Рынок электромобилей в мире

Электромобили продаются очень вяло. Тем не менее к их разработке и производству подключаются концерны с мировым именем, что сулит прорыв в этой области в ближайшие десять лет

По данным аналитического департамента ЦРУ США, на 1 января 2012 года разведанные мировые запасы нефти оценивались в 1,532 трлн баррелей. Однако большинство перспективных месторождений расположено в труднодоступных местах, а это означает, что добыча и транспортировка нефти станет дороже. Следовательно, возрастут и цены на получаемые из нее продукты.

Биотопливо тоже не оправдало ожиданий. В 2010 году в мире было произведено 105 млрд литров биотоплива (+17% по сравнению с 2009-м), что составило лишь 2,7% мировых потребностей в транспортном топливе. Но даже столь скромные объемы производства взвинтили цены на продукты питания, обострив проблему голода в беднейших странах. К тому же для производства биотоплива требуется масса пресной воды, которая является источником военно-политических конфликтов.

Сегодня человечество стоит перед выбором: отказаться от персональных автомобилей, сделать их моторы куда менее прожорливыми или переходить на электротягу.

От педелека к электромобилю

Использование современных технологий позволяет повысить эффективность двигателей внутреннего сгорания (ДВС) на 33–51%, утверждает региональный директор по продажам автомобильных комплектующих ООО «Роберт Бош» Вальтер Шёпф. Однако высокотехнологичные моторы имеют высокую стоимость и требуют высококачественного топлива. Поэтому в страны третьего мира авто с такими силовыми агрегатами поставляются в ограниченных объемах.

Самым реальным методом повышения топливной эффективности является использование гибридного силового агрегата (ГСА), в котором ДВС работает в паре с электромотором. Некоторые автопроизводители разрабатывают собственные ГСА, но всё чаще гиганты автомобильной индустрии объединяют свои усилия или пользуются услугами компаний, специализирующихся на технологиях будущего.

Еще одна важная деталь такова, что в любых автомобилях, амортизаторы, как задние, так и передние, обязательно должны быть в хорошем техническом состоянии. Ведь в первую очередь, это прежде всего будет вашей безопасностью, а только потом комфортом. Исправные амортизаторы - залог комфорта при долгой поездке, потому как они будут отличным средством снижения шума при езде. Если у вас проснулся интерес, то подробно о работе амортизатора можно почитать здесь: источник. Ну, а если вы надумаете еще и купить сразу, то с этим не возникнет проблем.

Так, BOSCH — одна из ведущих мировых электротехнических компаний  — ведет активные научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы в области ГСА и электромобильных силовых установок. По информации председателя правления BOSCH Франца Ференбаха, ежегодно компания вкладывает в такие исследования около 400 млн евро. Немцы придумали остроумный способ апробации гибридных и электрических технологий — разработку и производство комплектующих для электровелосипедов (педелеков), которые набирают популярность. По оценкам аналитиков консалтинговой компании PikeResearch, до 2016 года в мире будет продано около 470 млн электрических велосипедов, скутеров и мотоциклов. Причем 95% этих продаж придется на Китай.

Только два процента опрошенных аналитиками компании J. D. Power американских автомобилистов согласны потратиться на полноценный электромобиль, подобный моделям Nissan Leaf или Tesla model S

Использующие технологии BOSCH педелеки в сущности своей являются гибридными велосипедами. Питаемый от компактной 36-вольтовой батареи электромотор мощностью 250 Вт (пиковая мощность на сто ватт выше) не столько тянет велосипед, сколько помогает велосипедисту крутить педали. Это особенно важно при подъеме в гору, ускорениях и езде против ветра. При необходимости педелек может преодолеть около 40 км исключительно на электротяге.

Группа компаний BOSCH, имеющая за спиной 30-летний опыт в области разработки автомобильных ГСА, предложила концепцию трехуровневой гибридизации автомобилей.

Микрогибридные системы (Micro Hybrid) позволяют снизить расход топлива на пять–восемь процентов и могут быть использованы в любой легковушке. Их основа — модифицированный стартер, взаимодействующий с блоком управления ДВС. Задача микрогибридной системы, имеющей фирменное обозначение SES, глушить углеводородный мотор при остановке или движении накатом и мгновенно запускать его при необходимости. Микрогибридные технологии активно используются концерном PSA Peugeot Citroen, который устанавливает SES на дизельные модели семейства e-HDi. Аналогичный ГСА используется на Ford Mondeo Hybrid.

Среднегибридная система (Mild Hybrid) ;включает в себя вспомогательный электромотор мощностью до 25 кВт, который устанавливается между ДВС и коробкой передач. Он же играет роль интеллектуального SES-стартера и генератора-рекуператора. Главным преимуществом этой технологии является высокий уровень экономии топлива при сравнительно небольших затратах. По расчетам «Эксперта», использование Mild Hybrid технологий увеличивает стоимость автомобиля в среднем на 18%. Эти дополнительные затраты окупаются в течение двух с половиной–трех лет.

Среднегибридные силовые агрегаты обеспечивают улучшенную разгонную динамику за счет параллельной работы ДВС и электромотора, а также обеспечивают экономию до 18% топлива благодаря рекуперации при торможении и движении накатом. Хранится такая энергия в компактной литиево-ионной батарее весом примерно 50 кг. Помимо прочего, эта технология позволяет преодолевать около трех километров на электротяге.

Среднегибридные ГСА используют Audi, BMW, Buick, Chevrolet, Honda, Mercedes-Benz и Toyota (последняя компания — только на внутреннем рынке). С некоторой натяжкой к этому классу автомобилей можно отнести знакомое читателям «Эксперта» гибридное спорт-купе Honda CR-Z.

Гибридная система Strong Hybrid использует электрический мотор-стартер-генератор мощностью до 75 кВт с преобразователем напряжения (инвертором) и стокилограммовой батареей большой емкости. Эта технология, использующая способность электромотора мгновенно выходить на пик крутящего момента, позволяет экономить до 40% топлива и обеспечивает пробег в электромобильном режиме до 50 км.

Изюминка перечисленных гибридных технологий BOSCH — возможность применения в ГСА существующих ДВС и трансмиссий. Хотя японские производители гибридных авто используют в своих моделях ДВС, которые, как правило, работают по циклу Аткинсона. Такие двигатели установлены, например, на всех гибридах Toyota, Lexus и Honda.

Экспериментальные гибридные автомобили уже сегодня демонстрируют фантастически низкий уровень потребления топлива — один литр на сто километров. Но всё-таки им требуется топливо. Видимо, по этой причине даже в США большинство покупателей смотрят на гибриды с недоверием.

Кольцо парадоксов

По данным консалтинговой компании J. D. Power, только 23% респондентов видят своим следующим автомобилем гибрид, подобный Toyota Prius или Ford Fusion Hybrid. Большинство американцев (71%) намерено приобрести автомобиль с традиционным ДВС. Еще четыре процента потенциальных покупателей готовы раскошелиться на plug-in гибриды (типа Chevrolet Volt), батареи которых можно подзаряжать от розетки. И только два процента опрошенных аналитиками компании J. D. Power автомобилистов согласны потратиться на полноценный электромобиль, подобный моделям Nissan Leaf или Tesla model S. Это удручающие для производителей EV показатели, поскольку США наряду с Японией считаются крупнейшим электромобильным рынком в мире. Владеть EV или гибридом здесь гораздо престижнее, чем носить на руке швейцарский механический хронометр или колесить по деревне на «Хаммере».

В процентном выражении динамика продаж электромобилей в Западной Европе, США и Японии позитивна. Но если рассматривать ее в штуках, ситуация иная. С начала 2008-го по июнь нынешнего года в мире было продано свыше 150 тыс. электромобилей. Однако в это число вошли электроквадроциклы и «малокиловаттные» транспортные средства, именуемые в англоязычной литературе Neighborhood Electric Vehicle (NEV). То есть электромобильчик снаряженной массой менее 1400 кг с максимальной скоростью не выше 72 км/ч.

Из 150 тыс. проданных за пять лет EV свыше 100 тыс. единиц пришлось на долю альянса Renault Nissan. Среди них 73 тыс. электрических хетчбэков С-класса Nissan Leaf, 11 тыс. тяжелых квадроциклов Renault Twizzy, десять тысяч «пирожков» Renault Kangoo Z. E., около пяти тысяч хетчбэков Renault Z. E. и три тысячи электроседанов Renault Fluence Z. E. Отметим, что продажи Nissan Leaf растут по экспоненте. Если в 2011–2012 годах было продано 49 тыс. электрохетчбэков, то в январе-июне 2013-го реализовано 22 тыс. подобных EV. Результат оптимистичный, но достигнутые показатели намного меньше расчетных. Руководитель департамента по безопасности и стратегическому планированию модельного ряда компании Nissan Франсуа Банкон в этой связи отметил: «Спрос на электромобили оказался гораздо ниже наших прогнозов. Из-за этого мы попали в зону неопределенности и пребываем в состоянии растерянности».

Автор лично знаком с топ-менеджером Nissan и, смею вас заверить, таких оптимистов и юмористов нужно поискать. Между тем еще в августе 2012-го, отвечая на вопросы «Эксперта», Банкон заверил, что в ближайшие годы электромобили пойдут в массы. И зарядка батарей займет столько же времени, сколько требуется на то, чтобы выпить чашечку кофе. Основываясь на «кофейном оптимизме», альянс Renault Nissan вбухал в разработку электромобилей более миллиарда евро. И, похоже, вернуть их при таких объемах продаж EV будет проблематично.

Чтобы понять, какие глобальные факторы ограничивают спрос на EV, «Эксперт» побеседовал с Антонином Ги и Ксавье Дегоном — пилотами, совершившими первое кругосветное путешествие на серийном EV. В ходе «Электрической Одиссеи» их батарейный Citroen C-Zero (европейская версия Mitsubishi i-MiEV) преодолел 25 тыс. км по территории 17 государств. За это время АКБ C-Zero заряжалась более 300 раз и, по мнению специалистов, потеряла менее пяти процентов первоначальной емкости.

Журналистов, которые описывали «Электрическую Одиссею», потряс тот факт, что затраты на зарядку C-Zero в процессе кругосветного путешествия составили 250 евро — для обыкновенной микролитражки с ДВС эта сумма была бы на порядок больше. Но нужно понимать, что значительная часть зарядок осуществлялась при помощи «плаггеров» — людей, которые узнав из Интернета о рекордсменах-новаторах, предоставили свои розетки для бесплатного пополнения энергетических запасов Citroen C-Zero. Если бы их не было, затраты на «электротопливо» возросли бы до 600 евро. Много это или мало?

В континентальной Европе за такие деньги можно приобрести 500 л дизеля, чего экономичной микролитражке хватило бы на десять тысяч километров пробега. Таким образом, в смысле топливных затрат электромобили в 2,5 раза эффективнее равных по классу  микролитражек. В Украине, где электричество значительно дешевле, чем в Европе, разница достигает шести раз. При этом по своей стоимости EV в два раза дороже углеводородных «одноклассников».

Но не это было главной проблемой путешественников. После двух-трех часов пробега им приходилось полдня торчать возле бытовой розетки, пока заряжался их Citroen. Альтернативы такому времяпрепровождению не было — по словам Ги и Дегона, только в штате Калифорния (США) и Японии терминалы быстрой зарядки EV встречаются повсеместно. На остальных территориях планеты таковых днем с огнем не сыщешь.

Стоимость электромобиля (для Nissan Leaf и Mitsubishi i-MiEV она составляет 35 тыс. евро без правительственных дотаций) можно снизить при увеличении тиража. По оценкам компании PricewaterhouseCoopers, если разница в стоимости EV и автомобиля того же класса не превысит пяти тысяч евро, к 2020 году мировая доля гибридов и электромобилей достигнет 6,4% (в декабре 2011-го этот показатель составлял 1,7%). Но до тех пор, пока EV в два раза дороже углеводородных «одноклассников», электромобили не будут пользоваться заметным спросом.

Тревожным сигналом для производителей EV могут служить результаты исследования, проведенного компанией McKinsey & Co. Они гласят, что в I квартале 2013 года 33% японских электромобилистов были очень недовольны своими транспортными средствами, и в будущем ни при каких обстоятельствах не купят EV.

Похоже, чтобы вырваться из этого порочного круга, нужны новые батареи.

Источники мировой революции

В гонку по созданию электромобильных источников питания включились мировые гиганты хай-тека. По оценкам аналитиков концерна BASF, финансовая емкость этого рынка составит в 2013–2020 годах 20 млрд долларов. За эти деньги стоит побороться. Поэтому крупнейший химический концерн мира сотрудничает с корпорациями BOSCH и Volkswagen в области разработки литиево-ионных батарей. Новые АКБ позволят увеличить пробег EV без подзарядки до 300 км. Кстати, топ-менеджер BASF Ральф Мейкснер не скрывает, что немецкий концерн намерен вскоре стать одним из ведущих производителей электромобильных батарей.

Компания IBM приступила к реализации проекта Battery 500, который предусматривает создание «дышащей» АКБ, обеспечивающей электромобилю пробег до 500 миль (примерно 800 км) на одной зарядке. Теоретическая емкость литиево-воздушных батарей в десять раз превышает емкость литиево-ионных АКБ при значительно меньших размерах и массе. Если говорить просто, то «дышащие» батареи объединяют в себе свойства литиево-ионных АКБ и топливных элементов. Только вместо взрывоопасной смеси водорода и кислорода источником восполнения энергии здесь является воздух.

Недавно концерны BOSСH и Samsung создали совместное предприятие SB LiMotive по разработке и производству АКБ для гибридов и электромобилей. Вначале оно будет выпускать батареи и гальванические элементы для электромобилей-прототипов, но с 2015 года предприятие предполагается вывести на полную мощность. Это позволит обеспечивать батареями примерно 150 тыс. электромобилей ежегодно. Специалисты SB LiMotive намерены совершенствовать традиционные литиево-ионные технологии, но их батареи будут строиться по модульному принципу. Каждый модуль будет содержать индивидуальный блок теплообмена, инвертор и контроллер.

Но самой интересной оказалась информация генерального менеджера Inci Akü в Украине Хакана Йилдирима. По его словам, турецкая компания, которая поставляет АКБ таким автомобильным грандам, как Renault, Honda и Ford, готова в течение квартала поставить на поток электромобильные батареи. А пока спрос на EV можно назвать штучным, Inci Akü сосредоточилась на выпуске аккумуляторов для автомобилей с микрогибридными силовыми агрегатами. Традиционные АКБ тут непригодны: постоянные старт-стопы ведут к быстрой деградации классических батарей.

Хакан Йилдирим — первый топ-менеджер, который признал, что логистика производства EV-батарей отработана. А это означает, что сами батареи давно созданы и обладают привлекательной для вендоров стоимостью. Следовательно, основная проблема в сбыте и обслуживании EV заключается отнюдь не в дефиците АКБ. Может, корень зла — в остром дефиците терминалов быстрой зарядки электромобильных батарей?

Герру — пиво, машине — розетку

Совладелец немецкой электротехнической компании Walther Томас Калькоф доказал «Эксперту», что такого дефицита не существует. Отметим, что портативные чемоданы-терминалы Walther EVSE 32A используются большинством производителей электромобилей в процессе полевых испытаний EV.

Как рассказал Калькоф, каталог оборудования для бытовых, корпоративных и промышленных электрозарядных станций компании Walther насчитывает полтора десятка терминалов различных типоразмеров и мощностей. Более того, его компания предложила элегантный метод продления ресурса АКБ — самой дорогой детали электромобиля. Суть его такова. Жизненный цикл аккумулятора сильно зависит от зарядного тока: чем он выше, тем быстрее изнашивается батарея. Однако при малом токе зарядки время восполнения энергетического запаса слишком велико.

Поэтому компания Walther разработала терминал, у которого ток зарядки задает потребитель. Алгоритм такого выбора прост и прозрачен. Если, приехав домой, вы намерены выпить кружку пива и не собираетесь до утра выезжать на дорогу, нажмите кнопку «1» и задайте минимальный ток зарядки. При этом процесс восполнения заряда батарей займет шесть-восемь ночных часов (а ночью электричество много дешевле), но будет проходить в щадящем для АКБ режиме. Если вскоре по возвращении домой вы собираетесь в театр или ресторан, нажмите кнопку «4» и задайте максимальный ток зарядки. В этом случае процесс восполнения энергии займет не более получаса, однако для АКБ такая процедура не слишком полезна.

В качестве компромисса введены два промежуточных значения тока зарядки, при которых зарядка батареи занимает около четырех или двух часов.

То есть батареи есть, и они интенсивно разрабатываются. Терминалы быстрой зарядки также не дефицит. Может, плохи сами электромобили? Ответ на этот вопрос нам дает Жан Пьер Дидье — владелец Nissan Leaf. Он купил самый востребованный электромобиль современности за свои кровные, и уже более года эксплуатирует его в Париже и окрестностях.

Исповедь прагматика

Жан Пьер Дидье, владелец Nissan Leaf:

— Электромобиль я купил из чистого прагматизма. Я редко проезжаю более сотни километров в день, а при таком пробеге затраты на содержание EV в сравнении с традиционными авто близки к нулю.

Nissan Leaf обошелся мне в 28 тысяч евро. Вообще-то стоимость электромобиля во Франции составляет 35 тысяч евро, но у нас существует государственная премия на электрокары в размере пяти тысяч евро. К тому же я выбил в автосалоне дополнительную скидку.

Кроме низких топливных затрат, электромобиль дает возможность экономить и на других статьях расхода. Например, в Париже я могу парковаться бесплатно. А это позволяет сберечь примерно сотню-другую в месяц.

Если обходиться без климат-контроля, то можно проехать 150 километров без подзарядки. А если включить его на длительное время, пробег сокращается до ста километров. Во французских городах зарядных устройств не хватает, поэтому в большинстве случаев подзаряжаю батареи дома от бытовой розетки. На это уходит пять–семь часов.

Первый год эксплуатации показал, что электромобиль требует меньше обслуживания, а электричество гораздо дешевле бензина или солярки. В то же время Nissan Leaf — динамичная легковушка: от 0 до 100 км/ч я разгоняюсь за пять секунд, за 12–16 — до 160 км/ч.

Из особенностей Leaf отмечу, что на электромобиле установлено две батареи. Одна используется для питания силового агрегата, вторая обеспечивает работу и дистанционный запуск аксессуаров. Она заряжается или на стоянке от небольшой солнечной панели, вмонтированной в крышу, или на ходу. А еще у электромобиля нет запасного колеса. Только мини-компрессор, который позволяет накачать проколотую шину, и защитная паста, помогающая быстро заделать прокол.

В этом году во Франции было очень снежно и холодно — до минус 12 ОС, и Leaf показал себя с наилучшей стороны. Кстати, он очень хорошо держит скользкую дорогу.

Электромобиль дороже при покупке, но дешевле в обслуживании. Техническое обслуживание необходимо проходить каждые 15 тыс. км или раз в год. В основном это нужно для того, чтобы контролировать состояние батарей и электроники. Поэтому техобслуживание значительно дешевле, чем у аналогичного автомобиля. Правда, последний мой визит на станцию обошелся дороже, нежели я ожидал.