потому что есть "невидимая рука рынка" которая "пока против", и все такое)
Вы всё правильно пишете.Электромобили -это закрывающая технология,которых многих оставит без работы,если не сумеют вовремя перестроиться.Один из элементов нового технологического уклада.И двигать эту технологи будут страны типа Китая и Индии,у которых нет традиционных автогигантов на основе ДВС.Россия тоже бы могла подсуетиться,но нефтегазовая игла не позволит.
Еще раз: вы живете в городе? Квартира ваша на каком этаже? Как заряжать свой электроавтомобиль будете?
На автостоянке.Не?В вашем городе принято парковаться на газонах под окнами?Ваши проблемы.
На придомовой парковке, иногда это было в 150-200 метрах от подъезда
У вас на автостоянке к каждому парковочному месту подведена розетка? Или есть только парочка - в будке охранника, и на одномоментную зарядку все авто, вдруг ставших электрическими, этого банально не хватит?
Имхо понаделать розетки вокруг дома - это не вопрос ...
А насчет оплаты, помнится у нас в РФ хотели в каждую машину установить ящик от ГЛОНАС, который бы методично отсчитывал пройденные тобой км якобы для вычисления дорожного налога ... Вот зарядки можно даже бесплатно сделать, а по километражу занесите в кассу налоги и стоимость электричества. Да бог с ним с ГЛОНАС - в любом авто сейчас компьютер есть, тем более в ЭМ - он сам может отчитаться перед электро-компанией о спертом у нее электричестве ...
Итак, "можно сделать" совсем не значит "уже есть". А "розетки забесплатно" - значит, за счет налогоплательщиков?
Прям весь бюджет из наших налогов состоит ...
Да никуда вы не денетесь:) Дима указ подписал и его с утроенной упертостью побегут исполнять в следующем году.
А в упертости Димы нам с вами сомневаться не приходится ...
Бабло пилить - это вам не хухры-мухры:)
Надеюсь хоть ускоренные зарядки на заправках будут ставить, а не лишь бы отчитаться.
А чего не в 100 раз? Надо смелее рвать шаблоны и раскрывать народу правду.
Электрогенерации уже существующей в РФ хватит на перевод всех автомобилей с ДВС на электродвигатели. Новая генерация не потребуется.
на мой взгляд довольно поверхностно всё рассмотрено
одно только отбрасывание в расчетах рекуперативного торможения чего стоит, а ведь именно оно, позволяет жечь 5 литров на сотню по городу тоёте приус (1,4 тонны) примерно 2х кратная экономия энергии в городе.
но выводы все равно правильные, конечно, еще не скоро все пересядут на электрички
Вы преувеличиваете значение рекуперации в Приусе, более того - там она жестко обрезается в угоду нормам безопасности на транспорте. Да и городском потоке особо не нарекуперируешь - так 3-5% максимум, на уровне погрешности ...
Основное преимущество Приуса - симбиоз ДВС и и 2-х тяговых ЭД, которые путем планетарной передачи распределяют нагрузку между собой на разных режимах движения. ДВС экономичен во время равномерного движения на скоростях выше среднего, а ЭД неплохо разгоняет с нуля и рекуперирует при торможении если возможно ... Кстати, на скоростях свыше 100 ЭД массово применяемые в ЭМ при прямой передаче не очень эффективны, с чем Ё-мобиль собственно столкнулся ...
Зато, не нужны - двс, кпп, кардан, система охлаждения, стартер... корче, система электромобиля малость попроще будет.. особенно в обслуживании. Заменять масло в двс и кпп не надо. свечек не надо...
Да, достаточно регулярно менять (и утилизировать) аккумулятор. Фигня какая...
Я уже объяснял тут,что если со временем емкость аккума уменьшается,то это не значит,что его надо выбрасывать.Его можно переставить на авто с меньшим требуемым пробегом.А лет через 20 поставить в подвале как стационарный накопитель.
20лет? Через год максимум. А еще через два - только выкидывать. И не надо мне рассказывать про аккумуляторы, выдерживающие 10000 циклов заряд/разряд. Их в природе не существует.
Ниссан гарантирует работу батареи 8 лет
Без всяких условий? Без падения емкости? В любых режимах и 8 лет?
Это не может быть правдой.
http://zilm.livejournal.com/327040.html
8лет.
допустимое падение мощности - 75%
ограничение на пробег - 160 000 км
Я могу и пожизненную гарантию дать, при условии, что аккумулятор вообще не будут доставать из упаковки, заряжать и эксплуатировать.
UPD. 160000 км за 8 лет. Пробег от одной зарядки - 160 км.
1000 циклов заряд/разряд - а потом замена и утилизация. Вообщем вы с ниссаном отлично подтвердили то, что я с самого начала и говорил.
Вы посчитали только полные циклы, что не есть рекомендуемая эксплуатация ...
Да и еще - сейчас авто-тележки делают такими, что они могут и не пережить сам аккумулятор-то:)
Кстати Ниссан при замене батареи дает скидку за старую 1000уе при стоимости новой 6000. Старые Ниссан планирует впаривать электростанциям для сглаживания пиков нагрузки.
Короче,надо сравнивать стоимость владения авто,т.е. затраты на весь срок эксплуатации(покупка,топливо,ремонт,страховка,сдача в утиль и т.п.)
4. По приблизительным оценкам, мощность всех ДВЗ в мире примерно десятикратно превышает мощность всех электростанций. Очевидно, что ДВС не работают все одновременно и 24 часа в сутки, тем не менее, при существенном росте чила электромобилей существенно же вырастет и электропотребление, что автоматически повысит нагрузку на сети а значит и стоимость электроэнергии.
Последнее предложение очевидное враньё. При переходе на электротягу ВСЕХ легковых автомобилей России энергопотребление вырастет всего на 10% и в ночное время. Очевидно, что зарядка электромобилей ночью позволит ликвидировать провал ночного потребления, что пойдёт на пользу энергосистеме и не перегрузит сеть, т.к. другие потребители в ночное время практически не включены.
Расчёт: Примем расход электроэнергии средненького электромобиля за 15 кВт*ч на 100 км. У Тесла 25 квт*ч. http://auto.onliner.by/2014/04/22/tesla-model-s-5
Количество легковых автомобилей в России в 2014:40,2 млн. http://motor.ru/news/2014/09/23/needmore/
Средний пробег легкового автомобиля в день: 45 км или 16700 км в год. http://www.autostat.ru/news/view/6069/
Общая выработка электоэнергии в России за 2014 год: 1013,7 млрд. кВт•ч http://www.ruscable.ru/news/2015/01/14/Potreblenie_elektroenergii_v_EES_...
Посчитаем потребление энергии в год, если ВСЕ легковушки перейдут на электротягу: 98 млрд. кВт*ч., т.е менее 10% от годового производства! И эти киловатты будут потреблены ночью, в период минимальной загрузки станций и сетей. Плюс нефтезаводы потребят гораздо меньше электроэнергии на производство топлива.
Вывод: Россия ПОЛНОСТЬЮ готова к переходу на личный электротранспорт уже СЕГОДНЯ с точки зрения энергетики .
Ваши расчеты уже проверяли и для ЕС. Там тоже никаких трагических проблем с нагрузкой на электросеть не ожидается. Ну вырастет процентов на 5-10. Но не одномоментно же!
Я считал и для Японии, там тоже строить новых станций не надо. Проблемы только у США, там столько машин, что существующими электростанциями не обойдутся.
Я считал и для Японии, там тоже строить новых станций не надо. Проблемы только у США, там столько машин, что существующими электростанциями не обойдутся.
Ну вот скажем для значительной части грузовой техники 160 км в день - совсем не приемлемо. Я вот в этом году с семьей катался на Азовское море, 1500 км в одну сторону: сколько бы добирался на электромобиле с учетом времени его заправки? Для разовых поездок по городу в местности с мягким климатом и своей розеткой на улице - возможно, да. Для заездов чуть выше среднего с перспективой где-то застрять и бегать искать розетку - ну на фиг. Запасную канистру с бензином я могу положить в багажник, а вот запасной аккумулятор - уже нет. А прыгать зимой вокруг внезапно сдохшего электроавто - радость еще та. А расстояния у нас в России бывают куда больше и 160 км, и 250км, и климат зимой часто тот еще...
Про грузовой транспорт никто вроде ничего не говорил - пусть себе ездит на дизеле или метане ...
Сеть скоростных электро-заправок безусловно нужна. На дальние расстояния можно придумать универсальный авто со сменным энерго-модулем - например батарея меняется на дизель-генератор, который будет питать вашу электро-трансмиссию.
Да и сейчас гибдд хочет следить за средней скоростью автомобилей, вы в пути кстати остановки планируете делать - хотя бы раз в 500км? 20-30 минут на скоростной заправке позволят вам пополнить 70% аккумулятора уже по сегодняшним технологиям.
Да и на 1500 тысячи уж лучше самолетом, ЭМ на месте арендуете:)
А насчет надежности электромобиля или его батареи - это все предрассудки. Состояние батареи мониторится компьютером - внезапно оно вряд ли умрет, впрочем даже современные новые иномарки довольно часто умирают в пути и как-то возвращаются в сервис на эвакуаторе, так что и на ЭМ не пропадете ...
Ну вот ВСЕ что вы сказали - это фантазии из некоего будущего. То есть сейчас вы доехать 1500 км - или хотя бы 750 км из Москвы в Питер на электроавтомобиле банально не сможете.
Из Москвы в Питер скоростные поезда ходят, а в этих городах миллионниках прекрасно метро + такси работает ...
То есть за пределами крупных городов возможности использования электроавтомобилей близки к нулю? Ну тогда не надо и мечтать перевести весь легковой автотранспорт России с двс на аккумуляторы
Как раз за пределами крупных мегаполисов и с парковками легче, и пробеги не такие огромные ...
Да, сначала требуется решить вопрос с аккумуляторами. Вроде всё мелькают сообщения о прорывах в этой области ..
Очень интересно здесь выглядит супер конденсатор.
Вопрос отопления стоит остро, но решается автономным отопителем. Запорожцы так отапливали!
Электромобиль - это будущее. Простой, надёжный.
Любое большое производство на выходе даёт продукт дешевле маленького. Думаю, что генерация здесь не исключение.
В самом начале статьи арифметические ошибки и сами рассуждения ограниченно детские. До конца читать не вижу смысла.
ИМХО... пока массово не будет заправочных станций, гарантирующих пробег этих электрожоповозок, электрогрузовиков, электротягачей и прочих электро
самоваровсамобеглых повозок из любой точки страны и мира, а так же сравнимого по времени с бензаправкой времени подзарядки этих вундервафель, массового взлета ни жди.ИМХО... пока массово не будет заправочных станций, гарантирующих пробег этих электрожоповозок, электрогрузовиков, электротягачей и прочих электро
самоваровсамобеглых повозок из любой точки страны и мира, а так же сравнимого по времени с бензаправкой времени подзарядки этих вундервафель, массового взлета ни жди.Батарея. Ее нет.
Больше можно не обсуждать про электромобили.
Есть. Но дорого и недолговечно. Ждём алюминий-ион на 10000 циклов.
Уже больше ста лет ждем (электромобилю уже более сталет) и всё никак не дождемся. Осталось каких-то лет двести- триста и глядишь взлетит.
Исследования идут широким фронтом. Время появления такой батареи это вопрос везения. Если кто-то наткнётся, то получим батарею быстро, но могут не наткнутся ещё долго.
За то время дискуссий, потраченных на экономическое обоснование электромобиля здесь, можно было бы запросто сделать его.
Вопрос в том, что в обозримом будущем может углеводородов не хватить на всех, а ядерная энергетика пойдёт на взлет, тогда э/мобиль уже будет не игрушкой, а необходимостью.
Страницы