ЭЛЕКТРОМОБИЛЬ - БУДУЩЕЕ ИЛИ МИФ? Текст научной статьи по специальности «Экономика и бизнес»

Компетентность / Competency (Russia) 9-10/2020 л |/"Г\/ Л П I—1—1 Л □ "ГСЛЛЛ У! Л

DOI: 10.2441 1/1993-8780-2020-10905 АКТУАЛЬНАЯ ТЕМА 41

Электромобиль — будущее или миф?

Рассматриваются вопросы развития рынка электромобилей, современных аккумуляторов, а также проблемы энергетики с целью выяснить, возможно ли в ближайшее время полностью заменить автотранспорт, работающий на двигателях внутреннего сгорания, электрокарами

Ю.А. Барышев1

ФГАОУ ДПО «Академия стандартизации, метрологии и сертификации (учебная)» (АСМС),

канд. техн. наук, доцент, elizm@asms.ru

М.Л. Палагин2

ФГАОУ ДПО АСМС, канд. техн. наук

1 заведующий кафедрой «Электрические измерения», Москва, Россия

2 доцент кафедры «Электрические измерения», Москва, Россия

Для цитирования: Барышев Ю.А., Палагин М.Л. Электромобиль — будущее или миф? // Компетентность / Competency (Russia). — 2020. — № 9-10.

DOI: 10.24411/1993-8780-2020-10905

ключевые слова

электротранспорт, экономика, экология, мегаполисы

ного лет наука бьется, чтобы воздух на планете, особенно в мегаполисах, стал чище. Не секрет, что главными загрязнителями воздуха скоро станут двигатели внутреннего сгорания (ДВС). Парк машин на планете неуклонно растет. Несмотря на развитие технологий по очистке выхлопных газов и растущие ограничения на использование ДВС, ситуация не улучшается. Появляются отдельные города, регионы и даже страны, где в скором времени автомобилей в современном понимании может не остаться: их или запретят законодательно, или экономически ограничат высокими налоговыми барьерами. Тренд понятный, объяснимый и не вызывает протестов населения. Население некоторых отдаленных территорий так и не перешло окончательно от гужевого транспорта к автомобилям, и до сегодняшнего дня транспортные средства вместо выхлопных газов поставляют органические удобрения.

Человечество положительно относится к новым идеям, обещающим сделать будущее более легким и чистым. Идея перехода от двигателей внутреннего сгорания на электромобили не нова, так, первые в мире автомобили работали на электродвигателях, но не выдержали конкуренции с ДВС. На заре эпохи автомобилизации электромобили проиграли им по многим критериям, прежде всего экономическим, поскольку были намного дороже по себестоимости, стоимости эксплуатации, да и более капризными, чем бензиновые.

С течением времени качество двигателей внутреннего сгорания и топлива улучшалось, выхлопы становились чище, почти достигнув теоретически возможных минимальных значений. Евро-5, Евро-6, что дальше? Компьютерная диагностика на борту автомобиля? Больше драгоценных металлов

в каталитических нейтрализаторах? Альтернативные виды топлива — биодизель, этанол, сжатый природный газ?

Красивая история якобы более чистых дизельных двигателей закончилась «дизельгейтом» и большими скандалами. И опять вспомнили про транспорт на электрической тяге, который все это время ждал своего часа.

Долгое время область применения электротранспорта ограничивалась использованием в тех сферах деятельности, где применение транспорта с ДВС было почти невозможно: на опасных производствах, в подземных рудниках, помещениях без достаточной вентиляции и как крайность — в эксклюзивных и очень дорогих гольфкарах. Будущее электромобилей постоянно обсуждалось, но в силу разных технических и экономических причин дальше проектов дело не продвигалось.

Появление гибридных моделей (первая — Toyota Prius, выпускается с 1997 года) изменило ситуацию, добавив оптимизма желающим изменить мир в пользу автомобилей на аккумуляторных батареях. Пришел талантливый, сильный и амбициозный Илон Маск, заявив, что будет первым на рынке, производя электромобили Tesla. И сегодня он — автопроизводитель номер один в мире (ноябрь 2020), строит заводы в США, Европе, Китае, в перспективе в Индии. Крупные автопроизводители, следом за Tesla, начали вкладывать громадные средства в проекты электромобилей и заявляют о готовности в скором времени завершить производство традиционных.

Создается впечатление, что производство автомобилей с ДВС, их продажа скоро окончательно прекратятся, и наступит «электрически-аккумуляторная» светлая эпоха чистого выхлопа. Автопроизводители заявляют, что уже сегодня почти готовы переключиться на выпуск исключительно элек-

Крупные автопроизводители начали вкладывать громадные средства в проекты электромобилей и заявляют о готовности в скором времени завершить производство традиционных

тромобилей, и мир почти готов к этому, по крайней мере на словах.

Некоторые государства уже ввели запрет на продажу автомобилей с ДВС: Норвегия — с 2025 года, Индия — с 2030-го, Великобритания, Германия, Франция и другие некоторые страны Евросоюза — с 2040 года. Причем запрет будет действовать не только на продажу новых, но и на перепродажу старых автомобилей. Через 5-10 лет после этого планируется запретить продавать гибриды. Мировой авто-пром, в котором заняты миллионы жителей планеты, естественно, готовится выполнять требования законодателей. В Российской Федерации информация по этому вопросу отсутствует. Китай тоже пока не заявлял о подобных планах, но активно поддерживает своих производителей электромобилей.

Авторы считают, что с кардинальным решением этой проблемы не следует торопиться. Перечислим некоторые основные причины.

1. Зима. Аккумуляторы «не любят» холод и у них нет причин полюбить холодный климат. Законы физики не обманешь. В отличие от мобильного телефона машину в теплый карман не спрячешь, а ситуация с теплыми гаражами напряженная. На российском севере в лютые холода на ночь двигатель не выключают, чтобы аккумулятор не замерз и утром автомобиль тронулся с места. У современных электромобилей шансов в холодном климате почти нет.

2. Необходимость зарядки аккумуляторов перед поездками и во время путешествий. Декларируемые производителями электромобилей пробеги на одной зарядке увеличиваются, и те-

оретически скоро можно будет доехать всюду. Но вспомним личный опыт. Перед поездкой вы всегда полностью заливаете бензобак? С электромобилями будет сложнее — время полной зарядки аккумулятора составляет несколько часов. Не очень-то просто зарядить аккумулятор по дороге, потребуется довольно длительная остановка там, где установлены «электрические колонки» и достаточно «свободных пистолетов». Есть и другие факторы, уменьшающие запас хода, связанные со старением аккумулятора, негативным влиянием окружающей среды, повышенным потреблением электроэнергии дополнительным оборудованием — компьютерами, кондиционерами, обогревателями и т.д.

3. Необходимость развитой инфраструктуры и уровень готовности государств (богатых и не очень) инвестировать в электротранспорт. Без сомнения, для повсеместного использования электромобилей потребуется строительство глобальной инфраструктуры. Финансирование строительства такой инфраструктуры, ее содержание видится возможным только со стороны государства. Количество мест для зарядки аккумуляторов намного превысит число бензоколонок. Частный бизнес такие проекты на себя полностью не возьмет, прежде всего из-за отсутствия прибыли в обозримом будущем. Безусловно, налоговые преференции, другие финансовые и политические решения в пользу электротранспорта могут изменить соотношение сил, но не смогут заставить бизнес бросить все силы и средства только на такие проекты. Во многих государствах Африки, Азии, Южной и Северной Америки, Европы приоритетными для финансирования видятся совсем другие экономические задачи, не связанные с полным отказом от ДВС.

4. Размер и возраст мирового автопарка. По данным Международной организации автопроизводителей (International Organization of Motor Vehicle Manufacturers), современный мировой автопарк составляет около 1,3 млрд единиц (www.worldometers.

info), ежегодно 85-90 миллионов новых автомобилей выпускаются и вводятся в эксплуатацию (www.oica.net). К 2040 году рост автопарка прогнозируется до 2,0 млрд (www.lmc-auto. com). Информацию о возрасте автопарка и сроке службы в глобальном масштабе найти не удалось, но достоверно известно, что автомобили служат больше 10 лет. Так, по данным АВТОСТАТа (autostat.ru), на 1 июля 2019 года средний возраст автомобилей в России составил 13,4 года. За время службы они меняют по 2-3 и более владельцев. Как будет происходить исход автомобилей с ДВС на таком большом, разнообразном и значительно отличающемся от страны к стране рынке, прогнозировать затруднительно. Где-то будут запрещать, где-то разрешать, кто-то будет терять, а кто-то хорошо зарабатывать...

5. Стоимость владения электрокаром. Открытая информация — сегодня электроавтомобили намного дороже автомобилей с ДВС. Конечно, они постепенно дешевеют, некоторые бюджетные модели уже конкурируют с традиционными. Однако у потенциальных потребителей, безусловно, возникнут вопросы стоимости владения. На первый взгляд, владеть электромобилем дешевле, особенно в тех странах и регионах, где «обнулены» налоги и пошлины, дополнительно имеются субсидии от государства при покупке, бесплатный проезд по платным дорогам, бесплатная парковка и т.п. Как долго бюджеты смогут выдержать такие льготы, за счет каких источников будет покрываться уменьшение налоговых доходов от прекращения продаж бензина и дизельного топлива, можно только догадываться. Очень важен вопрос остаточной стоимости (стоимости продажи на вторичном рынке), так как он в большой степени является определяющим при прогнозе стоимости владения автомобилем. Ответов пока нет, поскольку спрос на вторичном рынке электромобилей только начинает формироваться.

6. Аккумуляторы, их производство, обслуживание, замена, утилизация. Но-

Традиционные автомобили с ДВС, гибриды, транспортные средства на альтернативном топливе в ближайшие десятилетия продолжат почти на равных бороться за потребителей

вые поколения аккумуляторов пока

не придуманы, а существующие используют такие редкоземельные металлы, как литий, кобальт, марганец, неодим и др. Резко увеличить их до-

бычу очень непросто, при этом может

ощутимо возрасти стоимость. Да и природные запасы не безграничны. Некоторые исследователи считают, что для выпуска десятков миллионов аккумуляторов в год ресурсов просто не хватит (thomsonreuters.com).

7. Интересы производителей нефти и газа. Налоги в цене топлива. Электроавтомобили понизят спрос на топливо из углеводородов. Прибыль крупнейших нефтяных компаний и государств — членов ОПЕК плюс Россия, Саудовская Аравия и других — резко упадет. Следовательно, эти страны будут защищать свои экономические интересы и максимально поддерживать использование транспортных средств с ДВС. Доля налогов в розничных ценах на топливо существенна и составляет от 15-20 % в США до 65-70 % в РФ (profile.ru/economy/), и не факт, что государства готовы отказаться от этих денег даже ради чистого выхлопа.

8. Грузовые перевозки. Дорожно-строительная техника. Почти все, о чем мы говорили раньше, касалось преимущественно пассажирских автомобилей. Ситуация с массовым внедрением грузовых автомобилей, бульдозеров, экскаваторов и т.п., работающих на аккумуляторах, еще менее очевидна, мы ее не рассматриваем из-за недостаточного количества информации о планах производителей такой техники.

9. Экологичность и требуемый объем электроэнергии для зарядки транспортных средств. По данным между-

народного энергетического агентства (www.iea.org), в мировом производстве электроэнергии основную долю (более 60 %) составляют уголь и газ, еще более 10 % дает мирный атом. Таким образом, электроэнергия — не такой уж чистый экологический продукт, как это видится на первый взгляд. Доля различных источников в мировом производстве электроэнергии приведена в таблице.

При транспортировке электроэнергии в новой инфраструктуре, которая должна обеспечивать зарядкой более 1 млрд автомобилей, не избежать тепловых потерь, также негативно влияющих на экологию. Для замены всего традиционного автопарка электромобилями, а именно об этом идет речь, придется строить новые высокопроизводительные электростанции, и «зелеными» источниками дополнительной электроэнергии тут не обойтись. Дополнительная электроэнергия потребуется и для производства аккумуляторных батарей, и добычи редкоземельных металлов, используемых в их производстве. Очевидно, что электроэнергия начнет дорожать, ее будет не хватать уже при существующем мировом автопарке в 1,3 млрд единиц, а тем более — при прогнозируемом в 2,0 млрд единиц.

На основании изложенного авторы считают, что в ближайшие годы дружный переход на электромобили и полный отказ от автомобилей с двигателями внутреннего сгорания миру не угрожает. Мы указали только несколько существенных причин, почему традиционные автомобили с ДВС останутся в нашей жизни.

Амбициозные планы государств запретить производство и продажу всех автомобилей с ДВС к 2040 году, а в по-

следующие пять лет и гибридов выглядят вполне реалистичными, но далеко не для всех. В 2020 году только в шести государствах мира доля электромобилей в национальном автопарке превысила 1 %, это Китай, США, Канада, Япония, Норвегия, Великобритания (www.thomsonreuters.com). Думается, законодатели большинства стран мира будут действовать разумно и постепенно, как и существующие сегодня автомобильные бренды. Не стоит забывать и о том, что каждый штат в США и каждое государство в Европейском союзе достаточно самостоятельны как в принятии экономических решений, так и по срокам их введения, то есть можно ожидать серьезного сопротивления электромобилизации от региональных властей.

В производстве автомобилей и их сервисном обслуживании задействовано много трудоспособного населения, услуги которого не потребуются на современных роботизированных производственных линиях и при обслуживании (без затрат на топливо, замену масла, «расходники» и запасные части). Вероятность появления новых производителей, которые вслед за Tesla, Hengchi, Grenadier, Vinfast, BYD и др. постараются изменить конкурентную среду авторынка, представляется высокой. Существующий автопром, безусловно, готовится к таким вызовам, вкладывает миллиарды долларов в разработку электромобилей, и далее будет бороться за потребителей всеми доступными способами. Прогресс не остановить, и на дорогах начнет появляться все больше красивых и экономичных электроавтомобилей. Они займут свою небольшую долю рынка. Возможно, электромобили начнут доминировать в национальных автопар-

Таблица

Доля различных источников в мировом производстве электроэнергии [Share of various sources in global electricity production]

Мировое производство Доля источника, % [Share of sources, %]

[World production] Уголь [Coal] Газ [Gas] Гидроэлектростанция [Hydroelectric power plant] Атомная электростанция [Nuclear power plant] Нефть [Oil] Прочие [Other]

Электроэнергия 39,3 22,9 16,0 10,6 4,1 7,1

ках богатых стран и больших городов. Ситуация окажется интересной, и потребитель встанет перед сложным выбором: что выбирать, как сравнивать, что принимать во внимание, а что нет. Неоспоримы серьезные конкурентные преимущества электромобилей, тем не менее, можно с уверенностью предположить, что традиционные автомобили с ДВС, гибриды, транспортные средства на альтернативном топливе

в ближайшие десятилетия продолжат честно и почти на равных бороться за потребителей.

В Российской Федерации вполне возможно появление уникального авторынка, на котором будут присутствовать автомобили с двигателями всех типов, особенно надеемся на увеличение парка автомобилей на газомоторном топливе с использованием метана (EcoGaz) и гибридных автомобилей. ■

Статья поступила в редакцию 5.11.2020

Kompetentnost / Competency (Russia) 9-10/2020 ISSN 1993-8780. DOI: 10.2441 1/1993-8780-2020-10905

TOPICAL THEME 45

Electric Car — is it the Future or a Myth?

Yu.A. Baryshev1, FSAEI FVT Academy for Standardization, Metrology and Certification (Training), Assoc. Prof. PhD, elizm@asms.ru

M.L. Palagin2, FSAEI FVT Academy for Standardization, Metrology and Certification (Training), PhD

1 Head of Electrical Measurements Department, Moscow, Russia

2 Associate Professor of Electrical Measurements Department, Moscow, Russia

Citation: Baryshev Yu.A., Palagin M.L. Electric Car — is it the Future or a Myth? Kompetentnost'/ Competency (Russia), 2020, no. 9-10, pp. 41-45. DOI: 10.24411/1993-8780-2020-10905

key words

electric transport, economy, ecology, megacities

We reviewed the development of the electric vehicle market, battery production, as well as the problems of modern energy to explore the possibility of a full transition to the operation of electric vehicles in the near future. Although many automakers say that they are almost ready to switch to the production of exclusively electric vehicles, we nevertheless recommend not to rush to a radical solution to this problem for the following main reasons: cold climate, the need to charge batteries before and during travel, lack of developed infrastructure, high cost of ownership of an electric car, difficulties with the production, maintenance, replacement, disposal of batteries, conflict of interests of oil and gas producers, etc. Despite the fact that the serious competitive advantages of electric vehicles are not disputed, we are confident that traditional cars with internal combustion engines, hybrids, and alternative fuel vehicles will continue to fight honestly and almost equally for consumers in the coming decades.

ФГАОУ ДПО АСМС

Услуги размещения

fАСМС

+7(499) 175 3300 Е-mail: hostel@asms.ru

ДОСТУПНО КАЧЕСТВЕННО УДОБНО