Автопром

ЭЛЕКТРОТРАНСПОРТ

КАК АЛЬТЕРНАТИВА



Неосторожные мысли об... объездных дорогах



Автопром

ЭЛЕКТРОТРАНСПОРТ КАК АЛЬТЕРНАТИВА

Неосторожные мысли об... объездных дорогах
В конце лета 2023 года китайская Xiaomi Corporation (дата основания 06.04.2010), доселе известная как производитель смартфонов, бытовой техники и даже (!) электросамокатов, получила от Правительства КНР разрешение на выпуск электромобилей. Их серийное производство начнется уже в следующем году, причем первый из строящихся заводов (так в официальном пресс-релизе) будет иметь мощность до 150 тысяч ед. в год. Более того, как указывает портал Car News China со ссылкой на основателя и генерального директора Xiaomi Corp. г-на Лэй Цзюня, на ближайшие 10 лет уже (!!) запланировано порядка $10 млрд инвестиций в производство электромобилей. А к концу нынешнего десятилетия Xiaomi планирует войти в ТОП-10 лидеров мирового электроавтопрома с объемом выпуска более 1,0 млн единиц в год.

Алексей Самойлов

И чтобы не забыть: Huawei Technologies Co. Ltd., равно и конкуренты, начиная с Intel Corp. и даже Apple Inc. тоже недавно заявили о начале производства электромобилей... Первый вопрос, разумеется, где мы все это парковать будем? Ибо понятно, что традиционные автопроизводители тоже в игре! Однако растет этажность и плотность застройки в мегаполисах, «дворы без машин» – уже стандарт. Как думаете, подземных парковок на всех хватит?
Очевидно, что массовая электрификация транспорта – это не только экология, но и существенное снижение расходов на НИОКР силовой линии. Так как там только: а) батарейки (где Китай все равно вне конкуренции); б) тяговые мотор-генераторы (ротор + статор + корпус = все придумано до нас) и в) различная электроника (преобразователи, бортовые зарядные устройства и прочее). Согласитесь, электротранспорт – это не просто пресловутая декарбонизация, а глобальная тенденция развития мирового автопрома, причем новые игроки вроде Xiaomi её откровенно усиливают!

Простите за такое вступление, но не боюсь повторить: именно сейчас, в условиях жесткого санкционного давления на отечественный автопром, стоит ли нам тратить время и ресурсы (финансовые и человеческие) на попытки достижения т.н. «технологической независимости» в расчете именно на связку ДВС+МКП/АМКП/АКП в силовой линии?
Разумеется, если отвлечься от политических амбиций чиновников и некоторых ветеранов автопрома, то упомянутая выше традиционно связывается с локализацией производства деталей, узлов, агрегатов, которые уже существуют и серийно выпускаются на предприятиях в дружественных и недружественных странах. Но ведь пресловутая технологическая независимость как основа локализации начинается «чуть-чуть» раньше цехов предприятий автопрома... Или я ошибаюсь?

В качестве иллюстраций в данном материале в числе прочих использованы рисунки серии «KAMAZ-Zero» дизайнера Максима Радионова (РФ, Екатеринбург).

С его прочими работами, равно как и кратким резюме, можно ознакомиться на сайте www.artstation.com (ссылка на страницу автора)

Отсюда вопрос: стоит ли, например, ЯМЗ, уже имея в продуктовой программе линейку 530-го семейства, практически полностью локализованных моторов стандарта Euro-5, тратить время и деньги (НИОКР – это серьезно) на Euro-6, в то время как «на том берегу реки» уже говорят о Euro-7? Другое дело что, его может и не быть, но...

К слову, в математической теории игр есть такое понятие, как «эффект (трагедия?) обочины». Суть на отвлеченном примере. Мы все на неком автобане стоим в одной огромной пробке. Иногда удается сдвинуться в направлении цели на несколько метров. Но находятся люди, которые пытаются нас обогнать по обочине, естественно, нарушая ПДД. Всё кончается плохо, так как в конце концов мы все с ними упираемся в препятствие, ставшее причиной пробки, а благодаря «обочине» нас просто стало больше. Разве что...

И еще «KAMAZ-Zero» Максима Радионова...

Могу ошибаться, но, как думается, где-то тут, прямо за «елочкой», есть поворот в объезд на лесную дорогу. Тем более, некоторые его уже нашли, например, пара компаний, названия которых упомянуты выше.

Почему именно стоит «поискать объезд»?

Где-то здесь должен быть объезд!

Как помнится: поворот на лесную дорогу, хотя там возможны ямы и ухабы, но...

Напомню, как утверждают российские и зарубежные СМИ со ссылкой на авторитеты всех уровней, с 2035 года в «недружественном» ЕС прекращается выпуск автомобилей с ДВС. Но – моторные производства? Их просто закроют, все наработки – «в корзину», оборудование – на металлолом, специалистов всех уровней – на свободный рынок труда? Схожая ситуация и за океаном, разве что там с оптимизмом смотрят на Мексику, Уругвай, Аргентину, равно как и прочие страны в качестве рынка сбыта автомобилей с ДВС. Остается Китай. Думается, сегодня это партнер, заслуживающий внимания. Как с учетом роста продаж китайской автотехники, роста её дилерской сети, так и ряда успешных примеров локализации: это Соллерс, Автотор, АМТ N.V. PR-проекты чисто популистского характера вроде пресловутого «Москвича» мы не рассматриваем, хотя они тоже есть. Вместе с тем что следует учитывать?

■ Моторостроение. В Поднебесной давно и успешно работают как собственные марки, так и СП всемирно признанных флагманов отрасли вроде Cummins. По техническому уровню и качеству выпускаемой продукции моторы местных производителей, например Weichai Power Co., Ltd (начало производства дизелей – 1948 год, первый собственной разработки – модель «6108», 1953 год), мало уступают европейским и американским. Разве что в официальных пресс-релизах на официальном сайте этой компании меньше красивых слов о борьбе за «экологию».

■ Несколько цифр из «The Commanding Heights of Global Transportation» («Командные высоты глобального транспорта»), подготовленного Фондом энергетической безопасности Америки (SAFE, US) пару лет назад. Китай – это 59% лития, переработанного и пригодного для использования в АКБ, в этой же категории: 65% никеля, 82% кобальта, 93% марганца, 100% графита. Порядка 73% накопителей, используемых для электротранспорта, – КНР. Впрочем, последняя цифра – это как считать. Например, одним из основных поставщиков элементов «18650», из которых собираются модули, используемые в пакетах электромобилей Tesla, является Panasonic (Panasonic Holdings Corporation – Кадома, Осака, Япония). Угадаете с одного раза, где именно находятся предприятия, их производящие?

■ Немного официальной статистики от China Association of Automobile Manufacturers. За первое полугодие 2023 года в Поднебесной было произведено 13,248 млн автомобилей всех типов и классов, прирост к АППГ – 9,3%. За этот же период было произведено 3,788 млн автомобилей с новыми типами силовых установок (NEVs – гибриды, подключаемые гибриды, электромобили аккумуляторные, электромобили на водородных топливных элементах), здесь прирост к АППГ – 42,4%. Таким образом, пока доля NEVs-техники в общем объеме производства в Поднебесной составляет 28,6%. Но следует учитывать, что из 3,788 млн автомобилей с новыми типами силовых установок лишь 178 тысяч – это коммерческие: грузовики (без LCV – без малотоннажников) и автобусы (без особо малых). Причем в категории коммерческих доля NEVs техники составляет 9% от общего объема производства, а прирост к АППГ – 16,9%. Это при том что реальная загрузка действующих производств не превышает 70%, а в ближайшие пару лет ожидается увеличение производственных мощностей во всех сегментах примерно в два-три раза. Заводы уже строятся, да и один упомянутый выше Xiaomi Corp. с зашкаливающими амбициями чего стоит.

Завершая мысль «поискать объезд»... Все дело в том, что перед моторостроителями, в том числе из Поднебесной, в ближайшие 10 лет встанет проблема не столько падения продаж ДВС, сколь полного закрытия предприятий со всеми вытекающими. И на свободном рынке окажутся не просто моторы, но и все разработки, равно как и оборудование, а также и поставщики компонентов. Так, может, нам пока не стоит особенно углубляться в тему максимальной технологической независимости в производстве именно ДВС? Кстати, в отечественной истории нечто похожее уже было: историю создания семейства ЯМЗ-650, думается, ещё не все забыли.

На объездных дорогах чаще всего - ямы и ухабы

И первая это зарядная инфраструктура...
Для понимания реальной ситуации цитируется материал с портала www.bfm.ru (ссылка на публикацию). Мнение спикеров:
■ Олег Алексеенков, гендиректор сети АЗС «Трасса»: «У нас сейчас 55 объектов. Все они будут оборудованы четырьмя-пятью электрозарядными установками мощностью 150 кВт. Это важно, потому что мощность 150 кВт позволяет за 20 минут зарядить электромобиль. В течение следующих трех лет мы доведем их количество до 63. Вся инфраструктура существующего объекта под электрозарядку – это 100-120 млн рублей, при том что стоимость самих электрозарядных установок примерно 25 млн. Мы сейчас говорим о комплексе, мы говорим о пяти электрозарядных установках на одной АЗС, вот себестоимость этого процесса с учетом всех их подключений –100-120 млн. Сам проект, с учетом того, что уже часть средств вложена, обойдется примерно в 5-6 млрд рублей на все комплексы».
■ Екатерина Савкина, управляющий партнер сети АЗС GP «Вымпел» в Саратове: «На одной из наших заправок совместно с проектом «Россетей» мы поставили электрическую зарядку, в день заправляется несколько машин – пять-десять. На сегодняшний день рынок электромобилей не развит. По поводу трудоемкости и затратности электрозарядной станции, естественно, требуется увеличение потребляемой мощности, так как это дополнительное технологическое присоединение к электросетям, потому что мощность должна быть 150-200 кВт только на электрическую зарядку. Соответственно, это определенная финансовая нагрузка на бизнес. Тут очень индивидуальная история. То есть просто поймите: вам надо положить дополнительный кабель толщиной в руку, и кому-то его тянуть до подстанции 100 метров, кому-то ближе, у кого-то это километр, у кого-то вообще нет этой подстанции, чтобы завести эту мощность, надо подстанцию построить».
■ Сейчас, как подсчитали в компании «Green Drive», только каждая десятая заправка в России имеет свободные мощности для установки и нормальной работы электрозарядок.

Надо отдать должное российским компаниям – начало положено...

Осторожно предположу, что далее по аналогии с реализацией газомоторного топлива и т.н. газовыми коридорами скоро появятся и электрические

Очень жаль, но только на сайте ktt-magazine.ru можно найти мою статью (по ряду причин - под псевдонимом) «Как проехать через Налларбор» с подзаголовком «Австралийский опыт - на российские трассы.  Она как раз по теме неразвитости рынка электромобилей, равно как и об отсутствии свободных мощностей для установки и нормальной работы электрозарядок. Предложенное решение: на первом этапе использование зарядных станций с автономными дизель-генераторами... «Пусть безумная идея не рубайте сгоряча…»©
Яма вторая: утилизация тяговых накопителей
Предположу, что эта глубиной, видимо, больше, чем Великий каньон.
И все дело в том, что...

■ Производители тяговых накопителей на волне роста спроса на электротранспорт пока заинтересованы лишь в увеличении их выпуска.
■ Кроме увеличения объемов производства рынок диктует необходимость улучшения эксплуатационных характеристик накопителей (увеличение ресурса = числа циклов заряд/разряд; увеличение объема накопленной энергии на единицу массы; увеличение скорости заряда и т.д.). Но здесь каждый производитель идет собственным путем.
■ «Собственный путь» подразумевает в том числе и существенные различия в конструкции, читай – отсутствие единого стандарта.
■ Отсутствие единого стандарта в конструкции накопителей не позволяет разработать понятную технологию переработки накопителей, доступную и для стран третьего мира со слабо развитой инфраструктурой по переработке отходов.
■ Отсутствие единого стандарта (или уже «стандартов»?), кроме всего прочего, не позволяет привлечь и внешние инвестиции для разработки технологий и создания мощностей для переработки накопителей, ибо нельзя даже предположить сроки их окупаемости на уровне региона или небольшого государства.
■ Производители накопителей пока считают, что у них впереди есть 8-12 лет – теоретический срок службы накопителей для электротранспорта, а потом без химического разложения те якобы могут храниться на неких складах еще порядка 20 лет... А значит, есть-де время позже сосредоточиться и на проблеме их переработки (или где-нибудь найти место для захоронения).
Регламент ЕС (Правило 66/2006/ЕС) на сегодня требует обеспечить уровень переработки литий-ионных накопителей не ниже 50%. Но (!!!), поскольку сами элементы в батарейном блоке могут составлять менее 50% от общей массы конструкции, можно утверждать, что их вообще не нужно перерабатывать, особенно если нет ценного материала для извлечения...

Если нет ценного материала для извлечения, то...

Отчасти из-за стоимости и сложности разборки аккумуляторных батарей электромобилей сегодняшние методы утилизации чаще всего являются довольно грубыми.

Цитирую зарубежный источник: «После того как аккумулятор разряжен и жесткий внешний кожух удален, модули часто измельчают и бросают в печь. Более легкие материалы, такие как литий и марганец, горят, оставляя после себя суспензию сплава, содержащего более ценные металлы, такие как медь, никель и кобальт. Затем отдельные металлы можно очистить из этого сплава с помощью сильных кислот. Эти процессы, известные как пиро- и гидрометаллургическое восстановление, требуют большого количества энергии и производят токсичные газы и отходы, которые необходимо повторно улавливать…»

И как вам такая, простите, декарбонизация и пресловутый Zero Emission?

Впрочем, сторонники электротранспорта традиционно утверждают, что проблемы отработавших свое накопителей не существует ещё и потому, что их можно использовать «вторично». А именно – в качестве буферных накопителей для компенсации цикличности работы солнечных и ветряных электростанций. И даже в быту в качестве резервного АКБ, как на случай любых аварий, так и при оснащении дома солнечными панелями.

Но ведь конец-то все равно один, не правда ли?

Есть мнение, что отработавшие свое накопители можно использовать «вторично».

Только конец-то все равно один, не правда ли?

И как всегда остаются вопросы...

Сбор и хранение накопителей на местах работы электротранспорта, диагностика их состояния, отбраковка (утилизация на месте?), логистика, еще одна диагностика, установка, подключение, контроль, обслуживание (?), выбраковка по мере появления отказов и неисправностей.
И... И та же самая неизбежная - финальная утилизация...
Ну и самый главный вопрос: кто все это будет оплачивать? Если без бюджетного финансирования, как привлечь внешние инвестиции? Ведь хотя кобальт и никель часто восстанавливаются после переработки, в большинстве случаев литий недостаточно ценен, ибо его качество часто не подходит для изготовления новых батарей.

Теперь внимание и задумайтесь.

Да, это сложно, ям и ухабов на лесной дороге хватает, но что если нам все-таки рискнуть и «оседлать волну»? Подразумеваю, например, разработку технологий по утилизации накопителей, и только таких, чтобы уважаемым защитникам природы, например, со станции Шиес (Архангельская область) и прочим экологам было бы совсем не о чем беспокоиться. Тем более понятен источник финансирования: экономия от сокращения работ по разработке, доводке и испытаниям элементов силовой линии на базе ДВС...

И в завершении - еще один «KAMAZ-Zero» дизайнера Максима Радионова...

***
Недавно автору удалось пообщаться (без протокола) со специалистами одного из поставщиков электробусов для ГУП «Мосгортранс». Там все хорошо, сервисный контракт работает с 2018 года. Нюанс в том, что он заключен на 15 лет, однако через семь лет с даты заключения допускается замена тяговых накопителей. На каждой машине таких примерно 3,5 тонны. Теперь догадайтесь (с одного раза), на кого именно возложена их утилизация...

Одна надежда на Росатом, который обещал заняться переработкой литий-ионных аккумуляторов электротранспорта, мобильных устройств и источников бесперебойного питания. Причем в Сети среди прочих проектов, например, к 2025 году упоминается некий завод в подмосковном Дзержинске мощностью в 50 тысяч тонн в год (!!!) с линиями сортировки и переработки.

Будем надеяться, что всё получится, хотя некоторые иллюстрации сортировки и переработки заставляют задуматься.
МИМОЕЗДОМ
ЕЩЕ ОДНА ЯМА НА ОБЪЕЗДНОЙ ДОРОГЕ?

В июне с.г. на стоянке готовой продукции на заводе Nikola Motor Corp. в окрестностях Финикса (штат Аризона, США) без видимой причины загорелся один из электротягачей Nikola Tre. В конце июля пожар на стоянке повторился, причем несколько машин было полностью уничтожено огнем. Расследование выяснило, что причиной возгорания был небольшой заводской брак элементов накопителей.
Уточню для специалистов: по данным сайта www.sae.org (SAE International – Общество автомобильных инженеров, дата публикации 25.04.2023), на Nikola Tre применяются новейшие литий-никель-марганец-кобальт-оксидные тяговые накопители (англ.: LiNiMnCoO2 – lithium-nickel-manganese-cobalt-oxide).
Полагаю, по фотографиям число пострадавших грузовиков поддается подсчету, кстати: шины на задних мостах вроде целы, да и вроде диски блестят (ошибаюсь?). Уточню особо: по официальным данным пяти пожарным автомобилям для ликвидации этого возгорания потребовалось... 12 (двенадцать!) часов непрерывной работы, включая использование «водяных пушек». Более детальную информацию по событию можно найти как в Сети, так и на нашем сайте ktt-magazine.ru (новость от 26.08.2023).
Разумеется, сейчас не то время, чтобы цитировать специалистов из недружественных стран, но для них пожары электромобилей уже привычны, посему: «Если аккумуляторный элемент выходит из строя, погасить его практически невозможно, поскольку химическая реакция внутри элемента происходит со слишком быстрым нарастанием температуры, которая может сохраняться относительно длительное время. <...> Если батарейный отсек цел и нет никаких воздействий, лучшее решение – просто подождать, пока батарея сгорит, а затем потушить оставшийся пожар. <...> Батарея сгорит всего за час. <...> Альтернативой будет постоянный пролив водой горящего автомобиля в течение 6-8 часов без реального эффекта…».
Интересно, а что по этому поводу думают российские специалисты из МЧС?

Маленькая деталь. При расследовании на лонжеронах рамы, причем под кабиной, были обнаружены цвета побежалости. Надо напоминать что это такое и в каких условиях возникает? Да, размеры профиля нам не известны, но хотя бы порядок цифр, особенно видя седельный тягач 4х2 с высокой кабиной примерно на 40-44 тонны полной массы автопоезда мы можем предположить... Нет?