Эффективность и экологичность электромобилей зависит от энергосистемы

Продажи электромобилей превысили 2 миллиона машин, при этом каждый второй электромобиль передвигается по дорогам Китая

Первые электромобили были изобретены ещё в конце XIX века, однако не получили широкого распространения из-за низкой ёмкости аккумуляторов.

При этом в целом электромобиль как концепт эффективнее и выгоднее автомобиля на двигателе внутреннего сгорания (ДВС), так как имеет меньший вес, нет опасности воспламенения топлива, практически отсутствуют выбросы, и главное — значительно выше коэффициент полезного действия (КПД).

Согласно данным Международного энергетического агентства (International Energy Agency — IEA), в 2019 году мировой парк легковых электромобилей превысил 7 миллионов, продажи электромобилей во всём мире превысили 2,1 миллиона. На электромобили уже приходится около 2,6% мировых продаж автомобилей и около 1% мирового автопарка.

Почти половина (47%) мирового парка электромобилей в 2019-м приходилась на Китай, 25% электромобилей (1,7 млн) пришлось на Европу, 20% электромобилей — на США. Легковые электромобили потребляли около 80 млрд кВт·ч электроэнергии, что привело к выбросам 51 миллиона тонн эквивалента углекислого газа (млн тонн СО2-экв). Это примерно половина выбросов для эквивалентного парка автомобилей с двигателями внутреннего сгорания. Соответственно, 53 млн тонн CO2-экв выбросов благодаря электромобилям было предотвращено.

В одном из сценариев IEA по развитию электротранспорта (EV30@30) ежегодные объёмы продаж электромобилей достигнут 43 миллионов к 2030 году, при этом общее количество в мире составит около 250 миллионов единиц. Однако, несмотря на стремительный рост количества электротранспорта, наблюдаемый в последние годы, отсутствие аккумуляторов высокой ёмкости, быстрых в зарядке и достаточно долговечных, всё ещё сдерживает его развитие. Например, по сценарию IHS Markit, приведённому в Национальном энергетическом докладе KAZENERGY, динамика продаж электротранспорта будет существенно ниже. Другим вопросом является экологическая и экономическая эффективность при переходе на электротранспорт.

Электродвигатель эффективнее двигателя внутреннего сгорания: так, КПД бензинового двигателя составляет всего 20%–30%, дизельного — 30%–40%, против 90% электродвигателя.

Однако если учесть всю последовательность преобразования энергии, эффективность электротранспорта заметно снижается.

В результате из приведённой выше качественной оценки КПЭ для электротранспорта и автотранспорта на ДВС можно сделать вывод, что суммарная энергоэффективность использования электротранспорта зависит и от эффективности самой энергосистемы. Для Казахстана, где доля угольной энергетики в производстве электроэнергии составляет около 68%, а передача электроэнергии сопровождается значительными потерями, развитие электротранспорта должно сопровождаться строительством альтернативных источников энергии и снижением потерь в электрических сетях. С экологической точки зрения суммарный выброс системы «электростанция — электрические сети — электромобиль» зависит от типа преобладающих электростанций. Наименьшие выбросы будут при преобладании ВИЭ, атомных и газовых электростанций.

Для решения отдельных экологических проблем (например, проблемы смога в городах), электротранспорт уже является необходимым условием. Так, несмотря на доминирование угольной энергетики в Казахстане, угольные электростанции являются точечными источниками выбросов, регулирование и контроль которых осуществляется государством*, в то время как автотранспорт на моторном топливе, напротив, представляет собой множественные (миллионы единиц) слабо контролируемые и регулируемые источники выбросов вредных веществ.

С учётом планов по переводу алматинских ТЭЦ с угля на природный газ развитие электротранспорта в Алматы является решением проблемы загрязнения атмосферного воздуха города.

* Перевод на наилучшие доступные технологии (НДТ) угольных электростанций позволит существенно сократить выбросы вредных веществ.