Глава 7. Экономика электромобильного транспорта

Вопрос об экономических последствиях внедрения электромобильного транспорта в больших городах различных стран мира остаётся темой прогнозов специалистов различного профиля.

Ясности в этом вопросе пока что нет, и на то существуют объективные причины. Основные из них две: первая − это весьма ограниченный запас хода электромобилей на одну зарядку ныне используемых ТАБ, что резко снижает дневную производительность электромобилей; вторая − решающая зависимость экономических показателей электромобиля от начальной стоимости и срока службы ТАБ, что заставляет фиксировать внимание экономистов на электрохимических процессах ТАБ, оставляя на втором плане другие, чисто экономические факторы.

Ограниченный запас хода определяет малую дневную производитель­ность электромобиля, что отрицательно сказывается на объёме и себестоимости перевозок. Поправить положение в принципе можно за счёт трёх возможных мероприятий: увеличения доли массы ТАБ в полной массе электромобиля, дополнительного заряда ТАБ в процессе дневной эксплуатации электромобиля и использования в ТАБ аккумуляторов с более высокой удельной энергоёмкостью. Однако реализация этих мероприятий все же не приводит к исчерпывающему решению вопроса.

Увеличение доли массы ТАБ, естественно, приводит к уменьшению по­лезной грузоподъёмности электромобиля и, следовательно, к снижению его дневной производительности, выраженной в т.км полезного груза. Другими словами, увеличение запаса хода обеспечивается снижением массы полезного груза.

Возможность дополнительного заряда ТАБ в течение рабочего дня не всегда возможно по техническим и организационным причинам, а устройство на трассах эксплуатации электромобилей энергосистем для ускоренного под-заряда связано со значительными расходами.

Аккумуляторы с повышенной удельной энергоёмкостью как правило имеют значительно более высокую стоимость, чем традиционные свинцово-кислотные аккумуляторы и часто недостаточный срок службы.

Зависимость экономических показателей электромобиля от параметров ТАБ можно уяснить, если рассматривать ТАБ как особого рода энергетический материал, полностью расходуемый за расчётный срок службы ТАБ. Тогда стоимость 1 кВт∙ч, полученная от внешнего источника при заряде и прошедшая через TAB, должна быть повышена на величину C_w, равную

C_w=С_таб/W_пол

хождения и электроэнергии, а также от соотношения тарифов на элек­троэнергию в дневное и ночное время суток. Бесспорна экономическая и ор­ганизационная целесообразность заряда ТАБ электромобилей в ночное время.

Вместе с тем, целый ряд расходов, связанных с изготовлением и экс­плуатацией электромобилей, поддаётся оценке с приемлемой точностью. Мы имеем в виду расходы, которые можно оценить по аналогии с расходами, сложившимися в производстве и эксплуатации автомобильного транспорта.

Речь в первую очередь идёт о стоимости агрегатов автомеханического оборудования и расходах по их эксплуатации. Эти затраты для автомобилей и электромобилей будут выражаться величинами одного порядка. Несколько больше будут различаться стоимости производства кузовов и шасси, учитывая специфику конструкции этих элементов электромобиля. Некоторые специалисты предсказывают снижение расходов по шинам для электромобилей, но этот прогноз пока что не подтверждён опытом эксплуатации.

Наш опыт сравнительной оценки экономики автомобилей и электромобилей показывает, что более или менее надёжные результаты могут быть получены при одном обязательном условии. Это условие заключается в следующем: дневной запас хода электромобиля без подзаряда при использовании ТАБ данного типа должен быть примерно равен среднестатистическому дневному пробегу автомобиля-аналога, имеющего то же функциональное назначение, что и электромобиль. Другими словами, всякое сравнение экономических показателей указанных транспортных средств имеет смысл только в том случае, если действительные дневные пробеги автомобиля и электромобиля совпадают.

В качестве примера таких транспортных средств можно привести городские развозные фургоны грузоподъемностью 1-2 т. Они обычно используются для доставки мелкопартионных грузов на небольшие торговые точки и предприятия общественного питания, причём их дневной пробег чаще всего находится в пределах 50-100 км. Если запас хода электромобиля-фургона находится в тех же пределах, то выдвинутые исходные условия удовлетворяются.

К сожалению, мы не можем иллюстрировать приведённые соображения примером из отечественной практики, поскольку упомянутые выше электромобили-фургоны со свинцово-кислотными ТАБ, которые эксплуатировались в Москве, практически не обеспечивали указанный запас хода.

Поэтому в качестве иллюстративного примера мы используем выпол­ненные в США применительно к 1995 г. сопоставления стоимости эксплуатации автомобиля и электромобиля с натрий-серной ТАБ. Стоимость эксплуатации рассчитывалась для суточного пробега 50 км.

Сравнение произведено для двух объектов в условиях одинаковой транспортной работы. При этом учитывались реальные стоимости, затраты при дневной эксплуатации, затраты по обслуживанию и ремонту, а также со­путствующие затраты (страхование, амортизация и другое). Нам неизвестно, в какой мере учтены другие рекомендации, высказанные выше.

Но нельзя не учитывать, что реализация пока еще малой, но всё возрастающей доли внутригородских перевозок более экологически чистым транспортом начнёт приносить доходы, которые в ближайшей перспективе не могут быть отражены в доходных статьях бюджета города. Мы имеем в виду экономию средств, связанную с постепенным, но неуклонным улучшением здоровья населения крупных городов, находящимся в прямой связи с улучшением экологического состояния воздушного бассейна. Без сомнения, даже чисто медицинский фактор в будущем создаст значительный финансовый положительный эффект, не говоря уже о прогрессивном улучшении здоровья людей, что в сущности и является основной целью внедрения электромобильного транспорта.

В экономическом плане интерес представляет опыт эксплуатации электромобилей в г. Москва на 34-м автокомбинате в 1981-1985 гг.

В табл. 10.1 приведены технико-эксплуатационные показатели электро­мобилей за этот период. Суммарный пробег составил от 14,2 до 253,4 тыс. км. За время эксплуатации наибольшее количество отказов было по коммутаци­онной аппаратуре и системе управления.

Из табл. 10.2 видно, что отношение эксплуатационных расходов элек­тромобиля к автомобилю уменьшается по мере увеличения объёма выпуска электромобилей.

В табл. 10.3-10.4 были просчитаны на тот период стоимостные показатели электромобилей при объёмах выпуска в 10 шт., 1000 шт. и 10000 шт., где также подтверждается значительное снижение стоимости электромобиля в зависимости от объёмов его производства.

Наиболее важным является оценка эффекта от предотвращённого ущерба от выбросов токсичных веществ в атмосферу при внедрении электромобилей (без учёта ущерба при выработке электроэнергии для подзаряда тяговых источников тока), с учётом действующих в то время нормативов.

Как видно из табл. 10.5, при эксплуатации электромобилей нет выбро­сов окиси углерода, углеводородов, в три раза уменьшаются выбросы окислов азота (с 2,3 до 0,9), а общая приведённая масса выбросов токсичных веществ для грузового электромобиля (полной массой до 3,5 т) уменьшается в два раза (с 222,9 до 110,4).

Однако надо иметь в виду, что при расчёте экономической эффективности использования ЭМ от предотвращённого ущерба необходимо учитывать экономический ущерб при выработке электроэнергии для подзаряда тяговых аккумуляторных батарей. В методическом плане можно использовать по оценке эффективности мероприятий, направленных на ускорение научно-технического прогресса в автомобилестроении.

Список литературы

1. Багоцкий В.С., Фрумкин А.Н Проблема непосредственного превращения химической энергии в электрическую//Вестник АН СССР, - 1962,- № 7, июль.

2. Беляков МЛ. Развитие автомобильного газотурбостроения за рубежом. -М.: ЦИН ТИАМ, 1963.

3. Берштейн И.Я., Поливановская К.В. Ионные преобразователи пониженной частоты//Вестннк электропромышленности,- 1962,- № 10.

4. Богоявленский В.Н. Электрические трансмиссии гусеничных и колёсных машин. - М.: Машгиз, 1956

5. Булгаков Л.А. Частотное управление асинхронными двигателями. М.: Изд.-во АН СССР, 1955.

6. Глухих И.Н., Зеленщиков Н.И., Соколов Б.А., Щербаков А.Н. «Электролизные установки высокого давления. Современный опыт и прогноз на будущее»//Водородная экономика и водородная обработка металлов. Труды пятой международной конференции «ВОМ-2007» Донецк 21-25 мая 2007 г. Дон. ИФЦ ИАУ, 2007, 925 с.

7. Златин П.А. и др. «Электромобили и гибридные автомобили». Агроконсалт, Москва, 2004 г., 416 стр.

8. Ипатов А.А., Эйдинов А.А. «Электромобили и автомобили с КЭУ» Москва, 328 стр.

9. Ипатов А.А., Эйдинов А.А. «Электромобили и автомобили с КЭУ», Москва, НАМИ, 2004 г., 327 стр.

10. Козловский А.Б., Дижур М.М. «Электромобиль и экология крупных городов», Автомобильная промышленность, 1992 г., № 4.

11. Козловский А.Б., Яковлев А.И. Метод теоретической оценки технико-эксплуатационных параметров электромобилей//Автомоб. пром-сть, 1979г, № 1.

12. Козловский А.В., Эйдинов А.А. Электромобили: терминология, типажи-Стандартизация. Приводная техника. - 2002. - № 3.

13. Костенко М.П. Работа многофазного асинхронного двигателя припеременном числе периодов//Электричество. - 1925.- № 2.

14. Ксеневич И.П., Эйдинов А.А. и др. «Электромобиль: состояние и приоритетные направления развития» Приводная техника, № 8/90, 1988 г., стр. 5-22.

15. Лебедев С.П. Электропередачи в самоходных машинах.- М: Машгиз, 1961.

16. Методические рекомендации по комплексной оценке эффективности мероприятий, направленных на ускорение научно-технического прогресса в автомобилестроении. - М , - 1999.

17. Поляк Д.Г. Исследование тяговых режимов и технико-экономических показателей аккумуляторных автомобилей (электромобилей) МВТУ им. Баумана, 1961.

18. Поляк Д.Г., Эйдинов А.А., Козловский А.Б. «Электромобили. Проблемы поиски решения», Автомобильная промышленность, № 5,1994 г.

19. Правила № 100 ЕЭК ООН «Единые предписания, касающиеся официального утверждения аккумуляторных электромобилей в отношении конкретных требований к конструкции и функциональной безопасности».

20. «Современное состояние дел и будущее технологий хранения водорода»// Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология» № 9 (89), 2010, 111-115 с.

21. Смоленцев А.А. и др. «Создание новейших водородных технологий для наземных транспортных средств: современное состояние и прогноз на будущее». Журнал ААИ, № 4 (69) 2011, с. 39-41.

22. Ставров О.А. Перспективы создания эффективного электромобиля. -М.: Наука, 1984.

23. Степанов А.Д. Пути повышения эффективности передачи тепловозов и газотурбовозов - М.: Машгиз, 1957.

24. «Такао Асами. Автомобили с нулевым выбросом вредных веществ от мечты к реальности»// Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология» № 9 (89), 2010, 10-13 с.

25. Уриновский Д.С. Особенности асинхронных двигателей по-вышенной чаетоты//Вестник электропромышленности,- 1962.- № 8.

26. Филин В.М., Соколов Б.А., Щербаков А.Н., Терентьев И.П., Егоров А.В., Долгин А.М., Коровин А.В., Десятов А.В., Смоляров В.А. «Концепция обеспечения Лунной базы на основе солнечных батарей и аккумуляторов энергии с водородным циклом, 40-53 с//Перспективные энергетические технологии в космосе. Сб. статей под ред. Академика А.С. Коротеева, М.: ЗАО «Светлица», 2008, 208 с.

27. Щетина В.А., Морговский Ю.Я. и др. Электромобиль − техника и экономика. - М., - 1977.

28. Эйдинов А.А. и др. «Электромобили и автомобили с КЭУ». Автомобильная промышленность, 2002 г., № 1, стр. 9-12.

29. Эйдинов А.А. и др. Перспективы водородной энергетики для автотранспортных средств//Автотракторное электрооборудование.- 2004.- № 1-2.

30. Эйдинов А.А. и др. Электромобили с энергоустановками на основе воздушно-алюминиевого электрохимического генерара//Автомоб. пром-сть.-1996.-№5.-С. 7-10.

31. «Automotive Industries», 1959, № 9.

32. «Automotive Topics», 1962, Ju1у.

33. «Chemical Engineering Progress». 1961, № 2.

34. «Diesе1 Роwег», 1955, № 8.

35. «Le Tourneau» - «Westinghouse», Construction Equipment Catalog, 1959-1960.

36. «Military Review», 1955, № 9.

37. «Modern Transport», 1960, № 2165.

38. «Public works and Muck shiffer», 1961, № 3.

39. «Science et Vie», 1962, № 536, Мау.

40. «SАЕ Journal», 1958, №11.

41. «SАЕ Journal», 1962, № 7.

42. «Westerh Construction», 1956, № 2.

43. «Е1есtгоniс Engineering» , 1960, № 10.

44. «Рорu1аг Science», 1962, Ju1у.

45. «Соmmегсiа1 Моtors», 1962, Магch.

46. «Е1есtriса1 Engineering», 1961, September.

47. «Automotive news», 1961, November, 27.

48. «The Engineer», 1962, February, 9.

49. «Automotive news», 1962, .June, 18.

50. «Machine Design», 1961, Арri1, 13.

51. «Ргоduct Engineering», 1961, Арri1, 17.

52. «Oil and Car Industry», № 10, 58.

53. «Automotive Industries», 1962, № 9-10.

54. F.H. Moeller и др. «Элементы силовых установок электромобилей» Automotive Eugeneering, vol 106, № 2 Feb. 1988 г., стр 259-264.

55. P. Frantreska Kis и др. «Количественный анализ характеристик ЭМ с помощью метода оптимизации SAE, SP-1023, 1944, стр. 47-55.

56. S. Sugawara, A. Ohma, Y. Tabuchi and K. Shinohara «Fundamental approaches to full cell»//Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология» № 9 (89), 2010, 89-105 с.

57. Van Den Bossche Peter «О тенденциях в стандартизации электромобильной техники», EVS-15, Brussels, oktober, 1998, CD-ROM, Paper № 316.

42