CC BY
78Ценовая конкурентоспособность легковых электромобилей в США
Синицын Михаил Владимирович
научный сотрудник Центра энергетических исследований ИМЭМО им. Е.М. Примакова РАН, sinitsyn@imemo.ru
В статье анализируются основные потребительские характеристики электромобилей: пробег на одной зарядке, доступность зарядных станций, стоимость владения и оценивается ценовая конкурентоспособность легковых электромобилей в США.
Ключевые слова: электромобили, конкурентоспособность, Те^а, США.
Легковой электромобиль - выбор потребителя
В конечном счете, рыночные перспективы электромобилей зависят от потребительских предпочтений. Покупатели будут приобретать электромобили, если их экономические потребительские характеристики окажутся лучше, чем у автомобилей с двигателями внутреннего сгорания.
Самыми важными характеристиками электромобиля для потребителя, как показывают репрезентативные опросы, являются пробег на одной зарядке батареи, доступность зарядной инфраструктуры и стоимость владения (таблица 1). Скорость зарядки аккумулятора оказалась менее важным показателем, что обусловлено выбором потребителями (в основном мужчинами) электромобиля, а также использованием его в качестве второго транспортного средства, что показали исследования по скандинавским странам [1]. Возможно, на электромобили повлияет развитие беспилотных такси и переход к использованию автомобиля как услуги - каршеринга и распространение автомобилей совместного использования, эти тенденции могут получить развитие согласно прогнозам компаний BP и Bloomberg в 2025-2030 гг. [2,3] Для реализации такого сценария необходимы как прорыв в искусственном интеллекте автомобилей, так и изменение паттернов транспортной мобильности.
да
о
сч
I-«. OI
О Ш
m
X
<
m о х
X
Таблица 1.
Характеристики, на которые фокусируется покупатель при выборе электромобиля, доля выбравших, %* Источник: [4].
Страна Пробег на одной заряд- Доступность инфраструктуры по Стоимость владения Скорость зарядки аккумулятора Безопасность
ке зарядке
Бельгия 31 20 28 9 5
Франция 31 16 32 11 4
Германия 35 20 22 11 5
Италия 4 44 19 18 7
Великобритания 26 22 24 13 6
Китай 25 18 9 12 22
Индия 14 25 14 11 22
Япония 18 23 31 11 9
Южная Корея 10 34 22 17 11
США 24 22 26 10 8
Рассмотрим основные потребительские и экономические характеристики электромобилей более подробно.
Пробег на одной зарядке В начале 2000-х гг. эксперты считали, для того чтобы электромобили начали массово замещать традиционные автомобили с двигателем внутреннего сгорания, необходима длина пробега на одной зарядке в 200 км, что достаточно для стандартных поездок в современном городе. К 2017 г. бюджетные электромобили достигли этого показателя (рис. 1), но водители опасаются оставаться с разряженным аккумулятором, и критичным является уже 50%-й уровень зарядки [5].
Таблица 3.
Автомобиль Год выпуска
2015 2017 2019
Nissan Leaf 134 240 362
Kia Soul Electric 149 149 178
Volkswagen e-Golf 133 200 200
Ford Focus Electric 122 184 -
BMW i3 BEV 130 182 245
Tesla Model S Long Range - 496 592
Источник: [6].
Государственная поддержка электрификации легкового транспорта в странах-лидерах создала предпосылки для проявления в производстве электромобилей эффекта масштаба. Вместе с эндогенным техническим прогрессом эффект масштаба привел к снижению стоимости легковых электромобилей. В 2013-2018 гг. издержки по производству литий-ионных батарей, являющихся ключевой составляющей в структуре издержек производства электромобилей, снизились на 73% (рис. 2).
Рис. 1. Пробег электромобилей 2016/2017 гг. выпуска при полной зарядке по результатам тестов Environmental Protection Agency, км Источник: [6].
Опасения массового потребителя связаны с тем, что существенной проблемой электромобилей является сложность предсказания расхода заряда батареи в пути из-за расхода электроэнергии на кондиционер и обогрев, условий движения автопотока, ограничений скорости и т.п. При неблагоприятных условиях пробег электромобиля может значительно уменьшиться (таблица 2).
Таблица 2.
Результаты тестов Nissan Leaf 24 kW-h Источники: [7,8].
Условия Средняя скорость, км/ч Температура, °С Длина пробега, км
Заводской тест 61 20 222
Город 39 25 169
Высокоскоростная магистраль 89 35 110
Зима, пробка 24 -10 100
Лето, большая пробка 10 30 76
Рис. 2. Себестоимость 1 кВт-ч литий-ионной батареи, долл. за 1 кВт-ч. Источник: [3,9].
Большинство экспертных прогнозов исходит из того, что в период 2022-25 гг. из-за продолжающего снижения издержек производства электромобили станут конкурентоспособными по цене с автомобилями с двигателем внутреннего сгорания (таблица 4). К 2030 г. электромобили смогут получить достаточно энергоемкий и дешевый аккумулятор (а именно на него приходится основная доля затрат при производстве), чтобы начать вытеснять традиционные автомобили.
Таблица 4.
Прогноз себестоимости 1 кВт-ч литий-ионной батареи, долл. за 1 кВт-ч
Источники: [10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17].
Увеличение пробега на одной зарядке (таблица 3) достигается за счет увеличения энергоемкости аккумулятора, например, Nissan Leaf увеличил емкость с 40 кВт-ч до 62 кВт-ч. Но стоимость батареи существенно увеличивается при росте ее энергоемкости, что компенсирует удешевление себестоимости батареи.
Прогноз 2020 2022 2025 2030
Ahmed et al., 2018 143 134 122
Anderman, 2017 142
Anderman, 2018 160 128
Berckmans et al., 191 165 120 80
2017
UBS, 2017 184 133
Davies, 2017 152
Lienert&White, 2018 160 133
Tesla, 2018 130 100
х
X
о го А с.
X
го m
о
ю 7
М О
to
Oi
о
CS
I-«. Ol
О Ш
m
X
3
<
m
о
X X
Инфраструктура (зарядные станции)
Инфраструктура для зарядки электромобилей не является важной проблемой из-за быстрого развития сети зарядных станций и модернизации обычных АЗС. Количество зарядных установок достигло в мире в 2018 г. 632 тыс., из них в Китае - 309 тыс., ЕС- 190 тыс. и США - 61 тыс. К 2025 г. в основных странах-центрах электромобилизации будет создана достаточная по размеру сеть станций. Китай, США и страны Европейского союза останутся ведущими центрами электромобилизации. По оценке МсК^еу [18], для создания необходимой инфраструктуры в США, ЕС и Китае к 2030 г. потребуются 52 млн зарядных устройств (рис. 3), а объем необходимых инвестиций составляет 50 млрд долларов.
Для покупателей электромобилей помимо доступности важным является и скорость зарядки. Но распространение быстро заряжающих станций сдерживается их высокой стоимостью (таблица 6). Удешевления, сравнимого с литий-ионными батареями, ожидать не стоит [21]: стоимость домашней зарядки снизится на четверть к 2030 г., но из-за эффекта масштаба может значительно снизиться цена зарядной станции на офисной стоянке и зарядной станции [22]. МсК^еу прогнозирует, что к 2030 г. быстро заряжающие станции будут составлять в США только 20%, ЕС -32% и Китае - 44%.
Таблица 6.
Стоимость зарядной станции для электромобилей Источник: [21].
Место установки Напряжение, кВ Время зарядки аккумулятора 25 кВт-ч, ч Стоимость, евро
Производство Установка
Дом (квартира) 3/7 4-8 400 1000
Дом (коммунальная) 3/7 4-8 S00 2000
Работа 7 4 S00 1000
Паркинг 11 2,5 2500 5000
Зарядная станция 50 0,5 25000 15000
Рис. 3. Зарядная инфраструктура для электромобилей по странам, млн шт. Источник: по данным [18, 19].
На рынке зарядных устройств на станциях высокая степень концентрации: на три ведущих компании в США приходится 72% всех зарядных установок (таблица 5). Наиболее распространены станции от компании ChargePoint, чья доля составляет 44%, на которых в основном устанавливаются электрозарядки первого и второго уровня (4-8 часов зарядки). Следом за ним идет Tesla -лидер в распространении быстро заряжающих станций (до 80% зарядки за 0,5 часа). На третьем месте компания Blink Network, которая преимущественно владеет заправками второго уровня. При взрывном развитии сетей заряжающих станций высокая концентрация позволит реализовать эффект масштаба и снизить издержки зарядки.
Таблица 5.
Компании-владельцы зарядных станций для электромобилей в США
Источник: [20].
Компания Количество зарядных установок Доля на рынке, %
ChargePoint 26364 43,7
Tesla 13498 22,4
Blink Network 3434 5,7
Топ-3 43296 71,8
SemaConnect Network 3260 5,4
EVgo 2459 4,1
Топ-5 49015 81,2
Всего 60336 100
Стоимость владения электромобилем
В настоящее время для оценки конкурентоспособности электромобилей используется метод оценки стоимости владения личным автомобилем (при определенном пробеге, за весь период эксплуатации и т.д. [23]). Попробуем оценить стоимость владения бюджетным электромобилем в штате Нью-Йорк на примере Volkswagen Golf, т.к. в линейке имеются как электромобили, так и традиционные автомобили.
Оценить стоимость владения электромобилем за весь период эксплуатации затруднительно, т.к. не накоплен еще достаточный опыт эксплуатации электромобилей, также в настоящее время еще не известна стоимость утилизации батарей (в США действует только одна компания, занимающаяся утилизацией, и она создана на грант федерального правительства). Оценка будет проведена при пробеге 200 тыс. км и при трехлетнем владении с последующей перепродажей (табл.7).
Цена автомобилей взята на 23 мая 2019 г. на официальном сайте Volkswagen [24], стоимость электроэнергии и бензина - данные Администрации энергетической информации за 2018 г. [25], сервисные услуги рассчитываются пропорционально стоимости покупки автомобиля [26], цена аккумуляторной батареи (замена после 20 тыс. км пробега) прогнозируется с учетом снижения удельной стоимости с 214 долл. за кВт-ч до 105 долл. за кВт-ч по прогнозу BNEF, потери при зарядке аккумулятора составляют 20% [27]. Срок службы аккумулятора (определяется при дости-
жении уровня максимальной зарядки в 75%) составляет около 10,5 лет [28], при моделировании предполагается, что аккумулятор будет заменен на двенадцатом году, после пробега в 200 тыс. км.
Таблица 7
Экзогенные показатели модели
основными являются затраты на его покупку (рис. 4), при этом стоимость топлива и техобслуживания меньше, чем для традиционного автомобиля. Специфичным для электромобиля является покупка специального оборудования для ускоренной зарядки батарей в домашних условиях. С учетом предоставляемых налоговых вычетов стоимость владения электромобилем становится немногим меньше с стоимости владения традиционным автомобилем: 47 тыс. долл. и 51 тыс. долл. соответственно. В ближайшие годы федеральный вычет для большинства производителей электромобилей будет отменен, поэтому стоимость владения обоими автомобилями скорее всего будет сопоставима.
ZSOOO
5
»Gotl SE eGolP SE с учеши GoUTSSE
вычета
[ ^Амортизация • Толпиво Сервис • Стрвховка |
Рис. 5. Стоимость трехлетнего владения электромобилем. Источник: расчеты автора по данным 2017 г. для штата Нью-Йорк.
Источники: авторы.
Показатель Значение Источник
Пробег 200 тыс. км 3 года пользования
Год покупки 2019
Период использования 12 лет 3 года
Ставка дисконтирования 5%
Среднегодовой пробег 16,7 тыс. км
Цена бензина 0,76 долл. за л Администрация энергетической информации США
Цена электроэнергии 128,9 долл. за МВт-ч Администрация энергетической информации США
Потребление электроэнергии на 100 км 17,5 кВт-ч Министерство энергетики США
Потребление бензина на 100 км 7,6 л Министерство энергетики США [6]
Цена аккумулятора в 2018 г. 15 тыс. долл. Motorauthority
Цена зарядного устройства и установка 0,8 тыс. долл. и 1 тыс. долл. Siemens VersiCharge SG Residential
Рис. 4. Стоимость владения электромобилем при пробеге 200 тыс. км.
Источник: расчеты автора по данным 2018 г. для штата Нью-Йорк.
Стоимость покупки электромобиля больше стоимости автомобиля с двигателем внутреннего сгорания почти на величину федерального налогового вычета (7500 долл.), помимо федерального вычета штат также разрешает вычет 2000 долл. В структуре расходов на электромобиль
При оценке стоимости владения в течение трех лет получается противоположная картина: владение с последующей перепродажей (поведение «техногиков», которые постоянно обновляют свою технику) для электромобиля оказывается выгоднее: 11 тыс. долл. и 15 тыс. долл. соответственно. Предоставляемый налоговый вычет существенно снижает стоимость владения (рис. 5). Необходимо отметить, что амортизация электромобилей происходит быстрее - это связано с быстрым техническим прогрессом, т.к. каждые два-три года автопроизводители предлагают электромобили с более емкими батареями по прежней цене.
Необходимо отметить, что конкурентоспособность электромобилей в США не изменилась по сравнению с 2017 г. [29] В Китае электромобили также сопоставимы по стоимости владения с традиционными автомобилями с учетом государственной поддержки [30].
Таким образом, с учетом государственной поддержки в США электромобили становятся предпочтительнее для покупки с последующей перепродажей, в долгосрочном периоде стоимость владения электромобилем и автомобилем
с двигателем внутреннего сгорания сопоставимы. В среднесрочном периоде с учетом отмены налоговых вычетов электромобили будут оставаться неконкурентоспособными по цене.
О важности государственной поддержки свидетельствует динамика продаж автомобилей Tesla, существенно снизившаяся в 2019 г. после уменьшения на 50% налогового вычета. К концу 2019 г. федеральный налоговый вычет при покупке электромобилей Tesla будет отменен. Квоту в 200 тыс. автомобилей, дающую налоговый вычет, Tesla исчерпала в июле 2018 г., сниженный на 50% налоговый вычет будет применяться до июня 2019 г. Снижение продаж произошло в сегменте новых и самых дорогих моделей компании (рис. 6).
ту в 200 тыс. автомобилей только после 2020 г. (таблица 8). В краткосрочном периоде негативное влияние на рынок электромобилей может оказать продолжение торговой войны между Китаем и США и введение пошлин/ограничений на импорт автомобилей или комплектующих.
Таблица 8.
Продажи электромобилей по автопроизводителям, тыс. * - при условии, что продажи будут расти темпами 2017/2018 г. Источник: [32].
Рис. 6. Продажи электромобилей Tesla в США, автомобилей. Источник: рассчитано по данным [31].
Компания General Motors также достигла квоты налогового вычета в четвертом квартале 2018 г. Продажи в январе-апреле 2019 г. на 22% ниже аналогичного периода прошлого года (рис. 7).
Компания Продажи до марта 2019 г. Осталось до квоты в 200 тыс. автомобилей Год достижения квоты*
Tesla 383 -183 2018 (3 квартал)
General Motors 212 -12 2018 (4 квартал)
Nissan 132 68 2021
Ford Motor Company 114 89 2023
Toyota Motor Corporation 100 100 2021
BMW 86 114 2023
Fiat Chrysler Automotive (FCA) 40 160 2025
Honda Motors 28 172 2025
Mercedes-Benz 19 181 2024
Volkswagen 14 186 2023
Kia 13 187 2025
Porsche 11 189 2025
Audi 10 190 2025
Volvo 10 190 2024
Hyundai 9 191 2025
Mitsubishi 7 193 2025
Jaguar 1 199 2027
о>
о
сч
I-«. OI
О Ш
m
X
3
<
m о х
X
Рис. 7. Продажи электромобилей General Motors в США, автомобилей.
Источник: рассчитано по данным [31].
Замедлит ли это рост рынка электромобилей в США? Маловероятно, так как механизм налогового вычета будет действовать для Tesla до конца 2019 г., для General Motors - до июля 2020 г. Снижение продаж затронет в первую очередь дорогие электромобили (Tesla model 3), а автомобили General Motors будут проигрывать конкуренцию новым электромобилям среднего класса. Большинство автопроизводителей выполнит кво-
Таким образом, для потребителей в США, Китае и европейских странах к 2025-2030 гг. будут выполнены необходимые условия (стоимость владения, доступность зарядных станций и пробег на одной зарядке) для успешного продвижения электромобилей.
В настоящее время ценовая конкурентоспособность легковых электромобилей обеспечивается исключительно государственной поддержкой. Без налоговых вычетов владение электромобилем оказалось для автовладельца существенно дороже в сравнении с автомобилем с двигателем внутреннего сгорания. Современные технологии пока не позволяют создать дешевый аккумулятор для длительных поездок, а необходимая для зарядки электромобилей инфраструктура находится в самом начале развертывания Однако высоковероятно, что к 2025-2030 гг. важнейшие экономические потребительские характеристики электромобилей - стоимость владения, доступность зарядных станций и пробег на одной зарядке - позволят им стать конкурентоспособными без государственной поддержки. В развитых и крупнейших развивающихся странах начнется быстрая электромобилизация.
Литература
1. IEA. Global EV Outlook 2017
2. BP Outlook 2018
3. Bloomberg New Energy Finance 2019
4. Deloitte Global Automotive Consumer Survey 2018
5. IEA. Nordic EV Outlook 2018. Insights from leaders in electric mobility
6. URL: www.fueleconomy.gov
7. Muler J. Electric Car Warning: Actual Mileage May Vary. Forbes, 2010,
8. Eric Loveday. Nissan pegs Leaf range between 47 and 138 miles, individual results may vary. AutoblogGreen, 2010
9. Bloomberg New Energy Finance 2018
10. Ahmed S., Nelson P., Susarla N. and Dees D. Automotive Battery Cost Using BatPac, 2018
11. Anderman M. The Tesla battery report: Tesla Motors: Battery technology, analysis of the Gigafactory and Model 3, and the automakers' perspectives, 2017
12. Anderman M. The xEV Industry Insider Report, 2015
13. Berckmans G., Messagie M., Smekens J., Omar N., Vanhaverbeke L. and Mierlo J. Cost Projection of State of the Art Lithium-Ion Batteries for Electric Vehicles Up to 2030 // Energies. - 2017. -№10. - P. 1314
14. UBS. UBS evidence lab electric car teardown: Disruption ahead?, 2017
15. Davies C. VW I.D. EV boast: We'll hugely undercut Tesla's Model 3 says exec, 2017
16. Lienert P. and White J. GM races to build a formula for profitable electric cars, 2018
17. Tesla. 2018 Annual Shareholder Meeting
18. McKinsey. Charging ahead: Electric-vehicle infrastructure demand, 2018
19. Vygon Consulting. URL: http://vygon.consulting
20. URL: https://evadoption.com/ev-charging-stations-statistics/us-charging-network-rankings
21. Cambridge Econometrics. Low Carbon Cars in Germany. Final Technical Report, 2017
22. CCRPC EV Charging Installation Guide, 2014
23. Kochhan R., Lim J., Knackfub S., Gleyzes D. and Lienkamp M. Total Cost of Ownership and Willingness-to-Pay for Private Mobility in Singapore // Sustainable Automotive Technologies. - 2013. - PP. 251-261.
24. URL: https://buynow.vwmanhattan.com/inventory
25. IEA. URL: https://www.eia.gov/dnav/pet/pet_pri_gnd_dcus_r1y_ a.htm
и https://www.eia.gov/electricity/data/browser
26. URL: http://www.motoring.com.au/capped-price-servicing-for-volkswagen-golf-7-36275
27. URL: http://www.insidecarelectronics.com/akkumulyatornie
-batarei-v-elektromobile-emkost-zaryadka-potencial-dalnost-hoda
28. URL: https://www.nrel.gov/docs/fy14osti/62813.pdf
29. Синицын М.В. Ценовая конкурентоспособность электромобилей в сб.: Мировая энергетика: основные тенденции, динамика, перспективы. Под ред. С.В. Жукова. - М.: ИМЭМО РАН, 2018. -С. 9-12.
30. Zhao X., Doering O., Tyner W. The economic competitiveness and emissions of battery electric vehicles in China // Applied Energy. - 2015. - №156. -PP. 666-675.
31. URL: www.insideevs.com
32. URL: https://evadoption.com/ev-sales/federal-ev-tax-credit-phase-out-tracker-by-automaker
Price Competitiveness of the Electric Vehicles in the United
States Sinitsyn M.V.
Primakov National Research Institute of World Economy and
International Relations, Russian Academy of Sciences The article analyzes the main consumer characteristics of electric vehicles: mileage on a single charge, the availability of charging stations, the cost of ownership and estimated the price competitiveness of passenger electric cars in the USA. Key words: electric vehicles, competitiveness, Tesla, USA. References
1. IEA. Global EV Outlook 2017
2. BP Outlook 2018
3. Bloomberg New Energy Finance 2019
4. Deloitte Global Automotive Consumer Survey 2018
5. IEA. Nordic EV Outlook 2018. Insights from leaders in electric
mobility
6. URL: www.fueleconomy.gov
7. Muler J. Electric Car Warning: Actual Mileage May Vary. Forbes, 2010,
8. Eric Loveday. Nissan pegs Leaf range between 47 and 138
miles, individual results may vary. AutoblogGreen, 2010
9. Bloomberg New Energy Finance 2018
10. Ahmed S., Nelson P., Susarla N. and Dees D. Automotive Battery Cost Using BatPac, 2018
11. Anderman M. The Tesla battery report: Tesla Motors: Battery technology, analysis of the Gigafactory and Model 3, and the automakers' perspectives, 2017
12. Anderman M. The xEV Industry Insider Report, 2015
13. Berckmans G., Messagie M., Smekens J., Omar N., Vanhaverbeke L. and Mierlo J. Cost Projection of State of the Art Lithium-Ion Batteries for Electric Vehicles Up to 2030 // Energies. - 2017. - №10. - P. 1314
14. UBS. UBS evidence lab electric car teardown: Disruption ahead?, 2017
15. Davies C. VW I.D. EV boast: We'll hugely undercut Tesla's Model 3 says exec, 2017
16. Lienert P. and White J. GM races to build a formula for profitable electric cars, 2018
17. Tesla. 2018 Annual Shareholder Meeting
18. McKinsey. Charging ahead: Electric-vehicle infrastructure demand, 2018
19. Vygon Consulting. URL: http://vygon.consulting
20. URL: https://evadoption.com/ev-charging-stations-statistics/us-charging-network-rankings
21. Cambridge Econometrics. Low Carbon Cars in Germany. Final Technical Report, 2017
22. CCRPC EV Charging Installation Guide, 2014
23. Kochhan R., Lim J., Knackfub S., Gleyzes D. and Lienkamp M. Total Cost of Ownership and Willingness-to-Pay for Private Mobility in Singapore // Sustainable Automotive Technologies. - 2013. - PP. 251-261.
24. URL: https://buynow.vwmanhattan.com/inventory
X X О го А С.
X
го m
о
ю 7
М О
to
25. IEA. URL: https://www.eia.gov/dnav/pet/pet_pri_gnd_dcus_r1y_a.htm
and https://www.eia.gov/electricity/data/browser
26. URL: http://www.motoring.com.au/capped-price-servicing-for-volkswagen-golf-7-36275
27. URL: http://www.insidecarelectronics.com/akkumulyatornie-batarei-v-elektromobile-emkost-zaryadka-potencial-dalnost-hoda
28. URL: https://www.nrel.gov/docs/fy14osti/62813.pdf
29. Sinitsyn M. Price Competitiveness of Electric Vehicles. In: Global Energy: Main Trends, Dynamics, Prospects / Zhukov S.V., ed. - Moscow, IMEMO, 2018. - PP. 9-12.
30. Zhao X., Doering O., Tyner W. The economic competitiveness and emissions of battery electric vehicles in China // Applied Energy. - 2015. - №156. -PP. 666-675.
31. URL: www.insideevs.com
32. URL: https://evadoption.com/ev-sales/federal-ev-tax-credit-phase-out-tracker-by-automaker
a>
o
CS
I-«. Ol
O HI
m
X
<
m o x
X
