Электромобили: Мифы и реальность.

Неодим. Этот редкоземельный элемент. Он используется в магнитах электродвигателей с постоянным магнитом. Сколько нужно для 10 млн. тесла? Нисколько! Тесла не использует неодимовые магниты. Тем не менее, например ниссан Леаф использует постоянные магниты с редкоземельными элементами для уменьшения размера двигателей. И да, ситуация с этимо элементами напряженная. Более подробно об этом здесь. Но будем помнить, что идет активная разработка новых материалов для магнитов и двигателей без постоянных магнитов  в настоящий момент. И например эксперты из БМВ обещают настоящую революцию в этой области в ближайшие годы.

Вывод: лития достаточно для 1е9 автомобилей "для богатых" и это при том, что никто не заинтересован сообщать реальные запасы, а для теслы и полмиллиона заоблачная мечта в настоящий момент. Несмотря на увеличение производства EV и мобильных устройств в последние годы цены на литий падают: если ресурс ограничен - почему цена не растет? Действующие литиевые цены составляют приблизительно 2 процента от стоимости батареи LiFePO4 с точки зрения $/kWh. Незабудем также, что в последние годы мы наблюдали быструю смену материалов в используемых аккумуляторах и утверждать, что в долгосрочной перспективе (более 30 лет) будет использоваться литий нельзя. Лития достаточно и "недостаток лития" - миф.

Миф или реальность? №3.
Рынок ЭА не растет.

За год рынок в Германии вырос на 78%.

электромобилей в Германии: 7.110 шт;
Плагин гибридов: 1.120;
мопедов/мотоциклов 4.650;
Автобусов/грузовиков: 2.960.

Ну, это "зеленая" Германия, а что происходит в мире? Рынок рос вот так (слева показано количесвто зарегистрированных в год, справа показано общее количество автомобилей):



(BEV- это "чистые" электрмобили;PHEV- гибриды):

(источник) Подробнее для США.
Рост продаж ниссана Leaf в США - 317% в год.
Обратите внимание: в большинстве развитых стран количество регистрируемых EV в год выросло в 10 раз за два года! Какой еще рынок растет такими тэмпами? Тысячи людей кошельком голосуют за эту технологию.
Вывод: Рынок растет.


Миф или реальность? №4.
Они не удобные.

Да, включать автомобиль каждый день в розетку это неудобство: такие места нужно охранять, да и авто не сразу готово "бежать" дальше. Правда можно будет менять аккумулятор на специальных станциях. Более того, хотя и с потерей энергии беспроводная зарядка даже во время движения уже успешно демонстрируется , а уж во время стоянки не должно быть сложностей (еще в Англии и еще в Японии).
Если EV будет заряжаться при помощи безпроводного интерфеса в этом случае вполне вероятно, что владелец будет тратить меньше времени на "заправку" чем  владелец ДВС авто: приехал, поставил в специальном положении авто, утром забрал заряженный на 100%.
К тому же:
Багажник больше.
Больше места задним пассажирам: отсутствие центрального тоннеля.
Разгон быстрее.
заправка дешевле.
И на порядок тише!

Вывод: пока рано говорить об этом, но утверждать что EV неудобны сейчас необдуманно.

Миф или реальность? №5.
Низкий ресурс аккумуляторов - их хватает на 2-3 года.

Ресурс литиевого аккумулятора - 500~1000 циклов. Пусть пробег невелик: 150 км. Это значит, ниссан леаф требует новый аккумулятор через 100000 км, а модель S через 200...400 тысяч! Но надо помнить,что новая зарядка начнется с разрядки (потери?) запасенной аккумумулятором энергии. Следовательно количество зарядок ограничивает срок службы батареи. Хорошо делим на двое: 50 и 100 тыс. км.
Пост от gorynych1 рассказывает, что произошло с аккумуляторами роадстеров которые в эксплуатации уже 5 лет.

Вывод: аккумуляторы уже сейчас (а впереди у них еще захватывающая эволюция) вполне справляются со своими обязанностями.

Миф или реальность? №6.
ЭА имеют смысл толко в там, где климат теплый: аккумулятор не терпит низких температур и необходима энергия на отопление охлаждение салона.

Тесла продает свои автомобили и в Канаде и Норвегии. В начале сентября этого года было продано в Норвегии 322 штук моделей S. Тесла обошла тойота, WV  и многих других. Доля продаж новых авто составила для Тесла 6.2%. А вместе с ниссаном Leaf доля EV  в продажах новых авто в Норвегии составила почти 10%! Даже если всплеск продаж модели S и обусловлен предзаказами сделанными ранее, доля электрониссанов в 3% серьезный сигнал.

Миф.

Миф или реальность? №7.
EV не рентабельны!

lex_divina:
"В изначально и ожидаемо высокой стоимости модели премиум-класса отлично скрывается зашкаливающая себестоимость собственно силовой установки. В то время как именно она и ставит крест на всех проектах массовой электрификации личного автотранспорта. Объемы продаж самых популярных моделей электромобилей измеряются в тысячах, максимум десятках тысяч штук. И это в странах, где общий счет автомобилей идет на десятки и сотни миллионов."


По поводу "слабых" продаж EV это миф №3.
"Не рентабельная" тесла.Я не питаю иллюзий по поводу честности производителей чего либо когда они говорят о себестоимости. Обычно это бессмысленный разговор. Надо смотреть на макроэкономические показатели производителя и хотя очистить их от успехов-неудач в управлении фирмы и мировой коньюктуры сложно я не представляю себе ситуации когда заведомо убыточное производство набирает силу.

Сюрприз!

Чистый убыток снизилсяк $30.5 миллионам против $105.6 миллионов годом ранее, ведомый сильными продажами седана Model S.  Доход вырос до $405.1 миллионов, в то время как прибыль увеличилась на  22%. Если верить разговорам Маска (а говорит он много - хороший шеф и организатор рекламы точно) то он собирается догнать по доходам порш (50%) до того как порше был поглощен WV (с тех пор маржа порше "размазывается" по концерну).

Еще "страшнее" выглядит этот результат:


(рекордные продажи модели S)

Можно спорить о переоценненности акций Тесла, но факт остается фактом: на сегодня капитализация 21 млрд. Тесла богаче Фиата! неплохо для фирмы основанной в 2003 году и выпустившей первое авто в середине нулевых.
В планах Тесла снизить себестоимость модели S до - 30...35 тыс. $. Кстати, по сравнению с родстером тесла смогла и уменьшить и удешевить аккумулятор вдвое.
Необходимо отметить, что если раньше стоимость аккумулятора для модели S была в половину стоимости авто, то сейчас эта часть стремительно дешевеет и достигла уже 25...30% уровня.

Важно также отметить, что верно критикуемая высокая цена за аккумуляторы для EV может быть значительно снижена не только снижением себестоимости производства, но и второй жизнью "севшей" батареи. Подробнее здесь.

Кроме того, ожидают сильного (50%) снижения стоимости аккумуляторов в ближайшем будущем.
Хотелось бы добавить также пару важных деталей-впечатлений:

1)Член правления BMW Иэн Робертсон заявил на конференции в Париже, что за следующие три - четыре года будет больше прогресса в разработке аккумуляторов, чем за предыдущие 100 лет.
2) Новое поколение аккумуляторов от Envia обещает быть дешевле, безопаснее и с большей емкостью на кг.

Вывод: говорить о не рентабельности EV  во время когда эта техника находится в интенсивной разработке нельзя. Но даже сейчас первые "сырые" электромобили уже позволяют Тесла получать прибыль. Миф.


Миф или реальность? №8.
Увеличение колличества EV потребует невероятного, невозможного увеличения производства электроэнергии. Цены вырастут! Мы этого не потянем! Будьте вы прокляты - "зеленые"!

основываясь на работе проделанной gorynych1:

Для рассмотрения возьмем предельно крайний и сложный для перехода случай, т.е. страну в которой больше всего ездят на авто - США.
Потому что даже в тех немногих странах, где количество автомобилей на душу населения выше, средний пробег значительно ниже, чем в Америке.
Итак, согласно официальному отчету Департамента Транспорта, совокупный пробег всех автомобилей США в 2012 составил 2,938.5 миллиардов миль.

Округлим вверх, до 3 триллионов миль.

Средний современный электромобиль максимально потребляет около 1 kwh на 3 мили

Теперь считаем.
Для того, чтобы проехать 3 триллиона миль в год, нужно около 1000 Twh.
Сейчас США потребляет 3856 Twh э/э электроэнергии в год, что является самым высоким в мире и одним из самых высоких на душу населения - т.е. еще один предельный случай.
Таким образом, необходимое для перехода Америки на электромобили количество электроэнергии составляет около 25% текущего потребления электроэнергии.

Но незабудем, что этот упрощенный расчет был сделан с сильным креном не в сторону EV:
а) тотальный перевод всего движущегося на колесах по дорогам на электричество.
б) максимальный пробег авто на душу населения.
в) максимальное потребление энергии на единицу длины пробега автомобиля.
г) максимальное потребление э/э на душу населения.
д) введенеие в обиход смарт счетчиков электроэнергии позволит и заправлятся дешевле и снизить скачки в потреблении-производстве электроэнергии.
е) Это новая инфраструктура, новый сервис, новые рабочие места.
ж) Потребление электроэнергии в США стагнирует и ША обладает большими резервными электрогенерирующими мощностями.
д) у потребителя электроэнергии есть альтернативы в отличие от потребителя бензина: можно вырабатывать электроэнергию самому, заряжать по другому тарифу и т.п.

Вывод: Это миф. Потребление вырастет максимум на несколько десятков процентов, и это произойдет не в одночасье: у нас в запасе десятилетия.


Миф или реальность? №9.
EV дорогие и останутся такими!

Это пункт где собственно еще рано, что либо утверждать: слишком мало данных. Поэтому вывода нет. Пока нет. Я просто соберу здесь данные каксающиеся этого вопроса. Важно отметить, что стоимость это не стоимость новыой машины, а стоимость эксплуатации, обслуживания и энергии. Тема сложная, но попытаемся сфокусироваться только на отличиях EV от ДВС. Очевидно, что в настоящий момент энергия для 100 км на электрическом гольфе (3.3 евро) стоит меньше чем на бензиновом (6.4 литра на 100 км): 9.6 евро. Электро уже сейчас в этой категории лидирует с большим отрывом!

Обслуживание.
Например Форд утверждал (в 2011 году!), что в его EV  минимум 25 компонентов столь важных в ДВС исчезают и следовательно исчезают затраты и на их производство и на их обслуживание. Давайте просмотрим список:

1. воздушный фильтр,
   
2. фильтр масла,
   
3. глушитель,
   
4. свечи зажигания,
   
5. генератор,
   
6. аккумулятор (в обычном смысле),
   
7. сцепление;
   
8. топливный фильтр;
   
9. топливные инжекторы;
   
10. топливный насос;
    
11. подвеска двигателя;
    
12. датчики O2;
    
13. жидкость рулевого управления для усилителя (это использует электрическую энергию), жидкость в трансмиссии;
    
14. радиатор;
    
15. трубопроводка охлаждающей жидкости;
    
16. змеевик;
    
17. кабели свечей зажигания;
    
18. стартер;
    
19. термостат;
    
20. ремни; ремень ГРМ;
    
21. водный насос.
    
22. Прочая мелочь...до 25.
    

Форд считает, что одни только отмена замены масла принесет 450$ и более за десять лет, и это не включает затраты на оплату труда.  Не будем забывать, что и тормозные колодки если таковые будут будут изнашиваться меньше. Но продавцы запчастей уже волнуются: гибриды меняют колодки намного реже, а продажа тормозных колодок это 35% от доходов!

Таже история с моделью S tesla: "обслуживание почти не нужно". Звучит невероятно, но это название статьи. Что же проверяют когда осматривают модель S tesla? Это конечно электро мотор, электроника обеспечивающая питание мотора и система охлаждения аккумулятора. Это всё. Сама тесла оценивает ежегодние затраты на этот автомобиль ниже 600$.

Интересно отметить и тот факт, что у теслы есть ежегодовое обслуживание, но тесла не снимает с гарантии, если его не проходить. С чего бы это?! Может быть ответ очевиден: тесла настолько уверена в своем продукте, а дополнительный ремонт в случае не прохождения ТО настолько дешев... или фирма заигрывает с потенциальными покупателями и рвет под себя огромный сегмент рынка?

Согласно довольно консервативному прогнозу немецкого института расходы на обслуживание на EV будут минимум на 35% ниже чем на ДВС.

Важно отметить, что в EV исчезают многие механические компоненты безвозвратно. Легче перечислить "механику" в электромобиле чем сказать чего там уже не будет от ДВС.
Будут: мотор, вентиляторы и насос для охлаждающей системы -  и это всё.
Удивительно, но в EV будет меньше электроники чем в ДВС: диспетчер скорости, инвертор, система управления батареей.

Тогда как ДВС должны включать в свой состав: электронное управление клапанами, система зажигания, средства управления дроссельной заслонкой, блок управления двигателем, блок управления передачами, кислородный датчик, управление насосом хладагента и бензонасос.

Цена нового автомобиля.
Она снижается. Новый "листик" от ниссан дешевле "старого" 2012 года на 20%. Когда последний раз новые модели ДВС были дешевле чем старые?
GM обещает устроить конкуренцию Модели Е от Теслы  разрабатывая EV c пробегом в 200 миль и по цене ниже 30к $.
Он же снизил в этом году цену на Вольт и Спарк. Тесла ранее обещала в 2016 году авто с 200 миль пробегом и ценой около 35 к$.

А вот например цена ДВС в России растет. Не показательно для всего мира, но симптом.

Вывод: наблюдается быстрое снижение цены на EV и потенциал такого сн