С тех пор, как Илон Маск ворвался на автомобильный рынок, интерес к электромобилям не утихает который год. Автомобильные концерны тратят миллиарды на разработки в сфере электрификации автомобилей, а общественность зачастую видит в них спасение окружающей среды и восхищается повышенной эффективностью, но действительно ли это так? Является ли электромобиль революцией в автомобильной промышленности и панацеей от нефтепродуктов, или это просто очень красивый маркетинг с харизматичным лидером у руля? Давайте затронем все эти моменты в данной статье.
Главным преимуществом электромобиля считают его экологичность. Оно и понятно, раз нет выхлопных газов, значит, экологичнее. И в каждом частном случае электромобили действительно экологичнее собратьев на нефтепродуктах. К сожалению, есть один нюанс. Вы подключаете автомобиль к розетке, а она не сама генерирует ток. Поговорив о том, как появляется электричество и попадает в ваши розетки, мы пришли к выводу, что не так уж экологичен этот электромобиль, как его малюют.
Всё начинается с источника энергии. Для двигателей внутреннего сгорания — это нефть. Электромобили же получают энергию с АЭС, ГЭС и ТЭС. На ТЭС приходится свыше 65% всей вырабатываемой энергии России, а это очень и очень много. К основным проблемам тепловых электростанций относят: оседание почвы, сжигание топлива, сжигание кислорода, выбросы в атмосферу и тепловое загрязнение водоёмов. Расскажу в двух словах о каждой проблеме и их взаимосвязи.
Первое — это оседание почвы. Оно происходит из-за откачки нефти (да-да, и тут от неё пока никуда не делись), что порождает нарушение земной поверхности и просадку на 10 и более метров. Ну, допустим, откачали, просела почва, а дальше? Дальше полученное после откачки топливо нужно сжигать для получения энергии, что затрагивает проблемы номер два и три.
Сжигание топлива приводит к выбросам углекислого газа. Это в свою очередь приводит к разрушению атмосферы и “парниковому эффекту”. Стоит сказать, что сжигание топлива невозможно провести без кислорода, а его расходуется ежегодно около 10-15 млн тонн. И на закуску тепловое загрязнение. Любая работа с постоянной выработкой энергии идет рука об руку с системой охлаждения, дабы предотвратить перегревы и взрывы. Вода из ТЭС сбрасывается в близлежащие водоёмы, что существенно нарушает микроклимат и влияет на растительность и живых существ. Но предлагаю абстрагироваться от вопроса про экологию на ближайшее время и поговорить про три прекрасные буквы, а именно КПД.
Для наглядности составлю схемку:
Схема КПД ДВС и электромотора
Итак, давайте спустимся, как по ступенькам, вниз по каждому пункту и посчитаем совокупный результирующий КПД. Пойдём по пути наилучшего результата и наименьших потерь, дабы не усугублять картину. На этапе источника сравним ГЭС и нефть.
КПД добычи нефти аж на 20% уступает гидроэлектростанции, но сыграют ли эти 20% решающую роль? Давайте разбираться. Энергию недостаточно только получить, её ещё нужно доставить, поэтому далее идёт транспортировка. Несомненно важный этап, ведь сколько нефти и электричества не добудь, если по пути всё расплескал, получается, зря добывал. Линии электропередач дают 70% КПД против 98% нефтепровода. Почему такое расхождение? Всё просто. Линии электропередач имеют очень большую протяжённость, и часть энергии просто не доходит до пункта назначения. Кроме того, существует износ ЛЭП из-за долгого использования, и появляются узкие места с низкой пропускной способностью, что тоже влияет на потери. Нефтепровод же в данном случае абсолютно доминирует, показывая крайне незначительные потери, которые близятся к нулю.
Трансформаторная подстанция и НПЗ
На этапе преобразования в трансформаторных подстанциях идёт повышение или же понижение напряжения и распределение по промышленным объектам, а вот на НПЗ идёт тотальная переработка с целью получения всевозможных видов топлива. Здесь получают дизельное топливо, бензин, и вообще делают всё, чтобы выжать из нефти максимум. И получается это довольно хорошо, потому что ДВС и тут опережает электромотор и обгоняет его на 10%. Далее снова идёт транспортировка, но хоть электросети по сравнению с ЛЭП могут похвастаться лучшим КПД, всё же в схватке с двигателем внутреннего сгорания они проигрывают.
Этапом накопления на схеме я назвал процесс разрядки батарей и хранения топлива в баке. Что интересно, если нефтепродукты от времени года, а соответственно и от перепада температур, не зависят, то вот электробатареи — теплолюбивые создания. При снижении температуры и наступлении устойчивых низких температур они значительно хуже держат заряд, поэтому КПД на этом этапе нельзя было указать однозначно: в летний период он равен 80%, а зимой падает в два раза. ДВС же стабильно держит планку в 98%.
Последний пункт я люблю больше всего. Это КПД получения кинетической энергии мотора. Именно этот пункт наравне с экологичностью так не даёт покоя общественности. По факту, при частном сравнении КПД электродвигателя в два раза выше КПД двигателя внутреннего сгорания, но при общем рассмотрении получается, что ни экологичности, ни большей эффективности в электромобилях не было и нет. Реальные цифры говорят о том, что КПД электромотора не в два раза выше, а в два раза ниже!
Хотелось бы сказать, что я не преследовал цели разносить в пух и прах электромобили и восхвалять двигатели внутреннего сгорания. Мне нравится путь повышения экологичности, но на данный момент я считаю более экологичным водить машины на бензине и дизеле, нежели покупать электромобиль. А что вы думаете по этому поводу? Поделитесь своим мнением в нашем телеграм-чате.
Действительно ли так экологична Тесла?
© 2004-2020, «Техника и технологии». Все права защищены.
* XML, HTML | Реклама на сайте