Электромобиль – автомобиль далекого будущего

27.11.14 | Рубрика: Автомобильный рынок. Просмотры: 2 207

Нужно отдавать себе отчет, что подзаряжаемый гибрид – это компромисс. И его главный недостаток в том, что пусть минимальная, но зависимость от топлива (бензин, дизель), но остается. А потому автомобилем будущего должен стать электромобиль. Но вопрос – когда наступит это будущее?

Два лучших примера в мире электромобилей

Ответ на этот вопрос знают лишь производители батарей. Ведь все остальное уже готово: электромоторы есть, логика их управления отработана, электромобили уже сегодня выглядят вполне реальными и стоят реальных денег. Главные игроки класса электромобилей – это Nissan Leaf и Tesla Model S.

Стиль «вода камень точит» в исполнении Nissan Leaf: «просто автомобиль», который попал точно в цель – размер, простор, практичность, цена. К слову, его собратья по концерну, электромобили Renault, были не столь успешны.

Первый сумел доказать, что на электромобиле можно ездить каждый день, он стоит недорого и вообще «это как Golf, Octavia, или Tiida, только с другим мотором». К примеру, в США Nissan Leaf стоит около 30 тыс. долларов (сравнимо с Nissan Murano, минус наши налоги на большие моторы), в Украине Nissan Leaf можно найти у серых дилеров за 35-40 тыс. долларов. Кстати, у нас можно найти и слегка битые «Лифы» с американских аукционов – их цена колеблется в пределах 15-22 тыс. долларов в зависимости от пробега (7-20 тыс. км.) причем, при наличии в комплекте всех запчастей для восстановления машины.

Еще один пример – электрический Ford Focus EV. Модель не особо примечательна на фоне других мелкосерийных электромобилей (С-класс, 120 км хода), если бы не факт, что компании Ford пришлось в свое время принудительно снизить цену на Focus EV до 30 тыс. долларов, дабы, что называется «попасть в рынок». Эта деталь показывает очень много – и то, что среди «зеленых автомобилей» (электро, гибриды) уже началась конкуренция, и то, что эта конкуренция даже выходит за рамки класса, пытаясь откусить часть «рыночного пирога» обычных семейных автомобилей с бензиновыми моторами или дизелями.

В свою очередь Tesla Model S доказала, что электромобиль может быть не просто электрической повозкой, а настоящим «секси-каром», который люди хотят за дизайн, стиль, инновации. Причем все это предложено без переплаты – так в Украине новая Tesla Model S стоит около 100-150 тыс. долларов, что сравнимо с ценой базового Mercedes S500. А подержанная Tesla Model S с пробегом 20-30 тыс. км стоит 50-80 тыс. долларов.

Оба автомобиля успешны уже сейчас. К примеру, общие продажи Nissan Leaf на сегодняшний день составили более 140 тыс. экземпляров, а сам электромобиль завоевал престижные премии «Европейский Автомобиль Года» и «Мировой Автомобиль Года». В свою очередь, по заявлениям производителя, Tesla Model S по итогам 3-го квартала 2014 года нарастила продажи на 42% относительно аналогичного периода прошлого года; компания выпустила версию с полным приводом, готовит к запуску кроссовер Tesla X и компактную модель III.

Интересно, что по ряду косвенных признаков, электромобиль Tesla Model S возможно даже убыточен для производителя. Что, в принципе, не есть проблемой: убыточен Nissan Leaf, был убыточен первый Toyota Prius, в убытках и FIAT 500E. Но сам радикальный подход компании Tesla, рождение и реализация революционной идеи, уже привело к заметному росту ее капитализации – те, кто держит акции Tesla, сейчас получат прибыль от их продаж. Вся соль даже не столько в самом автомобиле, сколько в самой компании и ее «лице» – Элон Маск является лучшим примером энтузиаста, которые не знает слова «нет».

Но и на солнце бывают пятна. Так, Tesla знавала проблем с пробитым и воспламеняющимся аккумулятором, и отчасти причиной этого было «правило» автомобиля приседать на высокой скорости для улучшения аэродинамики. В результате Tesla зацепила неровность на плохой дороге, что и привело к повреждению АКБ. Поправили соответствующим софтом, отказавшись от правила сильно «приседать» при высокой скорости.

Революционер, который «секси» – Tesla Model S: стильный, мощный, быстрый, готовый к пробегу в 400-500 км. И при европейской цене 80-100 тыс. долларов – вполне «попадающий в рынок» своего класса. Причем компания Tesla уже сейчас вкладывает деньги в развитие не только своего автомобиля, но и общей идеи рынка электромобилей: специальный лизинг, подзаряжаемый станции и пр.

Но главная проблема – это время зарядки АКБ. Так, для полной зарядки Nissan Leaf требуется около 8 часов, а на полный заряд Tesla с батареей 85 кВт/ч может уйти и 15 часов! Это не теоретические выкладки, а реальные эксперименты с зарядом от стандартной 220-вольтной розетки с силой тока 10 ампер. Конечно, есть специальные зарядные устройства (400 вольт, до 32 ампер), есть возможность зарядить 80% батареи за 30 минут и т.д. Только вот стоит подобная зарядная станция ой как дорого: к примеру, фирменный зарядный «бокс» (гараж- навес, плюс зарядное устройство) от BMW для i3 обойдется в… 15 тыс. евро!

А ведь экономичность – это один из главных плюсов электромобилей. К примеру, заправка того же Nissan Leaf с батареей 24 кВт/ч обойдется минимум в 0,38 USD (24 кВт/ч умножить на 0,0.16 USD. за 1 кВт/ч), и пусть Leaf проедет хоть 100 км – но это сравнимо с ценой 1/3 литра бензина! Даже при самом высоком тарифе (0.089 USD за 1 кВт/ч) полная заправка (24 кВт/ч) будет стоить 2.13 USD – 2 литра бензина!

Плюс (точнее минус) полное отсутствие загрязнений окружающей среды: выбросы на электростанции есть, но легче в одном месте уловить и переработать все вредные выбросы, чем «ловить» их по всему городу или стране. Плюс практически полное отсутствие необходимости ремонта и обслуживания двигателя и трансмиссии – никаких масел, фильтров, ТО. Фактически все обслуживание электромобиля сводится лишь к уходу за подвеской.

Остался вопрос аккумуляторов. Но этот вопрос и есть тем «камнем преткновения». Вопрос первый – срок службы аккумулятора? Компания Panasonic, производящая АКБ для гибридов Toyota давала гарантию на свои батареи 8 лет и определяла их ресурс в 5 млн. циклов заряда-разряда. Схожий срок службы заявляла и компания GM для Chevrolet Volt. Опыт эксплуатации первого поколения Toyota Prius доказал, что эти цифры справедливы – батарея гибрида служит 8-10 лет. Для электромобиля Nissan Leaf неофициально были озвучены немного другие цифры – от 5 лет до 7-10 лет при бережной эксплуатации. Компания Tesla дает гарантию на батарею своих автомобилей 8 лет, расчетный пробег составляет около 200 тыс. км. В результате имеем ответ – срок службы батареи составляет около 8-10 лет, ежегодные пробеги могут достигать 20-25 тыс. км. Вопрос второй – цена батареи? Для того же Toyota Prius 1-го поколения сегодня цена батареи на ebay составляет около 1-1,5 тыс. долларов. У официальных украинских дилеров аккумулятор для Toyota Prius современного поколения (больше емкость АКБ, более высокая «официальная» цена) стоит уже около 4 тыс. долларов. Для электромобиля Nissan Leaf стоимость АКБ неофициально составляла около 5-7 тыс. долларов, а для Tesla Model S, опять же неофициальная цена самой емкой АКБ 85 кВт/ч составляет около 17-18 тыс. долларов. Но уже сегодня есть информация, что компания Tesla с партнерами работают над новым заводами по производству АКБ, что позволит снизить стоимость аккумуляторов на треть. Соответственно, ответ на второй вопрос: аккумулятор для обычного гибрида стоит 1,5-4 тыс. долларов; более емкий аккумулятор для подзаряжаемого гибрида должен стоить около 3-5 тыс. долларов; аккумулятор для электрокара – 5-15 тыс. долларов. Плюсуйте эту цену к затратам на эксплуатацию электромобиля за 8-10 лет, но отнимайте деньги, сбереженные на ТО обычного автомобиля с ДВС.

А конкуренты кто?

Давайте рассмотрим конкурентов описанным выше подзаряжаемым гибридам и электромобилям. Во-первых, водородные автомобили.

Toyota FCV Mirai – новое открытие мира водородных автомобилей: семейный автомобиль среднего класса поступит в продажу весной 2015 года в Калифорнии и Японии по цене 60-70 тыс. долларов. Динамика разгона 0-100 км/ч – 10 секунд, запас хода – 500 км, полная заправка водородом – около 5 минут. Главная особенность Toyota FCV в том, что это будет едва ли не первый водородный автомобиль, доступный к свободной продаже для частных лиц (ранее водородные автомобили обычно сдавались в лизинг/аренду различным компаниям, и далее их следовало возвращать производителю для изучения опыта эксплуатации).

В своем большинстве водородный автомобиль являет собой электромобиль. Только вместо АКБ установлены топливные ячейки, в которых водород объединяется с кислородом, из выхлопной трубы вытекает чистейшая вода, а по проводам течет ток для электромотора. Глобальное преимущество водородного автомобиля над электромобилем – это быстрая зарядка, подобно заправке топливом на АЗС: вместо 10-15 часов мы ждем 5 минут и готовы ехать 500 км. Но фактически, водород в этой схеме выступает переносчиком энергии – от водородной станции, где разделили молекулу воды и потратили на это энергию, до топливной ячейки, где водород объединился с кислородом и отдал энергию на нужды электромотора. Т.е. все по-прежнему строится на электричестве. Поэтому вывод – как только будет решен вопрос с аккумуляторами или с другим способом доставки электричества в электромобиль, необходимость в водороде отпадет.

И скорее всего, что этот вопрос будет решен значительно быстрее, чем будет решен вопрос снижения реальных цен на водородные автомобили. Ведь неофициальные данные говорят, что себестоимость Toyota FCV Mirai составляет минимум около 110-120 тыс. долларов, схожую цифру дают и для нового водородного автомобиля Honda FCV (а себестоимость некоторых водородных экспериментальных автомобилей приближалась к 1 млн. долл.). В результате, если цена продажи Toyota Mirai составит 60-70 тыс. долларов, компания будет терять на каждом проданном автомобиле минимум 50 тыс. долларов. Для Toyota это не проблема, компания в своем время субсидировала первый Prius, а теперь зарабатывает не только на продаже гибридов, но и на продаже гибридных технологий другим компаниям. Вся соль именно в топливных ячейках, где используется множество дорогих металлов. Ведь иначе водородная тема уже давно стала бы популярной – наработки по водородным автомобилям ведутся еще с 90-х годов ХХ века, пик популярности пришелся на стык тысячелетий, но дальше автомобильная индустрия увлеклась электромобилями и гибридами, что мы сейчас и наблюдаем.

Водород в ДВС вместо бензина или дизельного топлива? Были и такие наработки – от компании BMW. Но наигравшись с водородным ДВС, компания прямой сейчас переходит на тему водородных автомобилей с привычными топливными ячейками

Все знают, что водород хорошо горит в смеси с другими газами – так почему не использовать его подобно бензину или дизелю в обычном ДВС? Были и такие наработки: компания BMW выпускала модель Hydrogen 7 на базе седана 7-й серии (кузов E65/E66) с самым большим мотором V12 объемом 6 литров. Но на секундочку – обычная бензиновая версия подобной «семерки» BMW выдавала мощность 445 л.с.; для водородной версии этот двигатель пришлось дефорсировать до 260 л.с. (при работе на бензине) и до 228 л.с. (при работе на водороде). Вот и ответ, насколько энергоэффективен водород в качестве топлива для обычных ДВС. А закончилось все тем, что компания BMW, построившая сотню водородных «семерок», вложив в проект немалые деньги, сегодня, похоже, его окончательно похоронила – и бросила все силы на электро-гибридные модели семейства «i»: BMW i3 и BMW i8. Вот и все. Водородная тема BMW перешла от ДВС на водороде к водородным автомобилям на привычных топливных ячейках, которые будут разрабатываться в союзе с… Toyota! Вот и все.

Во-вторых – традиционный ДВС (двигатель внутреннего сгорания). И грязный, и топливо требуют, и вообще все обещали его уже похоронить… Но живы, «курилки», и не денемся мы от них никуда еще лет 20 точно! Очень в пору пришлась тема даунсазинга и многоступенчатые КПП – двигатели стали более экономичными. Кроме того, сегодня считается правилами хорошего тона иметь в новой модели целый комплекс систем, которые позволяют снизить расход топлива ДВС: это микро-гибрид e-HDi в автомобилях Citroen и Peugeot; это комплекс Efficient Dynamic в автомобилях BMW; это технологии в пакете BlueMotion для автомобилей VW. Тот случай, когда «с миру по нитке – голому рубашка»: здесь используются и системы «старт-стоп», и активные жалюзи радиаторной решетки, и специальные обтекаемые колесные диски, и измененные передачи в КПП. В союзе с подзаряжаемыми гибридами, современные ДВС вполне имеют право на существование и нужны для совершения длительных загородных поездок. Но, снова-таки, пока мы не получим возможность быстро заряжать емкие аккумуляторы в электромобилях. На этом эра ДВС завершится.

Третий конкурент – гибрид. Но не обычный, а водородный…

Последние наработки VW Group, грозящие произвести мини-революцию: гибридный электро-водородный автомобиль. К примеру, Audi A7 с двумя электромоторами суммарной мощностью 270 л.с. разгоняется до 100 км/ч за 7,9 сек и может проехать только на электробатарее 50 км. В тоже время, набор баков для водорода и топливные ячейки позволяют без проблем отправиться в дальнее путешествие (заявленный максимальный пробег – до 500 км). Цена подобной Audi A7 высока? У компании VW уже есть ответ – Golf HyMotion, устроенный по аналогичной схеме (АКБ + водород), но с меньшей мощностью (135 л.с.). Немцы уже обкатывают и «среднее решение» – Passat с аналогичной 135-сильной электро-водородной силовой установкой.

А что, если совместить первого конкурента со вторым, взяв лучшее от обоих? От гибридного автомобиля мы берем электромотор, систему рекуперации энергии, компактную и относительно недорогую батарею. Но вместо ДВС (для дальних поездок) устанавливаем блок топливных ячеек и бак для водорода. В результате по городу можно ездить на электричестве, периодически подзаряжая батарею, а для дальней поездки у нас есть бак с водородом, который заправляется за 3-5 минут. При этом еще и упрощается контракция автомобиля, т.к. достаточно использовать только один двигатель – электромотор.

Казалось бы одни плюсы. Да минус в том, что от обеих технологий мы взяли самое дорогое и сложное: АКБ – от гибридов и электромобилей; топливные ячейки и объемные баки (часто из композитных материалов) – от водородных автомобилей. Цена подобного решения окажется очень и очень высока.

Выводы: что нас ждет в далеком будущем?

Хотим мы того, или нет – но именно электромобили сейчас выглядят наиболее реальным претендентом на роль «автомобиля далекого будущего». Их развитие продолжается, появляются новые идеи, наработки, инновации. И не обязательно ждать революций в АКБ: возможно, стоит искать революцию в индукционной подзарядке от «умной дороги»; возможно, стоит ждать революцию от быстрых зарядный устройств (5-10 минут); возможно, революцией станет платная услуга на СТО по быстрой замене пустой АКБ на полную АКБ. В любом случае – электромобили станут реальной альтернативой для массового потребителя только тогда, когда смогут проехать 500 км и более без предварительного заряжания на протяжении 15 часов. Но рано или поздно это произойдет.
Источник: ITC