Предыдущий материал из цикла про электромобили «В чем главный подвох всеобщего перехода на электромобили?» вызвал определенный интерес читателей и, соответственно, большой поток критики. Среди прочего читатели указывали, что многие проблемы электромобилей решит технология быстрой замены батарей. Поясним: при этом методе для пополнения заряда батареи ее не надо подключать к сети и ждать — достаточно просто снять с авто, а на ее место установить предварительно заряженную. Примерно так:
Подобная технология не нова. Относительно давно свои решения предлагают компании Nio, CATL, BYD, Geely, Ample, Honda и Gogoro (больше специализируются на электрических скутерах и мотоциклах), Sun Mobility. Также масштабные планы в этом направлении были у Renault, Tesla и других производителей, но из-за ряда сложностей компании пока приостановили работы.
В Интернете периодически появляются новости о запуске очередных станций быстрой замены и выпуске автомобилей под них, вот из недавнего на нашем сайте: «Nio и Shell открыли первую совместную станцию быстрой замены аккумуляторных батарей в Европе», «Nio развернула в Китае 1 313 станций по быстрой замене аккумуляторных блоков», «Представлена первая модель электромобиля Geely с возможностью как быстрой зарядки, так и замены аккумуляторной батареи».
Даже при беглом взгляде на заголовки видно, что лидер в этой области — Китай. В США и Европе дело обстоит хуже, но скоро все может измениться. Так, согласно публикации Forbes, одна только Nio планирует открыть 5000 станций замены батарей по всему миру к 2025 году (по состоянию на конец 2022 года вне Китая их было около 800).
Ample (США).
На первый взгляд технология выглядит перспективно, но так ли с ней все гладко? Давайте разбираться!
Начнем с самого простого — базовых физических параметров. Так, тяговая батарея популярной бюджетной модели Nissan Leaf (версия на 30 кВт) имеет габариты 154,7 х 118,8 х 26,4 см, а вес — 294 кг. Источник питания премиумной Tesla еще больше: 210 х 150 х 15 см, 540 кг. При этом запас хода первого автомобиля составляет около 170 км, а второго — до 500 км. Для сравнения с бензиновыми аналогами возьмем по максимуму: на 500 км пути потребуется 50 л топлива или пять 10-литровых канистр. Сравним наглядно:
Уже понятно, что при переходе на электромобили с заменяемыми батареями нам потребуется гораздо больше места. А теперь, как обычно, масштабируем. Возьмем зарядную станцию EVOGO от CATL: площадь — 40 м2, содержит 48 батарей с запасом хода 200 км каждая. Нашим традиционным авто на это расстояние потребуется около 1000 л топлива (48 авто по 20 л бензина на каждое, итого 960 л). Сравним наглядно с учетом возросшего масштаба:
А теперь масштабируем на большой город — Москву. По данным ресурса benzin-price.ru, в столице около 750 АЗС, а количество легковых автомобилей приблизительно оценивается в 4 млн. Потерпите немного несложных вычислений:
- рассчитаем требуемую площадь станций быстрой замены на 4 млн авто (40 м2 — для станции с батареями на 48 машин):
4 000 000 : 48 * 40 = 3 333 333 м2
- разделим это значение на количество ныне существующих АЗС, чтобы получить площадь одной зарядной станции в реалиях Москвы:
3 333 333 : 750 = 4 444 м2
Это число соответствует размеру футбольного поля (по стандартам ФИФА, его размер не может быть меньше 4050 м2). И это в условиях тесной застройки Москвы и дороговизны земли в этом городе. Только если футбольное поле хотя бы будет радовать зеленой травкой или мягким ковровым покрытием, то станция по замене батарей «обрадует» взрывопожароопасным и токсичным содержимым в десяток ярусов. Местные жители «оценят» такое соседство.
Но только большой площадью проблемы здесь не ограничатся. Из-за неравномерности потребности в заряженных батареях пользователи будут сталкиваться с возросшим спросом на их замену в зависимости от времени. Повышенный спрос будет возникать в вечернее время, когда большинство водителей отъездили дневную норму, или, например, накануне майских праздников, когда многие захотят выехать за город на природу. Проблема пробок и так стоит достаточно остро, не хотелось бы ее усугублять.
Но самое интересное не в этом. Этот цикл материалов начинался как «энергетический», вот и рассмотрим технологию быстрой замены батарей с этой точки зрения.
С одной стороны, имеем массивную плиту в несколько сотен килограмм, с другой — десяток литров жидкости. Что же легче и проще, а главное, энергоэффективнее использовать на «заправке»? Да, ответ очевиден, но насколько велик разрыв между двумя технологиями? Давайте посмотрим.
Возьмем обычный погружной насос для АЗС: мощность — 0,75 л.с. (0,55 кВт), производительность — 200 л/мин. Другими словами, наш насос заправит примерно 240 автомобилей (с баками объемом 50 л) в час, а счетчик электроэнергии «накрутит» нам 0,55 кВтч.
А теперь возьмем батарею для электромобиля с запасом хода 500 км (эквивалент 50 л бензина), ее вес составит около 500 кг. Эту плиту надо снять с машины пользователя, переместить на зарядку, взять уже заряженную батарею и доставить к месту установки. Для уже известной нам станции EVOGO от CATL на все эти операции тратится около шести минут. Небольшими 0,75 л.с. здесь уже не отделаться, а производители станций замены не спешат распространять информацию о том, сколько требуется мощности для специализированного оборудования. Зайдем с другой стороны, посмотрим на аналогичный механизм — электропогрузчик с грузоподъемностью 500 кг. Мощность его двигателя составляет от 3 кВт.
Получаем, что за один час механизм замены обслужит 10 автомобилей, а счетчик зафиксирует затраты электроэнергии на уровне 3 кВтч. Для 240 автомобилей потребуется 24 механизма и, соответственно, 72 кВтч энергозатрат, то есть в 130 раз больше, чем при работе погружного насоса. Учтем, что разные механизмы могут иметь разные особенности, режимы работы и отличающийся КПД, округлим до 100… и все равно впечатляет. Просто вдумайтесь в эти цифры, энергозатраты на какой-то вид работ предлагается повысить на два порядка. И это в мире, где нам постоянно твердят о необходимости экономии энергии, бытовая техника маркируется по классу энергопотребления и даже мелкие приборы имеют режимы энергосбережения. А экоактивистов такой скачок непременно приведет в ярость (если они работают не только в режиме «вижу бензин — ругаю, вижу электромобиль — хвалю»), так как эти деятели уже и не знают, к кому придраться и где еще искать улучшений энергоэффективности.
По традиции подведем итоги. Как и водородные системы и «зеленая» энергетика, электромобили и сопутствующие технологии очень плохо масштабируются. Как ни прискорбно, они предназначены для локального применения с небольшим количеством участников.
Стоит признать, что данный материал получился несколько суховатым и изобилующим цифрами, зато читателям будет сложнее обвинить автора в конспирологии, поверхностности и глупости. Однако критика в комментариях приветствуется, так как только с ее помощью мы можем получить объективную картину по описанной проблематике.
Если жить в своём доме, и заряжать электромобиль ночью, то это вполне рабочий вариант для чисто городского использования. Кроме того, нужна ещё машина для более дальних поездок, уже на традиционном топливе. Учитывая, что две машины на семью не редкость, сценарий довольно реальный. А про сменные батареи не задумывался раньше в таком разрезе. Получается, действительно, проблем больше, чем с заряжаемыми.
Maks_Liubin, А это действительно случится при нашей жизни?
Slavad, Лично мне сей "девайс" экономит ~25 тыс/мес
>данный материал получился несколько суховатым и изобилующим цифрами
Зато очень наглядно показывает непродуманность и просто глупость всей электрозатеи. Сюда бы еще добавить расчет мощности которую надо подвести к одной такой ферме, а потом прикинуть количество ферм на среднестатистический город милионник.
А то многие люди думают что электричество в розетке нелимитировано по мощности.
>читателям будет сложнее обвинить автора в конспирологии
Разрешите добавить конспирологии. Иногда складывается ощущение что все это было придумано ради одного — увеличения потребления ископаемых ресурсов.
Не спасёт
В этом плане у водорода больше перспектив.
Вы ошиблись в самой методике расчета. У станции есть "механическая" пропускная способность. При этом каждая снятая батарея, сразу ставится на зарядку. То есть нужно количество батарей, чтобы совместисть время зарядки и время замены. Ориентировочно этот цикл в районе 1-2 часов, а не сутки. То есть количество станций нужно на порядок меньше.
Почему вы считаете в квадратных, а не кубических метрах. Батареи толщиной 15-30 см, вполне могут заряжаться/хранится в стелажах, по 10 штук в высоту. Итого, еще на порядок.
И почему вы считаете, что каждая из 4 млн машин, будет заряжаться каждый день? Думаю, тут еще на порядок светит.
Lecron, да вообще косяк на косяке в рассуждениях 🙂
Очередной раз повторю, что революционная технология это не "точно такая же, но с перламутровыми пуговицами". Не точно такая же. Требует изменения всей инфраструктуры.
Замена батарей, это быстрый временный костыль. А чтобы представить, как оно может быть, надо пофантазировать, что будет через 100 лет. Примерно столько же прошло в углеводородном транспорте, для которого вы считаете количество бензиновых заправок.
Даже если считать, что аккумуляторы и всё прочее, кроме инфраструктуры зарядки застынут в развитии, вполне можно представить, что приехали на работу, запарковались… хлоп кабель в разъем. Подъехали к супермаркету, запарковались… хлоп кабель в разъем. Приехали к дому, запарковались… хлоп, кабель в разъем. Едете в дороге, остановились около кафе… хлоп, кабель в разъем.
Сколько тогда нужно будет заправок? Напомню, бензиновые заправки по пожарной безопасности нельзя располагать где попало и тем более недалеко от жилья, а электрические можно. Вангую — 0. "Заправочные" колонки будут везде.
Есть конечно и другие варианты развития. Главное — не забывать про "перламутровые пуговицы", тупо масштабируя одно в другое и получая, что города будут завалены конским навозом по окна второго этажа.
Статья — классический пример того, когда автор садится писать с желанием не разобраться, а высказать свою точку зрения. Вот и получается — хватаются отдельные факты, из них выдираются отдельные аспекты и мешаются в кучу :).
Что грустно, статья выходит спустя совсем непродолжительное время после взрыва заправки. При этом взрыве погибло много человек и после этого автор начинает рассуждать про опасность станций замены аккумуляторов, совсем игнорируя вопрос опасности бензина. Есть статистика, что частота возгораний электромобилей раза в три меньше бензиновых машин. В три раза! А автор продолжает считать, что элеткромобили опаснее.
Далее, для АЗС есть нормативы по расстояниям до других объектов, то есть АЗС отъедают в городах безумно много места. Сделать пожаробезопасную станцию быстрой замены аккумулятора много проще, чем пожаробезопасную АЗС, а при переходе на электромобили места в городе станет не меньше, а больше.
Ну и автор совсем не понимает важное свойство электромобиля, которое давным давно известно — если есть своё парковочное место, то вы не тратите время за зарядку совсем — машина спокойно заряжается пока просто стоит на месте. А станции быстрой зарядки или замены нужны обычному человеку несколько раз в год или ну от силы несколько раз в месяц, если разъездов много.
Короче за энтузиазм — пять, а за работу — три с минусом.
Lecron, А для всех ваших хлоп хлоп электричества то в розетке хватит? 😀
мимoпроходил, прогуглите свежий "Transportation Analysis Fact of the Week #1307". Из разряда что показывает реальная жизнь
мимoпроходил, Во сколько раз выросла добыча углеводородов и производства бензина за 100 лет? Вот и подумайте, как бы в 1923 звучал ваш вопрос про автомобилизацию и хватит ли на нее бензина.
Еще раз повторю. Инфраструктура тоже будет меняться соответственно запросу. А не точно такое же, сохранение генерации, но с перламутровыми пуговицами, электромобилями.
Lecron, Понятно, откуда берется электричество в розетке вы тоже не знаете 🙂
Dmitry Pelegov, Поправка. 40 батарей в одном месте, емкостью по 60 кВт*ч каждая, вполне пожароопасно. Может допуски будут не настолько жесткие как у бензиновых, на которых хранятся тонны горючки, пары которой отлично взрываются, но эти допуски будут.
мимoпроходил, Ровно настолько же, насколько знаю откуда появляется бензин в заправочном пистолете — производится.
Евгений, Что цеплять и везти?? Реф на дизеле???)))))))
Dmitry Pelegov, Сегодня это не работает, посмотрите обзоры поездок на электромобилях. Автомобилю нужно внимание, провода могут украсть и т.д.
Slavad, Лично мне сей девайс экономит около 12 тыс. руб. в месяц. На дальняк езжу мало, но 400 км на одном заряде проезжал, что сопоставимо с бензинкой
AndreyWJ, Хм… спасибо. Интересный вопрос. Можно ли изменить процессы переработки нефти, чтобы исключить "фракции" бензина и солярки?
AndreyWJ, Я не понял что вам непонятно)) Это электрический грузовик, можно к нему и рефрижератор прицепить
Евгений, Прям вижу человековейники с тысячами стоящих на ночь на зарядке машин))))) мечтать не вредно говорят, вредно не мечтать…
Петр Иванов, В таком контексте надо бы указать марку авто и цену, и не б/у. А зрители сами сравнят с одноклассниками с двс, и как это бывает в 99% случаев ВДРУГ окажется ,что при покупке вы переплатили миллион))))) а теперь с радостью экономите 25тыс.
AndreyWJ, Я же четко написал про деловые круги. Если два года назад все вокруг тебя ходили с айфонами а теперь у половины андроид — это значит что идут перемены. В целом в Ташкенте 95% авто это шевроле на газу. 2 года назад единственная машина среднего класса была Шевроле Малибу. Сейчас десятки разных китьайцев электричек, плюс экзотические ауди и Пежо. Пошлины на электромобили ноль, а на бензиновые 40%.
Евгений, Модель и цену ее в студию, а мы сравним с двс по изначальной цене.
Евгений, Месье знает толк в извращениях.
Lecron, А зачем? На чем будут осуществлятся морские перевозки, самые дешевые кстати, и летать самолеты. Про военных не забываем. Заряжать колону танков на марше не придумали еще нигде))) и даже не пытаются
AndreyWJ, Сейчас идет переход от концепции передачи энергии от крупных элеткростанций на большие расстояния к децентрализации генерации. Но и если даже это не произойдет, то есть и сети поястоянного тока, где передача на дальние расстояния может быть эффективнее
AndreyWJ, 1. Это довольно редкая ситуация, пусть эти 5-10% используют подключаемый гибрид
2. Бензин как раз надо ещё привозить каждый раз. Генератор на солнце, ветре или воде привез один раз и пользуйся сколько угодно. Проникновение электричества сегодня очень велико, поскольку это основа нашей цивилизации
ctol, не работает у нас, поскольку решение о поддержке развития было принято только в 2021 году. Подождите немного и заработает, как уже вполне работает там, где поддержка есть подольше
Евгений, Вы не поверите, но электродвигатели появились примерно в одно время с двс.
Технология быстрой замены батарей прекрасна самим фактом своего существования. Батареи будут гарантированно стандартизированы на годы, или даже десятилетия. Сама процедура замены при городской эксплуатации может вообще не происходить, либо происходить очень редко, как крайняя мера при случайном большом пробеге и отсутствии времени на подзарядку.
AndreyWJ, «Кроме основной тяговой батареи на 400 В, в электромобилях Тесла есть дополнительная АКБ на 12 В. Она обеспечивает автономное питание бортовых электроприборов, стеклоподъемников и других дополнительных устройств.»
Второй аккумулятор в электрокарах и есть, обычный, автомобильный 😉
Павел Михайлов, с каких щей Tesla стала премиальным автомобилем?!? Прошу пояснить, а то у меня возникли сомнения в том, что вам знакомо значение данного слова.
NIO — вот это премиум, Lixiang — премиум, даже Zeekr и Hi-Phi, если чуток прикрыть глаза, можно считать премиумом… но Tesla…
Роман Леонтьевский, Одноклассник с Tesla Model 3, цена одинаковая
AndreyWJ, Потому что это одноклассники и цена одинаковая
Lecron, Вспомнил по поводу дифференциации, у Россетей полгода назад её ввели, самые дешевые тарифы ночью, самые дорогие вечером
AndreyWJ, Вы о чем? Я не понял про отсчет от монополиста. Про деловые круги никогда не бывает количественной статистики, поскольку эта категория составляет от 2 до 10% от населения и труднодостижима для социологов. Вы путаете общую статистику и рост в определенном сегменте. В эконом классе с ценником 10000 доллларов электрических машин просто не существует (пока). Зато появились на дорогах Zeekr за 80 тысяч. BYD открыл 4 шоурума в центре за год.
Evgeny_, Население Осло больше 1 млн. Плотность выше чем у Франкфурта, Варшавы, примерно на уровне Берлина или Санкт Петербурга. Плотность населения Москвы превышает плотность Осло лишь на 24%. Видимо вы давно не были в Европе.
Норвегия — 27% электромобили, Исландия — 16% Швеция 8%, Дания 7%.
Евгений, А таймер на колонке или в авто есть? Чтобы подключить вечером, а зарядка пошла ночью? Ибо вставать ночью совсем не хочется.
Denis Sokolov, The latest official population figure for the city of Oslo is 707,531. That was the number as of Q3 2022 provided by Statistics Norway (SSB)
Ясно, понятно, дальше не стал проверять.
Ведь так важно быть в Европе, чтобы знать население Осло.
Artem_V, Пофиг. Расход 15-20 кВт на 100 км
Ради экологии следует переводить авто на природный газ, а не на электричество, особенно в России.
Dmitry Pelegov, Если в Норвегии отменить все льготы на электрички и отменить дискриминационные меры против ДВС, уравнять их между собой они сразу и сколапсируют.
Евгений, Вы шутите? Салон теслы равен бмвэшному?))) дай бог до тойоты бы дотянулись))))))) этак вы и помойку камри к пятерке притянете)))
Denis Sokolov, Деловые круги Ташкента звучит как Нью-Васюки, без обид.
Lecron, Пожароопасность станции замены, хранения и зарядки аккумуляторных батарей не меньше чем бензиновых станций и располагать их где попало тоже нельзя. Можете посмотреть противопожарные нормы , если интересно
AndreyWJ, Любви достойна только мать! И тойота камри три и пять!
AndreyWJ, Ниссан Лиф 2013 с батарейкой 36 кВт. Куплен за 910
Evgeny_, про мегаполисы — нет. Норвегия приводилась как пример того, что энергосистема не рухнет при некоторой доле электромобилей. Тут не важен размер, главное, что это относительно независимая система. Ну и это страна с самой высокой долей — что есть, то и смотрим. По доле — точно больше 20%. Они 50% новых преодолели уже лет 7 назад, при среднем по индустрие стандарте в 8 лет, получается, что у них сегодня наверное около половины всех машин — электрические, плюс-минус.
Demetr_Warshavskiy, в своё время страны очень много денег вложили, что бы стимулировать становление машин с ДВС — поддержка электромобилей сегодня по сравнению с этим ничто. Энергетика и транспорт — это критические технологии для любого государства, поэтому ничего странного в том, что государство решает свои задачи доступными ему способами нет. Пройдет время и поддержки не будет.
Deodorant, Речь шла о электрических заправках и отдельных зарядных колонках, а не станциях замены батарей.
А нормы, если они таковы, наверное надо пересматривать. Когда вдоль дома будут стоять десяток электричек, некоторые из которых на зарядке, это нормально. А когда тот же десяток батарей будет на станции, некоторые из которых на зарядке — нормы как для бензиновых станций?
Lecron, Нормы для бензиновых заправок и электрозарядок конечно разные. Но пожароопасность у них сравнима. И пока не появятся новые типы аккумуляторы их никто менять не будет. Не просто так на самолёт вместе с канистрами бензина не пускают пауэрбанки с аккамуляторами
Lecron, В тесле есть приложение, если используете домашнюю зарядку, то время выставляется по желанию, с общественными колонками ситуация сложнее, у большинства такой функции нет, на то она и общественная, чтоб не занимать попусту.
AndreyWJ, Это не мое мнение, а мнение производителей, автожурналистов и пользователей. Вообще у каждого свои критерии премиальности и салон явно не единственный. У тех же БМВ есть базовые комплектации на тряпке, с убогой мультимедиа и вялой динамикой разгона. Вы такие автомобили тоже отнесете к премиуму по вашей классификации? Или взять к примеру 2-ю серию БМВ с поперечным расположением двигателя, по всем параметрам это явно не премиум.
AndreyWJ, В дополнение по салону. У БМВ есть стеклянная панорамная крыша, а мультимедиа с огромным экраном, подключением к интернету и всевозможными сервисами? Список можно продолжать…
Artem_V, Есть альтернатива в виде ВИЭ и народ уже начинает поглядывать в эту сторону
Demetr_Warshavskiy, Ради экологии нужно организовывать нормальный ОТ и переводить людей на него.
Как-то давно, читал что администрация одного из городов, закупила целую линейку автобусов, от микро- до гармошек. Организовала маршруты и чередование на них разных типов, для наибольшей доступности как по расположению остановок, так и по времени ожидания.
Но в интернете такой бардак, что найти ее не получилось. Любопытно, чем закончился эксперимент.
P.S. Уважаемые читатели, это случайно не в вашем городе?
Евгений, Мнения разные нужны, мнения разные важны))) премиальность теслы?))) сравнение с бмв или другими немцами?? Все что нужно знать про теслу на моем фото, модель Х , уплотнители задних дверей на крыше двухлетней машины…. 🤣🤣качество и состояние салона там точно такое же))) сказки про американский премиум такие сказки.
Петр Иванов, Без комментариев))))) Здоровье дороже.
Maks_Liubin, Частный сектор, индивидуальная зарядка ночью, машина-поджопник. В этих условиях можно масштабировать до 100% данного сегмента.
Pavel-Mikhaylov, Так речь не о харде, а о том, чем заправляют. И электричество тут выигрывает напрочь.
Евгений, На тесте я сомневаюсь, что нормальная комплектация была. Советую посидеть в хорошей комплектухе, сразу поймете, за что бэхи выбирают.
Maestro55, На тесте как раз была максимальная комплектация с 3-х литровым дизелем, люком, кожей, проекцией, м-пакетом и прочими плюшками. Я тоже сомневаюсь, что вы вообще ездили на электрокарах))
AndreyWJ, Еще раз, это не мое мнение, это мнение различных комьюнити. Многие сейчас премиум китайцев например не воспринимают, хотя их создавали те же европейские инженеры и дизайнеры, которые работали на мерседес или бмв. Это же ваше мнение, не хотите, не считайте.
AndreyWJ, Первое время меня это тоже коробило, потом забил, машина ездит и доставляет удовольствие. К тому же сейчас у Теслы качество заметно улучшилось. По поводу майбахов… есть на ютубе канал Гилевича Сергея, он как раз его с китайским премиумом сравнивал, советую посмотреть. Китай очень сильно продвинулся в качестве и технологиях.
Slavad, Понятно ,что привыкнуть можно ко всему, но привыкать к плохому не хочется. Особо смотреть каналы нет нужды, у друга хорошая контора по переделки салонов авто и вижу почти каждый день как приезжают новые китайцы не дешевые, камри ,крузеры на замену передних сидений от семерки бмв. Ибо своя задница важнее мифического премиума от Китая или япов)))) я сам поменял в w213 сидушки передние, поставили от w222,с полным перетягом по вину кожи, наверное единственный проект такой в РФ. У всех разное восприятие премиума, кто то диски ставит, кто то шумку на бентли делает.
Lecron, Да вообще. Автор рассматривает вариант с 48 батареями на 40 кв.м. Почему не рассмотреть в 148 батарей на 40 кв.м.? Ведь нет ограничений в какую высоту(глубину) эти "заправки".