Електромобілі — не нове винаходження: вони існують з кінця XIX століття, короткий час конкуруючи на рівних з автомобілями з двигунами внутрішнього згоряння (ДВЗ), перш ніж поступитися їм більш ніж на сторіччя. То чому тепер все має бути інакше? Відповідь криється в одному ключовому компоненті: тяговому акумуляторі. Щоб електромобілі (EV) могли реально замінити традиційні автомобілі, необхідне збігання трьох факторів:
- Висока ємність енергії
- Масштабоване масове виробництво
- Доступна ціна
Сьогодні всі три умови виконуються — і революція електромобілів уже в розпалі.
Коротка історія: від аптечного пального до сучасних електромобілів
Прогрес у розвитку зарядної інфраструктури та мереж заміни акумуляторів — це окрема, не менш важлива тема для обговорення. Але історія нагадує нам, що інфраструктурні виклики ніколи не зупиняли рішучих першопрохідців. Коли у 1888 році Берта Бенц здійснила перше у світі далекосяжне автомобільне подорожування, бензин можна було придбати лише в аптеках — він продавався як засіб для чищення. Це її не зупинило. Сьогоднішні виклики, пов’язані з мережами зарядки, постачанням сировини та утилізацією відпрацьованих акумуляторів, активно вирішуються, і за останні роки досягнуто значного прогресу.
Що занапастило перший масовий електромобіль?
Документальний фільм 2006 року «Хто вбив електромобіль?» розповідає історію General Motors EV1 — мабуть, першого масово виробленого електромобіля сучасної епохи. Ось ключові факти:
- Вироблявся з 1996 по 1999 рік
- Виготовлено 1 117 одиниць, усі пропонувалися виключно в оренду
- Програму закрито у 2003 році; майже всі автомобілі були відкликані та знищені
- Лише кілька EV1 вціліло — вони збережені в музеях
- Варіанти акумуляторів: від 16,5 кВт·год до 26,4 кВт·год
- Перерахований запас ходу за EPA: від 89 до 169 км на одному заряді
Конспірологічні теорії вказували на нафтове лобі. Незалежно від справжньої причини, зникнення EV1 затримало масове поширення електромобілів більш ніж на десятиліття.
Ємність акумуляторів: від десятків до сотень кіловат-годин
Порівняйте скромні характеристики акумулятора EV1 із найсучаснішими електромобілями, доступними сьогодні. Кілька нинішніх моделей пропонують акумулятори ємністю від 100 до понад 200 кВт·год, із задекларованим запасом ходу 600–1 600 км залежно від застосованого стандарту випробувань (EPA, WLTP, NEDC). Серед помітних прикладів:
- Tesla Model S — до 405 миль (EPA)
- Lucid Air — понад 500 миль (EPA), чинний світовий рекорд
- Aptera — сонячний асистований запас ходу понад 1 600 км
- Nio ET7 — варіант із твердотільним акумулятором ємністю 150 кВт·год
- Zhiji L7 — акумулятор 115 кВт·год із розширеним запасом ходу
- Aito M5 — варіант гібриду з розширеним запасом ходу
- GMC Hummer EV — акумуляторна батарея ємністю 212,7 кВт·год
Крім офіційних характеристик, реальні рекорди витривалості наочно демонструють, наскільки далеко просунулися акумуляторні технології. Ентузіасти-водії довели, що такі автомобілі, як Tesla Model S та Hyundai Kona Electric, здатні подолати понад 1 000 км на одному заряді завдяки обережній, енергоефективній їзді.
Масове виробництво: масштаби вражають
Світове виробництво тягових акумуляторів різко зросло. Щомісячний світовий випуск сягає майже 22 ГВт·год — це еквівалент приблизно 550 000 хетчбеків Nissan Leaf другого покоління (кожен із акумулятором 40 кВт·год), що виробляються щомісяця.
Виробники електромобілів отримують літій-іонні елементи та акумуляторні блоки двома основними способами:
- Сторонні постачальники — придбання елементів і модулів у спеціалізованих виробників акумуляторів, таких як CATL, LG Energy Solution та Panasonic
- Власні гігафабрики — будівництво фірмових виробничих потужностей, нерідко у партнерстві з тими ж фахівцями у галузі акумуляторів, як це зробила Tesla у співпраці з Panasonic
Ціни на акумулятори: десятикратне зниження за одне десятиліття
Мабуть, найпереконливішим аргументом на користь переходу на електромобілі є різке зниження вартості акумуляторів. За даними Bloomberg NEF:
- 2010 р.: $1 200 за кВт·год (середнє по галузі)
- 2021 р.: $132 за кВт·год (середнє по галузі — вантажівки, автобуси та стаціонарні системи зберігання)
- 2021 р.: $118 за кВт·год (лише пасажирські електромобілі)
Це більш ніж десятикратне скорочення витрат за одинадцять років. Зростання цін на сировину — насамперед на літій, кобальт і нікель через різке зростання попиту у 2021 році — дещо стримало цю тенденцію, однак не може зрівнятися із загальним спадом цін.
Що далі? Розумніша зарядка, легші акумулятори
Подальше суттєве зниження цін на акумуляторні батареї може виявитися складнішим завданням. Проте галузь має альтернативні шляхи розвитку. Більш щільна мережа зарядних станцій — у містах і вздовж автострад — може зменшити потребу в дедалі більших акумуляторах, дозволяючи виробникам переорієнтуватися на менші, легші та дешевші батареї без шкоди для зручності використання.
Перспективні технології, здатні змінити цю рівновагу, включають:
- Бездротова зарядка в русі — дороги, обладнані індукційною технологією зарядки, що поповнюють акумулятори під час руху
- Твердотільні акумулятори — вища енергетична щільність, швидше заряджання та підвищена безпека порівняно з нинішньою літій-іонною хімією
- Акумулятор як послуга (BaaS) — підписні моделі заміни акумуляторів, вже впроваджені у широкому масштабі компанією Nio у Китаї
- Інтеграція «автомобіль — мережа» (V2G) — використання акумуляторів електромобілів як розподіленого енергосховища для підтримки стабільності електромережі
Залишаються відкриті питання щодо економічної доцільності масштабної зарядної інфраструктури, нарощування потужності електромережі, безпеки, надійності та загальної енергетичної структури, що живить ці автомобілі. Але напрямок руху очевидний — і імпульс за електромобільними акумуляторами ніколи ще не був таким потужним.
Це переклад. Оригінал можна прочитати тут: https://www.drive.ru/kunst/61b35118155032c35768508a.html
Опубліковано Березень 10, 2022 • 5хв на читання
