Снятся ли андроидам электромобили?

11.02.13 12:35

Пока развитие российского рынка электротранспорта на 3-4 года отстает от ведущих зарубежных рынков. Тем не менее, по оценкам экспертов, в ближайшие годы темп роста количества электротранспорта в Москве и Московской обл., как минимум, будет таким же, как за рубежом. А в таких сегментах, как коммерческий и общественный транспорт, эти темпы будут существенно превышать западные.

В рамках нашего совместного проекта с Московской объединенной электросетевой компанией — МОЭСК-EV был составлен прогноз до 2020 г., учитывающий два варианта развития рынка. Более консервативный сценарий предполагает снижение стоимости электромобилей при отсутствии значимых государственных субсидий. В этом случае через восемь лет количество электромобилей в московском регионе достигнет 50 тыс.

Базовый сценарий наряду со снижением стоимости машин предполагает наличие государственных субсидий, в этом случае количество электромобилей к 2020 г. будет равняться 110 тыс.

Согласно прогнозу, самую большую долю парка электромобилей составят легковые машины. Однако нельзя забывать об еще двух сегментах — транспорт для общественных перевозок и коммерческий транспорт и спецтехника. С точки зрения развития интеллектуальных электросетей они куда более интересны.

 

Первые шаги на пути прогресса

Развитию электротранспорта в России должен поспособствовать ряд инициатив. Так, участниками проекта МОЭСК-EV разработан пакет законодательных поправок. Компания «Рольф-Импорт», поставляющая в РФ электромобили Mitsubishi i-MIEV, предлагает отменить НДС и пошлины на импорт для электромобилей.

В 2011 г. ОАО «Роснано» запущен завод по выпуску литий-ионных батарей «Лиотех». Ведется работа по созданию спроса на батареи «Лиотех» преимущественно в сегментах крупной техники — электробусы, грузовики, спецтехника. ОАО «Роснано» в пилотных регионах (Московская обл., Казань и Новосибирск) реализуются Федеральные проекты  «Интеллектуальная дорога» и «Электротранспорт».

Минтрансом прорабатывается возможность субсидирования приобретения электробусов, Минпромторг реализует Технологическую платформу «Зеленый автомобиль». Объем инвестиций — 1,5 млрд руб.

Развитию рынка, возможно, поспособствуют российские разработки электромобилей и зарядной инфраструктуры. В качестве примеров можно привести проект ОАО «Автоваз» — эЛада, электробусы - ЛиАЗ, НефАЗ, Тролза, коммерческие электромобили совместного предприятия «Револьта - Smith Electric».

 

«Заправляем» электромобиль

Развитие электротранспорта невозможно без развития зарядной инфраструктуры. 

В настоящее время применительно к зарядке электротранспорта используются два стандарта. Первый — зарядка постоянным током, при этом минимальная мощность зарядной станции — 50 кВт. Второй стандарт — зарядка переменным током от 3,3 до 43 кВт. То есть станция имеет мощность 43 кВт, а насколько она используется, зависит от машины и мощности ее бортового зарядного устройства.

В последнее время прослеживается тенденция роста мощности бортовых зарядных устройств и емкости батарей, это в свою очередь повышает требования к наличию публично доступной зарядной инфраструктуры, так как зарядка дома электромобиля от обычной сети будет либо невозможна, либо будет занимать очень значительное время. 

Сейчас в московском регионе развернута сеть из 41 зарядных станций, всего на территории России их 45. «Револьтой» в рамках проекта МОЭСК-EV были протестированы различные модели электромобилей и зарядной инфраструктуры в реальных условиях, в зимний и летний период. Зарядные станции установлены как на специально выделенных площадках, так и на территории обычных АЗС и торгово-развлекательных центров.

Оборудование зарядных станций — интеллектуальное, оно работает в единой сети. Для того, чтобы воспользоваться зарядной станцией сети, клиенту достаточно иметь RFID карту клиента и достаточную сумму на счету. В процессе зарядки станция недоступна другим пользователям и обеспечивает сохранность зарядного кабеля. Найти ближайшую станцию и посмотреть ее состояние (а в будущем и зарезервировать) можно через клиентский портал в интернете на сайте «Револьты», там же можно пройти процедуру регистрации и стать клиентом сети зарядных станций «Revolta».

Различные сегменты зарядных устройств имеют разную привлекательность для рынка. В России на первом месте стоит сегмент зарядных устройств для общественных перевозок, поскольку электробусы ходят по расписанию, имеют прогнозируемый коэффициент использования, от которого можно строить всю экономику по зарядной инфраструктуре.

На втором месте — зарядная инфраструктура для корпоративных автопарков. Доступ к ней ограничен, зато можно быть уверенным, что все машины парка каждую ночь встанут на зарядку. Публичная зарядная инфраструктура для широкого круга клиентов, с точки зрения экономической привлекательности, — только на третьем месте в силу отсутствия пока на рынке РФ достаточного количества моделей легковых электромобилей и подключаемых гибридов.

 

Выпьем чаю, пока машина заряжается

Международный стандарт быстрой зарядки электромобилей постоянным током изначально был разработан ассоциацией CHAdeMO, основанной компаниями TEPCO, Fuji Heavy Industries, Nissan, Mitsubishi и Toyota. «CHAdeMO»  - сокращение от сразу нескольких словосочетаний: «charge for moving» от английского «зарядись для движения» и «O cha demo ikaga desuka», что в переводе с японского одновременно означает «выпить чая» и «подзарядиться». «Давайте выпьем чаю, пока машина заряжается», — предлагают создатели стандарта.

Стандарт позволяет зарядить до 80% емкости батареи постоянным током 125А, напряжением до 600 В, мощностью 50 кВт. При этом время зарядки в зависимости от модели электромобиля и степени разряда батареи составляет 10-20 мин.

Существует и стандарт быстрой зарядки переменным одно или трех фазным током мощностью от 3,3 кВт до 43 кВт. Время зарядки — от 20-30 мин до нескольких часов, в зависимости от модели транспортного средства.

Сегодня на всей территории России актуален вопрос, как сделать электробус экономически обоснованным решением для эксплуатирующих организаций.

Требования эксплуатационников предполагают, что электробус будет работать 14-16 часов работы и иметь пробег до 250 км в сутки. При этом, к примеру, у электрического ЛиАЗа и ряда других электробусов российского и зарубежного производства емкость аккумулятора — 250 или 300 кВт·ч. Аккумулятор может находиться на зарядке ограниченное время, следовательно, зарядная инфраструктура должна иметь очень высокую мощность, вплоть до 0,5 МВт для одного электробуса, что неприемлемо ни для энергетики, ни для экономики.

Поэтому сегодня мы вместе с зарубежными и российскими партнерами адаптируем к российским условиям решения по зарядным станциям ультра-быстрой зарядки, позволяющим подзаряжать на технологических остановках электробус за 10-15 минут, обеспечивая тем самым экономическую привлекательность подвижного состава и его способность выполнять такие же объемы транспортной работы, как и дизельные автобусы. 

Внедрение стандарта ультра-быстрой зарядки будет способствовать развитию общественного автономного электротранспорта.

 

Глазами энергетиков

Электромобиль — активный потребитель электроэнергии. В процессе зарядки он потребляет от 3,3 до 50 кВт, в зависимости от модели и стандарта зарядки, то есть больше, чем среднее домохозяйство.

Электромобиль и зарядная станция — интересные активные элементы smart grid, управлять которыми намного проще, чем традиционным потребителем. В процессе зарядки электромобиля можно вводить ограничения доступной мощности или прерывания, без существенного влияния на потребителя, используя объем потребляемой зарядными станциями мгновенной мощности для выравнивания пиковой нагрузки.

Зарядные станции можно использовать и для мониторинга качества электроэнергии в сетях низкого напряжения, что позволяет быстрее, а зачастую и оперативно реагировать на аварии и технологические сбои. 

В будущем электромобили будут выступать в виде распределенной системы хранения электроэнергии. Концепция двухстороннего использования электромобилей V2G (англ. «Vehicle-to-grid» — «транспортное средство — сети») предполагает, что машина подключается к энергосети не только для зарядки, но и для отдачи в сеть лишней энергии. Владелец может заряжать электромобиль в часы, когда энергия дешевле, а в периоды пиковых нагрузок продавать электричество по более высокой цене.

Другой вариант — использование накопителя электромобиля в качестве источника бесперебойного питания для собственного дома (технология «Vehicle-to-home» – электромобиль для дома). Такие устройства доступны уже сегодня, например для Mitsubishi i-MIEV и Nissan Leaf.

Не случайно электросетевые компании более чем кто-то другой интересуются перспективами развития рынка электротранспорта и зарядной инфраструктуры.

 

Электротранспорт: мифы и реальность

Среди неспециалистов бытуют представления об электромобилях, которые отнюдь не всегда соответствуют действительности. Рассмотрим некоторые из них.

Первый миф: «Электромобили не менее вредны для экологии, чем машины с двигателем внутреннего сгорания, из-за выбросов на электростанции».

На самом деле, электромобиль в среднем на 50% чище и на 80% энергоэффективнее своих аналогов с ДВС. Основной источник загрязнения атмосферы в крупных городах — автотранспорт с двигателями внутреннего сгорания, на его долю приходится до 90% загрязнений. Причем выбросы от автотранспорта находятся в приземном слое атмосферы, что наиболее губительно для человека, в то время как выбросы от электростанций имеют гораздо больший радиус рассеивания и начальную высоту, что в итоге дает гораздо меньшие концентрации в приземном слое атмосферы, которым дышат жители.

Конкретные показатели, вычисленные на основе данных производителей автомобилей и ОАО «Мосэнерго», приведены в таблице ниже.

Сравнительные показатели автомобилей

 

Второй миф: «Электромобили очень дорогие и затраты на их приобретение никогда не окупятся». На самом деле, если сравнить стоимость одного километра пробега для электромобиля (при средней норме потребления 15 кВт·ч / 100 км) и автомобиля с двигателем внутреннего сгорания (при средней норме потребления 7 л / 100 км), то мы увидим, что экономия составляет до 2 руб. на км пути.

Прогноз Министерства энергетики США относительно изменения цен и характеристик батарей, обеспечивающих запас хода электромобилей, показывает, что стоимость и масса батарей продолжат неуклонно падать, а средняя продолжительность жизни батареи, наоборот, будет возрастать, и к 2015 г. станет сопоставимой с продолжительностью жизни самого электродвигателя. Мы уже можем наблюдать как один из крупнейших игроков рынка – компания Nissan в США за 1 год снизила стоимость электромобиля Nissan Leaf на 14%.

Хватит ли электричества?

Третий миф гласит: «Если электромобилей станет много, то на всех не хватит электроэнергии». На деле, опасаться этого нет никакого смысла. К примеру, резерв Московской энергосистемы между дневным и ночным потреблением составляет не менее 4 ГВт на протяжении семи ночных часов. В то время как потребление одного электромобиля в режиме ночной зарядки составляет 3,3 кВт. Таким образом, количество машин, которое может одновременно заряжаться ночью составляет более 1,2 млн единиц.

Резерв Московской энергосистемы во время дневного спада потребления составляет не менее 0,7 ГВт на протяжении шести дневных часов. Количество машин, которое может одновременно заряжаться днем, составляет от 14 000 (при быстрой зарядке) до 212 000 (при обычной зарядке). При этом за день смогут воспользоваться быстрой зарядкой до 400 000 электромобилей.

Эти данные показывают, что в Московском регионе нет ограничений по мощности необходимой на зарядку электромобилей. Напротив, ночная зарядка существенно повысит эффективность использования имеющейся энергетической инфраструктуры. А дневная зарядка, в частности на станциях быстрой зарядки, требует централизованного технологического управления, для обеспечения максимально эффективного и безопасного распределения нагрузки.

Одним словом, если от покупки электромобиля вас до сих пор удерживало только беспокойство за стабильность энергосистемы, знайте, что этот довод безоснователен. Напротив, энергетики на стороне прогресса.

 

Записала Кира Патракова

По материалам Международного электроэнергетического форума UP GRID 2012

Фото и иллюстрации — ООО «Револьта»

Читайте также: