Для ЛЛ: будущее у электромобилей и гибридов есть есть, оно неумолимо, как наступление 3 сентября, вопрос лишь в сроках (десятки лет).
В быту ходит наисвежайшее и актуальное мнение, что электромобили никакое
отношение к экологии не имеют. Постят мемы всякие
Рекомендую посмотреть его документалки – это платина российского сегмента Ютуба.
Но что касается электромобилей, тут Стас сделал ключевую ошибку – он взял свое личное сформированное мнение и натянул на него найденные аргументы. Он посоветовался со всеми, кроме непосредственно специалистов по электроэнергетике и завел шарманку про надломленную инфраструктуру при таком увеличении потребления электроэнергии. А также про КПД электродвигателя, начиная от электростанции, а КПД двигателя считая от залива бензина в бак, закрывая глаза на добычу нефти, её транспортировку, переработку, транспортировку непосредственно топлива. И сколько дополнительно той же электроэнергии и топлива тратится, чтобы АИ-95 от скважины с останками динозавров добрался до бака автомобиля.
Но тем не менее, документалка огонь, очень советую.
А теперь займемся дилетантскими подсчетами ударов по экологии от выхлопов, и что нам даст замена в городах автомобилей с ДВС на электромобили. Расчеты будут примерными, оценочными, пользуясь первыми ссылками в Гуглах, без глубокого копания в отраслевых документах.
Давайте утрировать.1. До 80% загрязнения в крупных городах – от автомобилей.
https://www.kommersant.ru/doc/3199554
https://alfabuild.spbstu.ru/userfiles/files/AlfaBuild/AlfaBu...
Считаем, что у нас таки все на евро-5 и евро-6, реальное загрязнение воздуха от авто ниже – 70%.
В городе типа Москвы, например, до 90% загрязнения от автомобилей.
https://ria.ru/20191022/1560057042.html
2. Оставшиеся по стране 30% - от промпредприятий. Тут всю долю на электростанции мы дать не можем, у нас же есть сталлелитейка, мусоросжигалка и т.д. Вот что нашел по поводу загрязнения от ТЭС (уголь и газ) – 14%. В число ТЭС (тепловые электростанции) входят и ТЭЦ (теплоэлектроцентрали, где выработка электроэнергии является не единственной целью, еще и тепло нужно).
https://cyberleninka.ru/article/n/zaschita-okruzhayuschey-sredy-pri-ekspluatatsii-tes#:~:text=Одним из основных и самых,на ТЭС образуются продукты сгорания.
3. В стране примерно 45 млн легковых автомобилей.
https://www.autostat.ru/infographics/47693/
Переведем их в средний электромобиль Nissan Leaf с батареей емкостью 40кВт*ч и паспортной дальностью хода 322км. Снизим эту дальность до реальных условий в 200км. Итого 1кВт*ч электроэнергии хватает на 5км.
4. Средний годовой пробег автомобиля примем 15 тысяч км, 1250км в месяц.
5. 1 автомобиль в месяц в среднем потребит 1250/5 = 250кВт*ч электроэнергии.
6. 45 млн автомобилей потребит в месяц 45х250 = 11 250 млн кВт*ч электроэнергии.
7. РФ, например, в июне 2022 потребила 80 100 млн кВт*ч
https://www.so-ups.ru/news/press-release/press-release-view/news/18740/#:~:text=Потребление электроэнергии в июне 2022,чем в июне 2021 года.
8. Представим, что «лишние» 11 250 млн кВт*ч в год выпадают на ТЭС, игнорируем относительно чистые ГЭС и АЭС.
По той же ссылке в диаграмме
https://www.so-ups.ru/news/press-release/press-release-view/news/18740/#:~:text=Потребление электроэнергии в июне 2022,чем в июне 2021 года
ТЭС в год вырабатывают 38 700 млн кВт*ч в год. Их выработка будет увеличена на 29,1%. Уровень загрязнения от увеличения расхода угля/газа будет на 4,07% выше (29,1% от 14% доли загрязнения).
Это был простейший подсчет, он не учитывает множество факторов:
- Помимо ТЭС, потребляющих газ (выхлопы чище) и уголь (выхлопы грязнее), есть еще ГЭС и АЭС, выхлопами не занимающиеся. Нужно смотреть по регионам индивидуально.
- Доля загрязнения именно промпредприятиями. Нужно смотреть по каждому крупному городу индивидуально.
- Состояние электромобиля, его реальная дальность хода и годовые пробеги. Климатические условия. Хотя это же и относится к автомобилям с ДВС.
- Затраты электроэнергии на добычу, переработку и транспортировку топлива, ну и сопутствующий выхлоп в атмосферу. Это нужно для точной оценки экологичности ДВС.
- Дополнительные 10-15% потерь электроэнергии от источника до потребителя. Можно накинуть эту долю к загрязнению от ТЭС.
Но какие делаем приблизительно оценочные выводы: при условии ежегодного пробега в 15 тысяч км, при условии излишней выработки электроэнергии на ТЭС за счет сжигания угля и газа, мы «уничтожаем» долю в 70%загрязнения от автомобилей с ДВС и добавляем 4,07% загрязнения от дополнительной выработки электроэнергии.
Выбросы в атмосферу в городах в зависимости от типа автомобилей.
Теперь следующие проблемы и вопросы:
1. Сможет ли Единая Энергосистема потянуть дополнительные потребляемые 11 250 млн кВт*ч в месяц к имеющимся 80 100 млн кВт*ч (рост на 14%)?
Да, увеличение выработки ЭЭ идет за счет увеличение расхода энергоносителя, будь то газ, уголь или вода. Упор идет в резервы мощности электростанций, коих в РФ предостаточно, пусть и больше в восточной её части. А будет спрос на ЭЭ, будет и предложение.
2. Проблема более существенная – сможет ли инфраструктура потянуть дополнительные потребляемые мощности (а не электроэнергию)?
Да, может.
Стандартная зарядная станция, применяемая, например, в тех проектах, что я делал по электрике в подземном паркинге ЖК – 11 кВт.
По факту это соответствует расчетной нагрузки стандартной квартиры с электроплитой (для квартиры с газом 7кВт обычно принимается).
Но беда – квартиры хороши тем, что они в реальном времени потребляют меньше (из-за не единовременности работы бытовых электроприборов и не единовременности потребления разных квартир), а в случае зарядками все несколько иначе.
Если мы хотим посчитать суммарную нагрузку 400 квартир, то по СП 256 применим понижающий коэффициент одновременности 0,127. Для зарядок это неприменимо, да и нет реальной статистики на текущий момент. Но логикой понятно, что, если поставить электромобили на зарядку на ночь, потребляемая суммарная мощность будет считаться с большим коэффициентом, в зависимости от реального кол-ва электромобилей, необходимости зарядки и т.п. Нужна статистическая база для нормативных расчетов. Пока её нет.
Эти примерно 400 электрозарядок со своей суммарной мощностью плюсуются к ЖК на 1000-1200 квартир (из личного опыта), но по своей суммарной нагрузке (если пара-тройка сотен авто реально начнут заряжаться) они будут сопоставимы с нагрузкой 1000-1200 квартир и общедомовых нужд. Казалось бы, нужно и подстанцию в 2 раза мощнее и кабели/шинопроводы в 2-3 раза толще.
Не, нихуяшеньки. При разработке систем электрозарядок в отдельно взятом ЖК, предусматривается регулирование потребляемой мощности электрозарядок в зависимости от потребляемой мощности всего ЖК in real time. Вот приехали жители, припарковались и поставили авто на зарядку. В вечерний пик нагрузки квартир уровень зарядки будет минимальным, но в ночной спад общей нагрузки потребляемый зарядками ток будет максимальный. Аналогично и с дневными спадами нагрузки (люди на работе). Это и снижает итоговое значение расчетной нагрузки ЖК, и выравнивает суточный график нагрузки, что дает респект в целом от энергосистемы РФ.
Ниже на графике это эскизно показано. Допустимая отпускаемая мощность еще не значит, что в реальности она будет потребляться на полную катушку, но в целом график будет более равномерным.
Другой вопрос – общественные зарядные станции в качестве аналога АЗС.
Там потребление будет в течение суток практически всегда. Более того, зарядные
станции куда мощнее, вплоть до 180-350кВт. Хотя, полагаю, что большая часть
будет 50-150кВт.
Казалось бы, караул. Но если вспомнить, что ТЦ уровня «Город»
одномоментно может поедать 8-9 МВт, небольшой ЖК на 1000 квартир со школой и
парой садиков может потреблять 2,5-3,5 МВт. И сколько таких ЖК, ТЦ, БЦ и т.д. в
год строят ПИКи, ЛСРы, Самолеты и иже с ними вокруг крупных городов?
Возникают ли мольбы и петиции от энергетиков с целью снизить объемы строительства, а то и вовсе прекратить? Что-то не слышно. Слышен хруст купюр, ведь если есть спрос, дают и предложение.
И опять же, не нужно исходить из ситуации, что все миллионы авто обернуться в электромобили. Этот прогресс затянется на десятки лет, никто не отменяет гибриды те же. Вот бы сейчас в начале 20 века пророчить тухлую судьбу авто с ДВС, ведь сеть заправок BP, Shell и Lukoil с дорогими хот-догами и кофе не так развиты, слава коневодам и сену.
3. Экологичность устройства
электромобиля. Да, существует проблема «экологичности» производства и
утилизации батарей. На текущий момент это все на зачаточном уровне, надежда на
прогресс.
А экологичность производства нефтепродуктов – совсем другое, да. Жить рядом с
Омским НПЗ или в Капотне – кайфуха, наверное.
Экологичность производства моторного масла, трансмиссионного масла, антифриза,
катализаторов, трансмиссии, всяких ЕГР и т.д. – это другое, да. Как и
утилизация всего этого барахла.
Слил моторное или трансмиссионное масло в отдельную бочку в автосервисе, выбил
катализатор на своей Киа Рио, прошил на евро-2 и забыл про то, куда это все
девается потом.
4. Емкость и скорость зарядки батарей. Пока что – это основной недостаток, экологичность и нытье про инфраструктуру и способы выработки электроэнергии идут прицепом и существенными не являются. По сути, это единственная проблема, тормозящая взрывной рост числа гибридов и электроавтомобилей.
Преимущества электродвигателя:
1. Момент. И это не всегда означает разгон 5 сек до 100км/ч. Это вовсе не обязательно, но зато нет существенной зависимости динамики от дополнительно нагруженной массы в багажнике и в салоне.
2. Простота конструкции и как следствие: масштабируемость, стоимость и надежность. Игрушечные машинки с электродвигателями все видели и играли, покупали своим детям. Таких же машинок с ДВС, пусть даже на евро-6, почему то нет, а если бы и были, то сколько стоили и купили бы их играть себе домой, несмотря на евро-6? Это же супер экологично, но кто согласился бы дышать все время прямиком из выхлопной трубы.
Вследствие этих достоинств электродвигатель применяется везде, где нет проблемы источника электроэнергии. Даже тепловоз современный – это гибрид с дизельным генератором и электродвигателем.
Кстати, никто бы не хотел бы в метро дизельные поезда? Или вместо трамваев?