Мир переходит на электромобили — но хватит ли им электричества? | статьи на docronik
В майской публикации У электромобилей много недостатков — но есть ли альтернатива? я мимоходом затронул вопрос, который скептики часто задают сторонникам электромобилей — а хватит ли им электроэнергии? Сегодня я попробую рассмотреть этот вопрос подробнее и проверить на цифрах насколько реален полный переход на электричество легкового автотранспорта.
Как уже рассказывал Gadgets News, Tesla позиционирует свои электромобили в качестве самых энергоэффективных. И среди них лучший показатель у Model 3 Standard Range — 8.2 км (EPA) пробега на 1 КВт·ч. По мере развития соответствующих технологий энергоэффективность электромобилей будет только расти, поэтому я предлагаю исходить из 10 км пробега на 1 КВт·ч.
Среднегодовой пробег автомобиля в США — 30 тыс км. В Европе и Китае он существенно меньше, но в качестве среднемировых давайте возьмем американские данные. Тогда годовой расход среднего электромобиля в будущем составит 30 тыс км / 10 км = 3 МВт·ч (3 x 106 Вт·ч). Примерное количество легковых автомобилей во всем мире достигает 1 млрд. Если исходить из этих данных, то мировое потребление электроэнергии мировым автопарком, состоящим из одних электромобилей, составит 3 x 106 Вт·ч x 109, т.е. 3 x 1015 Вт·ч, т.е. 30 ПВт·ч.
Это огромная величина — она превышает годовую генерацию электроэнергии во всем мире (около 27 ПВт·ч — 38% от угля, 23% — природного газа, 16% — гидростанций, 10% — АЭС). По оценкам Центра стратегических разработок, мировое потребление электроэнергии к 2035 году может увеличиться в полтора раза — в этом случае оно перевалит за 40 ПВт·ч. К тому времени, как ожидается, доля электромобилей в мировых продажах достигнет 45%. Оценку доли электромобилей во всем мировом автопарке я пока не встречал. Согласно довольно старому (2012) прогнозу Международного энергетического агентства (МЭА), количество автомобилей в мире к 2035 году достигнет 1.7 млрд штук. Если электрическим окажется каждый пятый из них, то примерное потребление электроэнергии составит 10 ПВт·ч — 25% мировой генерации электроэнергии. Причем в прогнозе Центра стратегических разработок речь идет о потребности в электроэнергии не электромобилей, а людей — за счет прироста населения и улучшения условий жизни.
Таким образом, для удовлетворения будущей потребности в электричестве потребуется значительное увеличение мощности нынешних и введение в строй новых электростанций — разумеется не угольных, доля которых в выработке электричества пока превалирует над остальными (см. выше). Не будем забывать и про нехватку соответствующей инфраструктуры — если в одноэтажной Америке электрифицированный гараж почти норма, то в мегаполисах Китая, Индии и многих других стран придется оборудовать многочисленные зарядные станции.
Хочется верить, что электрификация автомобилей будет сопровождаться целым комплексом мер по снижению потребности в полезных ископаемых и нагрузки на экологию. Прежде всего это касается общественного транспорта и городской инфраструктуры. Метро, трамвай и электробусы должны быть быстрыми, комфортными и доступными, а размещение торговых и офисных центров — удобным. Почему бы, например, не отвести первые этажи жилых домов под офисы с магазинами, или хотя бы не «разбавить» жилые дома в спальных районах бизнес-центрами? Огромное значение для сокращению нагрузки на транспорт сыграет удаленная работа — будем надеяться, что уроки нынешней эпидемии не будут забыты.
В более долгосрочной перспективе рост численности автомобилей позволит сдержать внедрение автопилота и роботакси. Вот как это может выглядеть в недалеком будущем. Владелец автомобиля приезжает домой и в приложении смартфона меняет статус автомобиля на доступный. Приложение определяет ближайшего по времени и месту заказчика и дает автомобилю команду отправиться по соответствующему адресу. Заказчик получает QR код (или его аналог), с помощью которого получает доступ к автомобилю и сообщает ему пункт назначения — после прибытия в который производится автоматическая оплата на счет владельца автомобиля. И так до тех пор, пока владельцу не понадобится его автомобиль. Подобная практика не только сделает личное авто источником дополнительного заработка, но и значительно сократит спрос на новые автомобили. Теоретически автопарк личного транспорта можно будет сократить до 10 раз (без учета колебаний спроса по демографическим и экономическим причинам), поскольку по статистике средний автомобиль простаивает 90% времени. Пока это сильно завышенная оценка — в наши дни в большинстве мегаполисов утром многие едут в центр, а вечером — из центра. Но более рациональная градостроительная политика позволит сгладить эти пиковые нагрузки.
А вот к существенному снижению нагрузки на энергосистему распространение роботакси вероятно не приведет. Условно, вместо десяти автомобилей, каждый из которых в год проезжает 30 тыс км и потребляет 3 МВт·ч (всего — 30 МВт·ч), мы получим один автомобиль, который в год проезжает 300 тыс км и потребляет 30 МВт·ч. Зато это позволит разгрузить дороги и парковки (которыми у нас в основном служат дворы с улицами), сократить потребность в сырье и всё той же электроэнергии на производство автомобилей, и т.д.
Если резюмировать, то годовая потребность в электроэнергии в случае единовременного перехода на электричество всего нынешнего легкового автопарка (30 ПВт·ч для 1 млрд ) не покроется даже всей выработанной за год электроэнергией (27 ПВт·ч). В то же время генерация электроэнергии будет расти (по некоторым оценкам — удваиваться каждые 25 лет). И если этот рост опередит увеличение числа электромобилей (в том числе за счет более рациональной градостроительной политики, развития общественного транспорта и т.д.), то мировая энергетика с этой нагрузкой вполне справится. Поэтому обеспечение электромобилей достаточным количеством электричества — это часть гораздо более глобальной проблемы растущего спроса и производства энергии с минимальным ущербом для экологии.
Источник: