Сергей Казиник Мастер

Экологичность электропривода - что это такое? На заметку автолюбителю

В последнее время все больше и больше набирает обороты очередной «мыльный» пузырь, декларирующий скорую замену двигателя внутреннего сгорания (ДВС) на электрический. Электрические автомобили, электромотоциклы, электровелосипеды, даже есть парочка прототипов электросамолетов…

Электромобиль, Брюссель, Бельгия Artens , Shutterstock.com

Я вообще ничего не имею против электопривода на технике. Трамваи, троллейбусы, метро, электрички — отличные решения для городского и пригородного транспорта. Даже для личного транспорта в ряде случает электропривод предпочтительнее ДВС: если техника эксплуатируется в щадящих погодных условиях, если нет требований к выдающимся техническим характеристикам, если среднесуточный пробег небольшой, если есть место для зарядки аккумуляторных батарей (АБ), если есть время для зарядки АБ и еще множество «если».

Некоторые страны даже освобождают от транспортного налога тех граждан, которые поменяли технику с традиционным ДВС на электро. Делается это в припадке борьбы «за экологию». Освобождение от налогов — начинание, конечно, замечательное, но вот на экологичности электротранспорта я бы хотел остановиться подробнее.

Как известно, электричество берется не из воздуха. Старину Н. Теслу мы вспоминать не будем, хотя он умел «добывать» электричество из атмосферы и даже на нем ездить. Точнее, не на нем, конечно, а на электромобиле, в котором аккумуляторов не было. Но патент на это «чудо» принадлежит Моргану и, скорее всего, лежит у него под сукном до лучших времен. Так что рассмотрим добычу электричества «как есть», без всяких «а вот могло бы быть иначе».

Итак, сегодня в мире более 60% всей электроэнергии вырабатывается на тепловых электростанциях (ТЭС), около 20% - на гидроэлектростанциях (ГЭС), около 17% - на атомных электростанциях (АЭС) и около 1% добывается условно экологически-безопасным способом — на геотермальных, приливных, солнечных, ветровых электростанциях и прочих.

Это значит, что для того, чтобы ваш электробайк, электрокар или иной «электро» поехал, все равно надо что-то где-то сжечь. Газ, мазут, уголь, дрова — неважно что, но все равно что-то где-то горит, выбрасывая продукты горения в атмосферу. Вот тут уместно задать самому себе вопрос: «наверное, топливо на ТЭС сгорает чище, чем у меня под капотом/седлом?»

Отвечаю — нет. Современные ДВС уже практически доведены до совершенства в экологическом плане и выбрасывают в воздух не так уж много всякой дряни. Про чадящие черным дымом КАМАЗы и древние ИКАРУСы я, естественно, не говорю. В пересчете на один киловатт полезной энергии, ТЭС выбрасывает в атмосферу, по разным оценкам, от 4 до 20 раз больше вредных веществ, чем среднестатистический ДВС стандарта ЕВРО-4. Не говоря уж о ЕВРО-5.

Разброс от 4 до 20 раз обусловлен разными типами ТЭС в разных странах. Флагманы сжигания топлива для получения электричества — Китай, Россия, Польша, Нидерланды, ЮАР, Британия. Но все равно объединяет их одно — сжигать бензин прямо на месте (под капотом или седлом) куда экологичнее, чем где-то, а потом еще и транспортировать до места зарядки транспорта. К слову говоря, транспортировка электричества — занятие тоже не совсем экологически безвредное. Но это ладно — отдельная тема.

Про экологичность электроэнергии, полученной на АЭС, говорить и вовсе не приходится. Причем это даже без учета заявленной безвредности захораниваемых ядерных отходов. Даже если и предположить, что отработавшее свое ядерное топливо чище березового сока, то одна-единственная авария на АЭС полностью перечеркивает всю ранее полученную «чистоту» электричества. А, как известно, без Чернобылей и Фукусим у современного человечества ничего не получается — хоть где-то кто-то да накосячит.

Вот нам и осталось всего 20% энергии, добываемой на гидроэлектростанциях (ГЭС). К слову говоря, несмотря на кажущуюся внешнюю простоту и примитивность (вода льется — турбина крутится), этот тип электростанций — самый дорогой в строительстве, медленно окупаемый и требующий для себя огромных территорий. Что в современной экономике «быстрых денег» делает их чуть ли не нерентабельными.

Про оставшийся 1% условно экологически безопасных электростанций (геотермальных, приливных, солнечных, ветровых электростанциях и прочих) всерьез говорить вовсе не приходится. И это не потому, что они мало распространены, а потому, что они экономически неоправданны и без дотаций их, как правило, не бывает. Естественно, есть исключения, но они только подтверждают правило.

Отдельным вопросом стоит то, куда добытое и доставленное до розетки электричество будет «налито». Да, я про аккумуляторы говорю. Если со старыми, низкоэффективными свинцовыми АБ все более-менее ясно, то вот с новыми, устанавливаемыми на современных электрических транспортных средствах «литий и иже с ним» АБ, все не так однозначно.

Во-первых, добыча редкоземельных металлов используемых в них, занятие «малоэкологичное», мягко говоря. Во-вторых, их вторичная переработка откровенно убыточна, отсюда — часть отработавших свое АБ окажется на свалках, как минимум, не добавляя окружающей экосистеме полезных качеств.

Вот и получается, что если делать акцент именно на экологической стороне вопроса, то производители электромотоциклов, электромобилей и прочих электро-ТС должны «тихонечко молчать в тряпочку», так как по совокупности качеств их техника заведомо более экологически грязная, чем техника, оборудованная современным ДВС.

Опубликовано 14.09.2014
Дата первой публикации 11.09.2014

ШколаЖизни.ру рекомендует

Комментарии (42):

Чтобы оставить комментарий зарегистрируйтесь или войдите на сайт

Войти через социальные сети:

  • Автор статьи неправ. Кратко отмечу основные ошибочные выводы.
    Отмечу, что в статье говорится об экологии. Итак, навскидкку.
    1. В крупных городах ТЭС работают на экологически чистом топливе - газе. Крупные ТЭС, работающие на угле, находятся в стороне от городов. Выбросы ядовитых веществ - оксидов азота и окиси углерода на ТЭС в процентном отношении много меньше, чем от ДВС. Кроме того, эти яды выбрасываются из выхлопной трубы а/м на водителей идущих следом а/м и пешеходов.
    2. Автор не учел затраты и экологические проблемы при производстве бензина и дизтоплива на НПЗ и доставку топлива тем же отравляющим нас автотранспортом на АЗС. Для производства топлива используется электроэнергия и топливо частично является посредником между электроэнергией и автомобилем. Топливо на газовые ТЭС доставляется по трубам, мазутные и угольные - по ж/д., электроэнергия - по проводам.
    Коротко обо мне. Инженер-теплоэнергетик по спец. ТЭС, к.т.н.

     
    • Александр Барон, "Пожалуй, тяжело не согласиться" с Вашими резонами. Практикующие специалисты Вашего уровня подготовки и компетенции - большая редкость в ШЖ-кругах.

      Оценка статьи: 5

       
  • Человек вообще существо антиэкологичное. Представим себе одного в лесу... Ну какой от него урон? Тут банан/яблоко/ягод сорвал, тут нагидил под кустом, ну потоптолся немного, траву примял... мелочь. Теперь тысяча человек соберется... Урон будет заметен, не правда ли? А тысяча тысяч соберется, что станет с экологией? Вот и пришлось человечеству распахать поля, постоить канализацию и городские очистные сооружения, проложить дороги и отделить места под заповедники...

    Переход на электричество - всего лишь очередной шаг в этом направлении, т.к. КПД крупных генераторов выше, чем мелких. Один стационарный крупный объект легче мониторить, чем тысячу мелких подвижных. И нагрузка на крупный объект будет равномернее, чем в под вашим капотом, когда Вы то в пробке стоите, то с диким надрывом несетесь по шоссе.

    Другой вопрос: почему в автомобилестроении не используются перспективные разработки?

    Где топливные элементы? Они использовались на станции "Мир" с 1971 года. В Далласе есть электростанция, которая работает на топливных элементах с 80-х годов. В Японии и Корее разработаны и с 2010 года используются батарейки - спиртовые топливные элементы, которые запрещены к экспорту...

    Про электро-двигатель - колесо я еще в "Юном технике" в 90-х годах читал. Фотки электро-байков - прототипов видел. Где это всё?

    Про угольные аккумуляторы (с пористым электродом) знают очень многие, но почему они не выпускаются промышленным способом в промышленных же масштабах? Легкие, без свинца, лития и других ценных материалов; с высокой плотностью заряда, низким внутренним сопротивлением, выдерживающие огромные токи по нагрузке...

    Здесь проблемы не экологические, и даже не экономические. Что нам до того, что заморский Морган держит у себя подобные патенты? У нас своих патентов вагон и маленькая тележка. Так почему всё это не востребовано у нас?

     
    • Вадим Поспелов, электровелосипеды и мотор-колеса свободно продаются в любом приличном веломагазине. Цена вопроса кстати не сильно высока, от 20тыс за вел.

      Аккумуляторы с пористым электродом - Вы случайно с ионисторами не путаете? Они производятся, но весьма дороги (раз в 10 дороже свинцовых батарей).

      Перспективных разработок много всяких, но до коммерческой эксплуатации огромная пропасть. Ну и как всегда, невостребованно потому что всем пофиг. У нас об экологии вообще не особо принято думать.
      Пункты приема батареек и энергосберегающих ламп например есть только в Питере и Москве, да и многие ли например знают что батарейки нельзя выкидывать? (одна батарейка загрязняет 1кв.м. площади примерно всякой химией).

       
      • Вадим Поспелов Вадим Поспелов Профессионал 15 сентября 2014 в 13:57 отредактирован 15 сентября 2014 в 13:59

        Дмитрий Елисеев, И много Вы мотор-колес на промышленных изделиях видели?

        С ионисторами может и путаю; я не очень глубок в этой теме.

        Про стоимость ничего не скажу. Видел статьи в своё время (еще в СССР), как в кустарных условиях создать такие батареи, но сам не делал, т.к. посчитал, что один элемент дает 0.3В, а делать батарею из 40 секций ломало конкретно. Ограничился фокусом, как из 3 и 5 копеечных монет и промакашки, пропитанной солевым раствором, сделать батарейку для карманного фонаря.

         
        • Дмитрий Елисеев Дмитрий Елисеев Мастер 15 сентября 2014 в 14:13 отредактирован 15 сентября 2014 в 14:15

          Вадим Поспелов, да, электровелосипеды с мотор-колесом сейчас продаются свободно. Более того, других конструкций и не бывает практически. Электросамокаты бывают с цепным приводом, но все реже и реже.

          На улице у нас электровелосипед действительно редкая штука, да, как собственно и велосипед вообще

          Ионисторы продаются, я как-то интересовался этой темой, получалось что для замены свинцового аккумулятора ценой в 700р надо купить батарею ионисторов ценой в 10000р. В общем пока на замену аккумуляторов они экономически не тянут.

           
  • Дмитрий Елисеев Дмитрий Елисеев Мастер 14 сентября 2014 в 09:51 отредактирован 14 сентября 2014 в 09:52

    Дело кстати не только в экологии.
    Бесколлекторный электродвигатель работает бесшумно, не имеет трущихся частей (кроме подшипников), управляется электроникой. Конструкция автомобиля реально упрощается в разы, а это есть большой плюс в плане надежности.

    И да, парадигма электромобилей должна быть другой. Не тупо брать прожорливый авто с 2-3л двигателем, заменять в нем ДВС на авто, и получить электромобиль с малым запасом хода и 100-амперными токами зарядки. А специально проектировать легкий и недорогой автомобиль на 1-2 человека, который потреблять энергии будет в разы меньше. Правда пока есть мода на "статусные" автомобили по принципу "чем больше тем лучше", но я надеюсь что это пройдет и станет анахронизмом.

    И кстати все же об экологии - внутренний голос подсказывает что минимизировать выбросы на одной электростанции все же проще, чем остастить фильтрами каждый электромобиль. И будущее таки наверно за электричеством.

     
    • Дмитрий Елисеев, согласен. Но статья написана только об экологическом аспекте, о котором сейчас производители электро-ТС орут на каждом углу.
      А вот именно об этом им надо молчать в тряпочку, почему написал в статье.

       
      • Сергей Казиник, как пишет гугл, реальный КПД бензинового автомобиля около 10%. Так что и с точки зрения экологии гибридные и электроавто все равно перспективнее.

        И наконец, рано или поздно нефть кончится когда-то, так что "базу знаний" по новым технологиям надо набирать уже сейчас. В один момент ничего не делается.

         
        • Дмитрий Елисеев, гибрид - да! Почему - выше в комментах написал уже. Электро - однозначно нет. Почему - написано в самой статье. Важно не путать КПД с экологией.
          А вообще, на счет кончившейся нефти, согласен. Кончится. Вопрос когда. Кто говорит что через 50 лет, кто говорит, что разведанных запасов еще лет на 300... Но общее одно - кончится. И на тот момент было бы неплохо иметь альтернативу.

           
          • Сергей Казиник, если говорить о личных авто, то по большому счету в 90% оно нафиг не надо, и заменяется либо общественным транспортом либо велосипедом. Так что самая простая альтернатива - это оптимизировать потребление энергоресурсов, уже этим можно сэкономить нефти на много лет вперед.

            Насчет электромобилей - тут в 2х словах не скажешь, считать надо. КПД и экология тут как раз напрямую связаны. Сжечь бензин с КПД 10% или проехать на электромобиле с КПД 80%, суммарные затраты будут сильно отличаться.

             
            • Дмитрий Елисеев, свежее сообщение авторитетов защиты о/среды. Точка возврата ресурса Земли по поглощению углекислого газа и мусорОв пройдена. "Дело пахнет керосином", ситуация пошла в разнос.

              Оценка статьи: 5

               
              • Аркадий Голод Аркадий Голод Мастер 14 сентября 2014 в 17:20 отредактирован 14 сентября 2014 в 17:22

                Сергей Дмитриев, да врут они всё эти "зеленые".
                Под благородной маской спасителей природы творятся гнусные дела.
                Чего стоит история с "Золотым рисом"!

                Удивительное совпадение: у махновских бандитов было зеленое знамя и у нынешних оборзевших мусульман - тоже.

                 
                • Аркадий Голод, "Доверяй, да проверяй."-сказал РР. С историей "Золотого риса" не знаком.
                  "Удивительных совпадений" сочетаний цветов на знамёнах навалом: шведы-хохлы-Словения(?), РФ- Франция(только порядок иной), и даже СССР-Германия времён фюрера (красный цвет, только эмблемы другие)
                  Это тема для статьи с картинками, кто какой "глубокий смысл" видит в раскраске знамён.

                  Оценка статьи: 5

                   
          • Сергей Казиник, газ?

            Оценка статьи: 5

             
            • Mike Mike, эх... Он тоже кончится. Капица считал, что человечество будет вынужденно хоть что-то сжигать, пока термоядерный синтез не появится.

               
              • Сергей Казиник, Солнце у нас под боком. Зачем что-то сжигать когда ежечасно падают на поверхность дармовые киловатты?

                КПД солнечных панелей сейчас 10-15% что ли, и в этом направлении тоже есть неплохой прогресс. Плюс энергия ветра, уже есть ветрогенераторы на мегаватт, к примеру. Все это вполне решаемо.

                 
                • Дмитрий Елисеев, вот:
                  wwwточкаnanonewsnetточкаru/blog/nikst/alternativnaya-energetika-eshche-odin-puzyr
                  Шикарный доклад Капицы от 1975 года. Солнце, ветер - миф, а не альтернатива.
                  Только слова "точка" в ссылке замените на точку

                   
                  • Дмитрий Елисеев Дмитрий Елисеев Мастер 14 сентября 2014 в 21:27 отредактирован 14 сентября 2014 в 21:30

                    Сергей Казиник, ну, Капица прав конечно. Только указанные в статье цифры "реально человек может использовать поток в 100—200 ватт на квадратный метр" - это не так уж мало, кстати. К примеру современная энергосберегающая лампочка это 9Вт, а компьютер берет 50-100Вт. И 5-6м^2 может реально обеспечивать всю электронику и освещение в квартире.

                    Да и не обязательно переводить свет в электричество, есть например такая штука как "солнечный коллектор" - греет воду прямо от солнечного света, не содержит движущихся частей. Многие ли про них знают?

                    Т.е. использовать энергию солнца можно (если припрет куда денемся-то), просто надо еще и научиться экономить. К примеру сейчас разрабатываются энегоэффективные дома с более низкими потерями, и все такое.

                    Ветер кстати дает прилично, даже почти "детский" ветряк может быть на 10ки киловатт и выше.

                    PS: То что "зеленые" могут использоваться и как инструмент политического давления, другой вопрос, но без них наверно было бы еще хуже. Эффективные энерготехнологии это отрасль которая не появится сразу, тут нужны годы и опыт.

                     
  • Упускаете один момент.
    ДВС все свои выбросы производят в месте эксплуатации. Поэтому в городах концентрация вредных веществ зачастую очень высока. При электромобилях вредные вещества будут концентрироваться в местах производства электроэнергии. От этой повышенной концентрации в городах посчитайте доп. затраты на восстановление здоровья и восстановление зданий и сооружений (так как повышенная концентрация некоторых веществ это агрессивная среда).

     
    • Иван Петров, согласен полностью. Но!!!! Планета у нас одна. И если гадить не прямо у себя под окнами, а за углом, но больше, то грязи в итоге будет все равно не меньше, а больше.
      Если думать категориями "здесь и сейчас", то да - электропривод просто панацея и сувенир для человечества, но если заглядывать в завтра и не хотеть зла своим детям, то надо тихонечко сжигать на месте углеводороды и искать действительно чистые альтернативы.

       
  • Гибриды навевает, стало быть.

    Оценка статьи: 5

     
    • Mike Mike, да, точно. ДВС-генератор-АБ-электромотор. То есть мы на месте сжигаем необходимое количество топлива, тут же получаем электроэнергию, тут же никуда ее не транспортируя поддерживаем оптимальный уровень зарядки аккумулятора и тут же эту энергию тратим вращая колеса.
      Такой тип чище и честнее как традиционного ДВС, так и псевдо-экологичного электро.
      Естественно, это в существующих и применяющихся сегодня технологиях. Если завтра появится АБ, способная одной зарядкой обеспечить запас хода ТС хотя бы в 800км, одинаково работающая т -50 до +50, живущая лет 15-20 и относительно безопасно утилизируемая, то ситуация кардинально изменится.

       
      • Сергей Казиник, Угольные аккумуляторы известны с середины прошлого века. Разработок много, и характеристики отличные, но применение их с коммерческой целью почему-то запрещено...

        Как-то по каналу Дискавери показывали американцев, которые использовали самодельные угольные аккумуляторы для электро-самокатов.

         
  • Сергей Дмитриев Сергей Дмитриев Профессионал 14 сентября 2014 в 00:44 отредактирован 14 сентября 2014 в 00:46

    Тема злободневная и подана задиристо! Меня уже давно "колышет" пережог топлива за недогуз салона до штатной вместимости. "Во всём этом мире" за весь пробег в 95-90 % случаев автомобили в среднем везут 1,2 или 1,4 (по разным данным) персоны при проектной вместимости от 2 до 6. Разве это не резерв экономии топлива, чистоты атмосферы? Но этот нонсенс мирового масштаба не занимает никого в автоцепочке.

    Но предадимся фантази! "Когда-нибудь и скоро, может быть", у каждого частного дома будет своя солнечно-ветряная станция (СВС), мощности которой будет достаточно на бытовуху и на быструю зарядку экобатарей элкаров.

    "Надо мечтать!" - звали когда-то "воротилы истории".

    Оценка статьи: 5

     
    • Сергей Дмитриев, "...у каждого частного дома будет своя солнечно-ветряная станция (СВС)..." - к сожалению это фантастика. Солнечные батареи экологически грязные и при производстве, и при утилизации.
      А ветровики стоят столько, что окупиться могут лет за 30, это при том, что их срок службы не бывает более 15-20 лет. Расчетно, естественно.
      То есть оба варианта дотационны и экономически несостоятельны. А чтобы их дотировать, надо электричество иными способами добывать... Вот такие коллизии)))))

       
      • Сергей Дмитриев Сергей Дмитриев Профессионал 14 сентября 2014 в 02:14 отредактирован 14 сентября 2014 в 02:16

        Сергей Казиник, тогда ещё один закидон-фантази. Надо сделать авто с трансмиссией а-ля-вело. Чтоб самой высокооборотной деталью трансмиссии было ведущее колесо. Кста.., есть прецеденты, когда обороты мощного движка не понижаются трансмиссией, а передаются напрямую или повышаются на высоких скоростях.

        ...И помните, только в заводном детском автомобильчике вся энергия завода пружины расходуется сугубо на движение.(не считае на трение), без трат на холостые обороты.

        Для начала можно сделать паровик с двумя цилиндрами, заменяющими ноги велосипедиста, но помощней раза в два.

        Я сейчас упиваюсь ездой на AUTOBIKE. После ремонта и регулировки действуют все 6 передач. Неужели Вы так и не покатаетесь на таком ТС? Нечто подобное просится и на авто.

        Оценка статьи: 5

         
        • Сергей Дмитриев, нет, к сожалению не довелось...(((((
          А вообще, еще 8 октября 1975 г. академик Петр Леонидович Капица сделал концептуальный доклад, в котором, исходя из базовых физических принципов,, похоронил все виды «альтернативной энергии», за исключением управляемого термоядерного синтеза. Другими словами, либо жечь углеводороды, либо термоядерный синтез. А все то, что посередине - либо обман, либо самообман. И в любом случае - значимый ущерб экологии.

           
          • Сергей Казиник, всё же, имхо будет найдено перераспределение, перестановка слагаемых, а главное - экономия на реальную перевозку одного рыла из т.А в т.Б за счёт логистики.

            Оценка статьи: 5

             
            • Сергей Дмитриев, вот про "...экономия на реальную перевозку одного рыла из т.А в т.Б..." я давно уже думаю...
              Я вешу 100 кг. Еду один. Но чтобы меня переместить я "тащу" с собой 3 тонны автомобиля.... В том числе из-за этой мысли пересел на теплый сезон на велик/скутер/мотоцикл (о чем еще не пожалел ни разу)....

               
              • Сергей Казиник, Ну, так надо слезть с Гелентвагена на Мини и сразу почувствуете, что лишнего железа меньше везете.

                 
                • Вадим Поспелов, я может кого-то сильно удивлю, но я отказался от автомобиля вообще. В тёплое время года - велосипед/скутер/мотоцикл, в холодное - такси и пешие прогулки. Но!!!! В семье машина все равно есть - жена без нее типа не может. Детей в сад - детей из сада - магазин - тренировка - тренировка детей - и т.д., и т.п.
                  Но там хоть греет то, что 3 тонны перемещают 4-5 пассажиров (жена, трое детей и няня), а не одного...

                   
              • Сергей Казиник, во-во ! Даже тонны достаточно, чтоб врубиться, на что тратится топливо и какое мизерное КПД всей халабуды. Соотношение полезного груза к т.н. "снаряженной массе" удручающе. То ли дело на велике, но он не всепогоден, особенно на северах.
                Ещё и поэтому надо запретить траты алюминия на всевозможные одноразовые банки и пустить его на кузова автомобилей (капоты, багажники и др.)

                Оценка статьи: 5