Как сделать електро мобиль
Электромобиль своими руками, общие принципы электромобиле строения
Создание электромобиля — это прекрасная альтернатива машине с бензиновым двигателем. Современные технологии позволяют находить новые пути решения проблем, связанных с затратами на автомобильное топливо.
Потратив деньги только на составляющие элементы будущего электромобиля, в дальнейшем можно прекрасно экономить на топливе.
Кроме того, электромоторы экологически безопасны в отличие от обычных двигателей, которые при переработке бензина выделяют углекислый газ.
Стоит заметить, что уже практически каждая автомобильная компания выпускает автомобили на электрической теги или гибридные авто. К примеру электромобили Renault от одноименной компании.
Но цена таких экологически чистых средств передвижения остается еще не доступной для многих автолюбителей, поэтому вопрос создания электромобиля своими руками, особенно для стран СНГ еще очень актуальный.
Создаем электромобиль
Для создания электромобиля своими руками необходимо приобрести:
Базовая модель авто
Под базовой моделью автомобиля подразумевается любая машина, которая будет взята за основу при изготовлении электромобиля.
Так как в основе любого электромобиля лежит его легкость, на которую прямо пропорционально влияют габариты, материал из которого он изготовлен, то желательно за основу брать не большие автомобили.
Согласитесь, трудно будет из Toyota Land Cruiser Prado сделать электромобиль.
Хорошо для таких целей подойдут отечественные ВАЗ –ы, знаменитые запорожцы, Славута, ОКА.
Из зарубежных Fiat 126 и другие малолитражки до 2000 года выпуска.
Можно сделать и свой оригинальный кузов, но сложность работ и их дороговизна многих отталкивает от данной идеи.
Электродвигатель
Электродвигатель выбирают в зависимости от размеров автомобиля и варианта его подключения в машине.
Если подключать его к коробке передач, то электродвигатель даже с небольшой мощностью (5 – 7 К Ватт) сможет сдвинуть автомобиль с места.
При подключении через ведущий мост понадобиться более мощный электродвигатель. И чем выше габаритный вес машины, тем большей мощности должен быть будущий мотор.
Электродвигатель с минимальной мощностью, установленный на машине небольших габаритов, имеет скоростной лимит в 75-80 км/ч (при условии непосредственного подключения мотора к коробке передач).
Приобретая электродвигатель с большей мощностью, не нужно беспокоиться о дополнительных расходах электроэнергии. Эти затраты никак не зависят от пройденного километража и мощности электромотора.
Аккумулятор
При выборе аккумулятора лучше остановить свое внимание на энергоносители с литием.
Они могут использоваться без подзарядки в течение 5 часов беспрерывного движения на максимальной скорости в 80 км/ч.
Общий срок службы таких аккумуляторов в среднем достигает 5 лет. Литейные энергоносители – это недешевый вариант.
Как менее дорогостоящую альтернативу можно выбрать свинцовые аккумуляторы. Такие энергоносители имеют меньший срок эксплуатации (в среднем 1-2 года) и разряжаются уже спустя час интенсивного движения.
Для того чтобы аккумуляторы не изнашивались так быстро, необходимо правильно подбирать их в соответствующем объеме.
Небольшие по размеру энергоносители выходят из строя раньше, так как они сильно изнашиваются, полностью разряжаясь в процессе движения. Поэтому лучше приобрести один большой аккумулятор с увеличенным ресурсом.
Система отопления
Если владелец электромобиля рассчитывает пользоваться им в холодное время года, необходимо продумать систему отопления.
Обогрев автомобиля с помощью электроэнергии двигателя-дело очень затратное. В этом случае зарядки аккумулятора не хватит даже на одну поездку.
Поэтому лучше установить бензиновый обогреватель или систему для подогрева кресел. Для всей остальной электротехники в салоне лучше приобрести отдельный энергоноситель.
Регулятор мощности
Самыми надежными считаются регуляторы американского производства. Ввиду ограниченности финансов можно приобрести его китайский аналог.
Регуляторы выбирают в зависимости от мощности тока. Для каждодневных поездок подойдет стандартный регулятор на 150 вольт.
Также в электромобиль на место снятого генератора нужно вмонтировать преобразователь, выполняющий аналогичные функции.
Электромобили для детей
Конечно, можно сделать и электромобиль для своего ребенка, но стоит ли овчинка выделки? Ведь сейчас уже во всю продаются детские электромобили на аккумуляторах, которые красивые (а это важно для ребенка) и обладают достойными эксплуатационными характеристиками.
Решать каждому, но наверное проще купить электромобиль для детей, чем делать самому.
Затраты
Если рассматривать общую стоимость всех комплектующих электромобиля, в среднем выходит от 5000 до 8000 долларов. Но вложения в переоборудованный транспорт окупаются буквально через полтора—два года.
Понравилась статья? Подпишитесь на канал, чтобы быть в курсе самых интересных материалов
Шаг первый: автомобиль
Первое, что вам нужно сделать, это правильно выбрать автомобиль. Они не все одинаково подходят для переделки в электромобиль. Нужно что-то легкое и энергоэкономичное.
Более тяжелые автомобили нуждаются в большем количестве энергии при движении, и таким образом, батареи быстрее разряжаются. Не нужны так же гидро или электроусилитель руля и тормозов, электростеклоподъемники и электрозамки. В общем нужно как можно меньше электропотребляющих приборов.
В итоге мастер приобрел Geo Metro за 500 долларов. Двигатель работал нормально, и кузов был в нормальном состоянии. Не работало сцепление, но в электромобиле оно и не нужно, впрочем, как и штатный двигатель.
Шаг второй: демонтаж
Нужно удалит все, что связано с системой внутреннего сгорания бензина. Демонтировать: бензобак, выхлопную систему, глушитель, катушку, стартер, радиатор, топливопроводы и т.д. Удаление всех лишних деталей уменьшит вес и упростит последующий монтаж оборудования. Подушки безопасности и другие элементы пассивной и активной защиты мастер не трогал.
Если все аккуратно демонтировать, то можно продать запчасти покрыть расходы. Мастер купил машину за 500 долларов, но затем продал двигатель, бензобак и радиатор за 550 долларов.
Шаг третий: переходная пластина
Двигатель демонтирован, но штатная коробка будет использована в дальнейшем. Вопрос в том, как прикрепить мотор к коробке передач? Мастер нашел выход и изготовил переходную пластину из куска алюминиевого листа. Мастер извлек коробку передач из машины и затем обрисовал ее карандашом и отметил все отверстия. Затем разрезал алюминиевую пластину до нужного размера и формы. Центр приводного вала двигателя и центр приводного вала трансмиссии должны идеально совмещаться.
Перед тем, как прикрутить двигатель и трансмиссию вместе с переходной пластиной, необходимо сделать муфту, которая будет соединять оба вала.
Шаг шестой: батареи
Этот автомобиль использует 6 батарей по 12В. Это настоящие гелиевые батареи Deka Dominator. Они не требуют обслуживания. Мастер смог купить использованные батареи по 12 долларов за штуку.
Недостатком этих батарей является то, что они требовательны к зарядке. Мастер приобрел зарядное устройство на 72 В, предназначенное для этих батарей, за 200 долларов.
Для установки передних батарей был демонтирован бампер. Затем сварен каркас и закреплен на месте радиатора. Теперь нужно установить батареи и поставить бампер на место.
В магазине мастер купил «вход питания зарядного устройства». Это электрический разъем с резиновой крышкой. Так как бензобак уже был снят, он разъем на место горловины бензобака.
Заряжаются батареи в течении ночи.
В дальнейшем мастер менял конфигурацию батарей. Максимальное количество аккумуляторов 12 штук что дало мастеру 144 В. На этих батареях он смог разогнаться до 117 км/ч.
Так же он работает над подогревателем для батарей в зимнее время.
Шаг седьмой: контроллер
Контроллер является важной частью электромобиля. Контроллер представляет собой электронный блок, который регулирует работу электродвигателя.
Мастер использует пиковый ШИМ-контроллер Curtis на 400 А, разработанный для использования с последовательно включенными двигателями. Он может работать в диапазоне от 48 до 72В.
Чем больше сила тока, тем лучше будет ускорение (тяга). Чем выше напряжение, тем лучше максимальная скорость и экономичность автомобиля.
Контроллер на 72 В, оказался, хорошим компромиссом стоимости и эффективности. Мастер купил его на E-Bay за 300 долларов.
Для подключения следуйте схемам, имеющимся у производителя контроллера, для подключения батарей к контроллеру и двигателю используйте толстые кабели, такие, как сварочный кабель.
В качестве дросселя мастер использует потенциометр 5 кОм. Потенциометр устанавливается в связке со штатной педалью газа.
Шаг восьмой: итоги
Этот автомобиль может проехать 32 км на зарядке, и имеет максимальную скорость 75 км/ч. Этого вполне достаточно для поездки на работу и обратно. При необходимости можно добавить батареи.
Этот проект обошелся мастеру примерно в 1200 долларов, включая покупку машины. Если бы мастер все делал сам, то потратил бы всего 800 долларов на все. Этот автомобиль заряжается в частном доме мастера через программу возобновляемой энергии. Все электричество поступает из ветра, биогаза и других возобновляемых источников энергии.
Обогреватель.
Так как у этого автомобиля больше нет оригинального двигателя, у него также не работает отопитель. При необходимости можно установить керамический нагреватель.
Тормоза.
Одна из причин, по которой мастер выбрал этот автомобиль, заключалась в том, что в нем есть ручные стеклоподъемники, ручные замки, механическая коробка передач, рулевое управление без механического привода. Единственной проблемой были тормоза. Штатные тормоза имеют вакуумный усилитель. С демонтажем двигателя, тормоза не работают как нужно. Для начала мастер поиграл с аквариумным воздушным насосом, просто чтобы узнать, как работает вакуумная тормозная система. После этого я начал искать 12-вольтовый воздушный насос, чтобы его можно было использовать в качестве вакуумного насоса. В итоге был установлен 12 В насос и ресивер из алюминиевого баллона. Как только давление в баллоне падает, начинает работать насос.
Теперь у автомобиля есть силовые тормоза, как это было изначально, только он приводится в движение крошечным электродвигателем в маленьком насосе, а не бензиновым двигателем.
Самодельный электромобиль — часть 1
ГикТаймс, привет! Сейчас достаточно быстро развивается автомобильная индустрия с применением электрической тяги. Многие самоделкины, да и просто увлеченные люди пытаются собрать нечто подобное своими руками, вот и у меня друг решил этим увлечься, а я в сою очередь ему помогаю, и хочу рассказать вам начало этой истории.
Узнал об этом проекте совершенно случайно. У меня на машине развалился ступичный подшипник, вариантов в какой сервис ехать много, в каждом знакомом сервисе работает или управляет друг, товарищ. Выбрал в какой ехать из-за давности встречи с одним из друзей, моим одногруппником по учебе в университете.
Зайдя к нему в бокс, осмотревшись, через некоторое время заметил, в одной стороне на верстаке лежало нечто сваренное из алюминия.
Спросив у него: “Что это?” – Он мне рассказал, что это в будущем машинка на электрической тяге, которую он строит для своей недавно родившейся дочки.
Основная конструкция машины выполнена из алюминиевых деталей, это в основном все то, что осталось от деятельности автосервиса, и еще что-то докупалось на местной барахолке. Детали соединялись между собой TIG сваркой.
Машинка задумывалась с задним приводом, с доработанным мотором от автомобильного стартера. Планетарный редуктор остался в составе мотора, но уже с изменненым корпусом. В качестве выходной ступени поставили угловой редуктор от “болгарки”. В результате этих доработок выходной вал выдает 210 об/мин, в пересчете на линейную скорость, при диаметре колеса 250 мм, машинка сможет разогнаться примерно на 10 км/ч., что для ребенка более чем достаточно (по нашему мнению).
Переднюю подвеску сделали рычажную независимую, пружины подбирались по жесткости из тех, что скопились за многие годы работы сервиса, так что сказать конкретно какие пружины ставили достаточно проблематично.
Рулевую рейку, все же пришлось купить, сами “колхозить” не стали. Заказали ее на всем известном китайском сайте, по конструкции она фактически уменьшенная копия рулевой рейки полноценного автомобиля, качество вполне приличное и вес тоже, так как целиком выполнена из металла, корпус литой.
Из того, что осталось сделать, это доделать заднюю подвеску, установить мотор – редуктор, руль и кресло, развести немного проводки и машинка должна поехать.
Теперь что касается управления скоростью и реверсом. За это все отвечает небольшая коробочка, которая содержит в себе: драйвер мотора, микроконтроллер ардуино и немного обвязки.
Изменение скорости осуществляется нажатием на педаль, работающей по принципу датчика холла. Ардуинка согласует работу педали с драйвером двигателя, и осуществляет реверс при переключении тумблера.
Еще хочется реализовать беспроводное управление, для безопасности, хотя бы просто, отключать питание двигателя. В этом конечно нет ничего сложного, но сделаем чуть позже.
Торможение будет осуществляться двигателем.
Что касается энергетической установки, то в качестве нее поставим для начала обыкновенный автомобильный аккумулятор, а потом он возможно будет заменен на литиевый.
Нет, мир не перейдёт на электромобили: 5 главных препятствий
Почти все развитые страны в мире активно поддерживают транспорт на электротяге и вот-вот окончательно откажутся от машин с ДВС. По крайней мере, именно такое впечатление складывается, если следить за новостями об автомобилях последних лет. О скором запрете машин с двигателем внутреннего сгорания на правительственном уровне уже объявили 14 стран. И это не только крошечный Сингапур или состоятельная Норвегия, но и Шри-Ланка, Словения, Бельгия, Великобритания, Египет и даже Индия с её миллиардным населением.
Помимо целых государств планы по отказу от бензиновых и дизельных машин с обязательным переходом на электродвигатели анонсируют города и крупные регионы — например, американский штат Калифорния. В такой обстановке переход на электромобили кажется неизбежным: когда одна страна за другой объявляют автомобили с ДВС врагом №1, трудно не поверить в решимость властей и готовность политиков идти до конца.
Но мы всё равно сомневаемся в реальности подобного сценария и нашли 5 важных препятствий на пути к электромобильному будущему. Вот почему электромобили — не панацея.
Препятствие №1: человечеству не хватит сырья
Электромобили невозможно представить без аккумуляторов. Именно аккумуляторы накапливают в себе электричество, а за циклы зарядки/разрядки отвечает химическая реакция, возникающая в результате взаимодействия нескольких химических элементов. Самые распространённые: литий, кобальт, марганец и неодим. Без них не собрать батарею, а значит — и электромобиль. Ну или собрать, но тогда он будет двигаться по проводам — как троллейбус.
Чтобы транспортное средство стало именно автомобилем — с возможностью удалиться от места зарядки — без аккумуляторов не обойтись. А значит, объёмы запасов лития, кобальта и неодима становятся пределом, за которым будущее электрокаров заканчивается. На какой срок человечеству хватит этих элементов?
На этот вопрос постарался ответить руководитель департамента геологических наук в лондонском Музее естественной истории Ричард Херрингтон. Учёный объединил усилия с семью исследователями-геологами и решил задачу исчерпаемости запасов в случае с одной отдельно взятой страной, Великобританией.
Медный рудник, штат Юта, США. Фото: Jay H., Unsplash
Дело в том, что правительство Великобритании публично пообещало отказаться от машин с двигателем внутреннего сгорания к 2050 году. Профессор Херрингтон с коллегами подсчитали, что для этого придётся удвоить мировое производство кобальта, а также тратить на производство батарей лишь для одной страны весь добываемый на планете неодим и три четверти лития.
Вдобавок для полного перехода на электромобили Великобритании потребуется половина всей меди, добываемой на Земле за год. И всё это для нужд одной не самой крупной страны — где ездят лишь 31,5 млн автомобилей. Тем временем количество машин во всём мире перевалило за миллиард, а доля электромобилей не превышает 1%. Если же брать электрокары вместе с гибридами и прочими машинами на альтернативных источниках энергии (скажем, на водороде), то их распространённость окажется в пределах 5%, подсчитал сервис Statista.
«Литий называют новой нефтью, — цитирует Reuters Йоханна Вайбе, аналитика рынка металлов из финансового сервиса Refinitiv. — Уже сейчас стоимость лития формирует 12% цены целого аккумулятора, а 14% всего добываемого лития достаётся электромобилям. К 2025 году эта доля вырастет до 40%. И литий не одинок: спрос на кобальт и редкоземельные металлы взлетел до небес».
На закрытой встрече с представителями горнодобывающих компаний и американского правительства представители Tesla предупредили: изготовителям электрокаров не хватит металлов. Под угрозой скорого дефицита оказались и медь, и литий, и никель. Но хуже всего ситуация обстоит с кобальтом — редким химическим элементом, который лежит в основе конструкции аккумуляторов для электрических машин. Согласно подсчётам компании BMW, одному электрокару требуется в среднем 21 кг кобальта. Промышленность начнёт ощущать нехватку этого металла в ближайшее время — уже в годах, пишет Green Optimistic.
В теории человечество может изобрести новые способы добычи кобальта. Такие разработки действительно существуют, но на данный момент они неоправданно дороги. То есть стоимость механизмов для добычи химического элемента оказывается выше, чем получаемая в результате выгода. И это приводит ко второму обстоятельству.
Препятствие №2: у электромобилей нет жизнеспособной бизнес-модели
У бизнеса есть ровно одна причина выпускать электрические автомобили — деньги. Если компании не смогут зарабатывать на производстве электрокаров, то концепция машин с электродвигателем умрёт нерентабельности. И этот процесс, похоже, уже начался.
Знаменитый производитель пылесосов Dyson одним из первых признал: электромобили не окупаются. Компания рассчитывала вложить в новое направление 2,7 млрд долларов; ради этого Dyson приобрела несколько стартапов и переключила на разработку электромобиля 523 сотрудников. Компания даже успела соорудить прототип. Но в итоге закрыла проект.
«Команда Dyson разработала потрясающий электромобиль. Но мы просто не видим, как сделать его производство коммерчески обоснованным», — заявил исполнительный директор компании Джеймс Дайсон.
Джеймс Дайсон и прототип электромобиля Dyson
Если посмотреть на финансовые отчёты стартапов по производству электромобилей, в глаза бросится общая для всех черта — колоссальные убытки. Каждый квартал компании типа Nikola или того же Rivian сжигают миллионы долларов в попытке создать качественный электрокар. Результат? Постоянные переносы сроков и фактическое отсутствие машин в продаже. По сути, компании проедают инвестиции, полученные от бизнес-ангелов и рядовых инвесторов, каждый раз обещая результат и перенося дату его достижения.
Согласно исследованию международной компании Deloitte, которая занимается консультированием крупного бизнеса, многие стартапы по выпуску электромобилей и комплектующих к ним не выживут из-за крайне высокой стоимости оборудования и производства.
Если же посмотреть на гигантов типа GM, Mercedes-Benz или Fiat Chrysler, то и тут не всё оказывается гладко. Такие производители покрывают убыточность своих электропроектов доходами от продаж обычных машин с ДВС. Но если мир действительно целиком перейдёт на электротягу и откажется от бензина и дизеля, прибыль от автомобилей с ДВС тоже исчезнет. И автоконцерны останутся с убыточными проектами, которые тянут бизнес на дно.
В современном мире разработка и производство электромобилей требует колоссальных затрат. Отбить эти затраты можно только в том случае, если продавать машины по сверхвысоким ценам — но тогда их мало кто купит. И тут в дело вступают финансовые меры стимулирования от государств и муниципалитетов.
В начале 2010-х власти по всему миру ввели всевозможные меры поддержки электромобилей, чтобы искусственно стимулировать спрос на такие машины и переход компаний к выпуску электрокаров. Китай напрямую платил автопроизводителям за выпуск электрокаров и за счёт бюджета устанавливал электрозаправочные станции. Германия финансировала исследования, направленные на совершенствование электрических машин.
Ещё больше финансовой помощи за счёт налогоплательщиков получили автомобилисты, которые решили купить электромобиль. Более сотни стран освободили такие машины от налогов. Десятки городов сделали парковку для электромобилей бесплатной. В Норвегии электрокарам разрешили ездить по выделенным полосам наравне с пассажирскими автобусами. В Швейцарии электромобили освободили от ввозной пошлины. В Ирландии таким машинам позволили бесплатно передвигаться по платным дорогам.
А самый популярный метод — прямые субсидии на покупку электрокара. То есть людям буквально доплачивали за то, что они приобретают электрический автомобиль. Эта мера появилась почти во всех странах Евросоюза, США, Индии и Южной Корее. Размер такой субсидии доходит до €9–10 тысяч.
Параллельно власти воздействовали на частный бизнес. Во многих странах компании получили освобождение от налогов за то, что занялись развитием электрозаправочной сети. Ещё один способ обнулить налоги — перевести весь корпоративный автопарк на электричество. К примеру, в 2013 году в Роттердаме бизнес получал по €2500 из бюджета за продажу каждого автомобиля с ДВС и покупку вместо него электрокара.
Почему в прошедшем времени? Потому, что сейчас государства одно за другим отказываются от подобного стимулирования. Индия отменила субсидии для водителей — и продажи электромобилей тут же обвалились. В США размер скидки уменьшается пропорционально наращиванию числа электрокаров. То есть чем активнее американцы покупают электромобили, тем скромнее оказывается дисконт на новые экземпляры. А после того, как потребители выберут квоту, программа стимулирования завершится — и электромобили вступят в настоящую рыночную схватку с бензиновыми машинами. Tesla уже включает это в перечень рисков, которые могут негативно повлиять на выручку компании.
Представить ситуацию, когда у электромобилей нет налоговых и других финансовых льгот, можно, если перенестись в конец девяностых. Тогда два ведущих японских автоконцерна, Honda и Toyota, представили свои электрические модели: EV Plus и RAV4 EV. О льготах для электромобилей речи в то время не шло. Тираж первой не дотянул до полутора тысяч, количество Honda EV Plus и вовсе остановилось на отметке около 300. Теперь Toyota не делает электромобили, ограничиваясь гибридами. А Honda потребовалось столько денег на повторный запуск электромобильных исследований, что ради этого компания даже решила закрыть программу в Формуле-1 и вложить оставшиеся деньги в новое для себя направление.
Отсутствие господдержки приводит не только к мизерным продажам электромобилей, но и к росту безработицы. После того, как в 2012 году Индия завершила программу субсидирования электрокаров, работы лишились 10 000 человек. Они были трудоустроены в электромобильной отрасли в разных качествах: и напрямую в компаниях-производителях типа Ultra Motors или BSA Motors, или в компаниях-подрядчиках, наподобие Luminous Power Technologies. Такие компании поставляют компоненты для электромобилей, а потому сильно зависят от спроса на машины. Нет, сам бизнес Luminous устоял — но завершение госсубсидий привело к масштабному сокращению штата.
Препятствие №3: целые государства будут сопротивляться
СМИ любят писать о мерах господдержки в отношении электрокаров. О противоположных шагах пишут реже — но это не значит, что все страны в едином порыве поддерживают электрификацию. Существуют государства, для которых подобный переход невыгоден экономически. И в последнее время такие страны всё активнее говорят об этом вслух. И начинают осторожно ограничивать взлёт электрокаров.
Очевидный шаг, который может сделать правительство следом, — ввести те самые налоговые льготы. Но не для электрокаров, а для машин на газе. В сочетании с возможной отменой преференций для электрокаров такой шаг способен остановить электрификацию транспорта в одной отдельно взятой стране. В России.
Остальным экспортёрам нефти и газа тоже пора насторожиться. Пока Саудовская Аравия анонсирует переход королевства на электромобили и не видит связи между глобальным спросом на нефть и отмиранием машин с ДВС, в Международном энергетическом агентстве (МЭА) думают по-другому. Эта интернациональная организация насчитывает 29 стран-участниц. Эксперты МЭА сделали вывод: масштабная электрификация легкового транспорта спровоцирует снижение спроса на нефть на 3,3 барреля в сутки. В МЭА сделали прогноз с учётом ожидаемого удвоения числа машин на планете к 2040 году. По расчётам агентства, через 20 лет на Земле будут ездить 2 млрд транспортных средств. И существенной части этих машин не потребуется нефть.
Дополнительные сборы с владельцев электромобилей действуют и в других штатах: например, в Мичигане, Миннесоте и Арканзасе. Вопрос постепенно приобретает значимость на уровне целой страны. Пять лет назад дискуссию о том, стоит ли финансировать распространение электрокаров из бюджета, невозможно было представить: ответ априори был положительным. Но сейчас обсуждение началось — и в будущем оно может стать важным политическим моментом. Американским водителям машин с ДВС надоело, что за ремонт дорог платят только они; сформировавшийся политический запрос стимулирует власти не просто урезать субсидии электрокарам, но и повышать стоимость содержания электрического автомобиля в целом.
Существует и большой внешнеполитический фактор для США и других стран Запада. Месторождения 95% мировых запасов редкоземельных металлов, которые необходимы для работы электромобилей, сосредоточены в коммунистическом Китае. Торговая война между США и КНР в сочетании с растущим противодействием континентальному Китаю со стороны стран Юго-Восточной Азии и отдельных государств Европы привносит геополитический риск. Что, если Коммунистическая партия Китая (КПК) запретит экспорт редкоземельных металлов в США? А если не только в США, но и в другие страны? В таком случае производство электрокаров где бы то ни было за пределами КНР встанет.
А если эмбарго наложат сами Соединённые Штаты? В русле той напряжённости, что существует между двумя сверхдержавами, президент Америки может рано или поздно захотеть наказать КНР, перекрыв им рынок сбыта. Так уже произошло со смартфонами ZTE и некоторыми другими хайтек-товарами из Китая. Дальнейшая эскалация способна поставить крест на электрокарах элементарным отсутствием сырья.
Наконец, 60% всего мирового кобальта — ещё одного критически важного вещества для аккумуляторов электромобилей — добывается в шахтах Демократической Республики Конго. С использованием детского труда, зачастую подневольного. То есть в XXI веке ключевой компонент для электромобилей добывают дети-рабы в Африке.
По состоянию на 2020 год, правительства западных стран и всевозможные правозащитники закрывают на это глаза — несмотря на расследования The Guardian, Financial Times и других изданий. Политический лидер, который возглавит борьбу против эксплуатации детей в ДР Конго, может рассчитывать на симпатии и голоса избирателей развитых стран. А вместе с этим — на реальную борьбу с детским трудом, возможные санкции в отношении африканских рабовладельцев и остановку поставок. Так политика может повлиять на распространение электромобилей.
Препятствие №4: отказ от машин с ДВС спровоцирует рост цен и нехватку электричества
Согласно исследованию BloombergNEF, повсеместное распространение электромобилей приведёт к росту электропотребления по всему миру на 6,8% уже к 2040 году. Судя по другим исследованиям, в BloombergNEF дали консервативный прогноз, который подразумевает не слишком быстрый переход на электротягу. Уже знакомый нам профессор Херрингтон из лондонского Музея естественной истории посчитал, что электрификация всех легковых машин в Великобритании к 2050 году повысит электропотребление в стране на 20%.
И эта цифра учитывает только нужды конечного владельца электрокара. Между тем, дополнительное электричество потребуется и для добычи редкоземельных металлов, необходимых для батарей электрокаров. По предварительным оценкам, для извлечения неодима, кобальта и прочих элементов для аккумуляторов необходимо 22,5 тераватт-часа. А затем электроэнергия потребуется для производства всё большего числа аккумуляторов.
Аналитики Thomson Reuters Джон Бернстен и Фрэнк Милам построили математическую модель того, как изменится электропотребление в случае полного перехода к производству электромобилей к 2040 году. Оказалось, что миру потребуется 1350 дополнительных тераватт-часов для зарядки электрокаров к 2040 году. И это лишь промежуточная ступень, так как отказ от продажи новых машин с ДВС не означает, что люди одномоментно прекратят их использовать.
Если провести подсчёты на длинном цикле, то окажется, что к моменту окончательного вывода из эксплуатации состарившихся бензиновых и дизельных автомобилей — примерно к 2050 году — потребление электричества со стороны электрокаров достигнет 3000 тераватт-часов. Примерно столько сейчас тратит весь Евросоюз — и не только на электрические автомобили, а вообще на всё, что питается электричеством.
Всё это вместе потребует масштабного строительства новых электростанций: существующих мощностей точно не хватит. А рост спроса, согласно базовым законам экономики, приводит к росту цен. Останутся ли электрокары столь же выгодными в использовании, как сейчас, если тарифы на электроэнергию заметно вырастут?
Препятствие №5: электромобили чудовищно загрязняют планету
Примерно 38% всего электричества в мире получают с помощью сжигания угля. Добыча угля — один из наиболее грязных процессов человеческой жизнедеятельности. Ради добычи угля массово вырубают леса, а в процессе добычи выделяются токсины, которые отравляют шахтёров и окрестных жителей.
На электростанциях уголь сжигают — в результате этого процесса в атмосферу попадают диоксид серы и оксиды азота, ответственные за кислотные дожди. Выбросы угольных электростанций также включают летучую золу, мышьяк, ртуть и даже радиоактивный торий с ураном. До тех пор пока электричество для электромобилей поступает от угольных электростанций, электрокары будут лишь увеличивать отравление природы — за счёт стимуляции углесжигания.
Ветряки убивают сотни тысяч птиц ежегодно: только в США ветрогенераторы разрубают от 140 000 до 328 000 птиц в год. Солнечные панели поджигают птиц (по 6 тысяч птиц в год с одной только солнечной фермы в Калифорнии, до 60 000 во всём штате) и убивают черепах, но главное — наносят непоправимый ущерб экосистемам, где добываются элементы, необходимые для конструирования фотоэлектрических батарей.
Добыча кадмия, теллура, галлия, германия, индия, селена и, конечно, кремния, без которого не обходится ни одна солнечная панель, провоцирует токсическое загрязнение почвы, воздуха и воды в наиболее уязвимых природных зонах: значительную часть этих материалов получают в районах Азии, Африки и Южной Америки с хрупкой экосистемой. Разведка и выработка соответствующих месторождений разрушают флору и фауну эндемичных районов. Результатом становятся не только отравленные реки, но и исчезновение целых популяций.
Даже если не брать в расчёт способ получения электроэнергии, много вопросов возникает к самим аккумуляторам — будь то никель-кадмиевые или литий-ионные батареи. Всё та же добыча кадмия и лития не только убивает животных, которым не повезло оказаться поблизости, но и загрязняет подземные воды, а также приводит к опустыниванию.
Яркий пример — Атакама в Чили. Площадь этой пустыни растёт, а оазисы исчезают добычи лития. При извлечении этого вещества компании выкачивают гигалитры воды, что иссушает почву и лишает местных животных пищи. Отраслевой портал LithiumMine утверждает, что на добычу лития в Атакаме уходит две трети всей местной пресной воды. По аналогичному сценарию развивается ситуация в Боливии, Тибете, Австралии и других регионах, добывающих литий. А люди, непосредственно занятые этим промыслом, подвержены развитию отёка лёгких и плеврита вдыхания литиевой пыли и щелочных соединений лития.
Электромобили — ключевая причина этих процессов. За десять лет, с 2008 по 2018 год, мировая добыча лития увеличилась в восемь раз; тенденцию спровоцировал бум электромобилей. К такому выводу пришли учёные Дату Буйунг Агусдината, Вэньцзюань Лю, Хейли Икин и Хьюго Ромеро в научной статье, которую опубликовал издательский дом IOP Publishing.
Существует и сугубо обывательский подход, предлагающий не обращать внимания на абсолютные значения урона для экологии. Сторонники такой трактовки хотят сосредоточиться на том, что при использовании электромобилей источник загрязнения окружающей среды переносится из городов куда-то ещё. И даже если это «куда-то ещё» означает саванну, нетронутую сибирскую тайгу или пампасы Южной Америки, преимущества от чистого воздуха в городах остаются на месте.
« Тут не подходит однобокий взгляд — что раз из него ничего не летит, значит, планета спасена, — поспорил с такой трактовкой эколог Александр Кукса, технический директор независимой экологической экспертизы ТЕСТЭКО. — Одно дело, если у нас какое-то зонирование в стране, как где-нибудь далеко за Уралом. Где электростанции угольные, которые дают электроэнергию на всю страну, но в радиусе 500 километров вокруг них нет ни одного населённого пункта — тогда да, отлично, там будет это пятно загрязнения воздуха держаться.
Это как мусор под ковром: его никто не видит, он никому не мешает жить. Но дело в том, что у нас даже в пределах МКАД несколько тепловых электростанций. Получается, что разницы по загрязнению нет ».
В общественном дискурсе западных стран доминирует довольно специфическое сужение темы загрязнения природы. Подписанный множеством стран Парижский протокол приравнивает самые разные способы загрязнения экологии к измеримому показателю уровня двуокиси углерода — CO₂. Это соединение известно как углекислый газ, и его считают ключевым виновником парникового эффекта.
И хотя сама двуокись углерода не является токсичной и не отравляет живую природу — в отличие от кадмия, ртути, сажи и других последствий работы электростанций — большинство научных работ изучают именно углекислый газ как источник загрязнения атмосферы.
Но даже при таком подходе электрокары оказываются грязнее машин с ДВС. К такому выводу пришли авторы исследования немецкого научного журнала Ifo Schnelldienst, который выпускает Институт экономических исследований (IFO) при Мюнхенском университете. В своей работе учёные сравнили углеродный след — то есть совокупный объём попавшего в атмосферу углекислого газа — от бензинового Mercedes-Benz и электрической Tesla.
По причине больших выбросов CO₂ при производстве аккумуляторов и добыче лития, марганца и кобальта углеродный след Tesla составил 156–181 грамм на километр пути. Углеродный след бензинового Mercedes-Benz оказался равен 112 граммам на пройденный километр.
Выводы исследователей из IFO поддержали практики из Polestar, суббренда Volvo. Шведский автопроизводитель сравнил углеродный след от электрического Polestar 2 и бензинового Volvo XC40. Оказалось, что производство кроссовера с ДВС провоцирует выброс 14 тонн CO₂e (парниковых газов), а производство электрокара Polestar 2 с учётом аккумулятора обходится атмосфере в 24 тонны CO₂e.