Что там с электромобилями?

К 2030 году салоны новых автомобилей в США будут выглядеть совсем иначе: по мнению многих отраслевых аналитиков, аккумуляторные и подключаемые гибриды составят более половины доступных моделей. Только к следующему году количество полностью электрических предложений увеличится в четыре раза — с 13 сегодня до более чем 50.

Всего за последние две недели компания Rivian начала розничное производство своего нового пикапа R1T, а Ford подтвердил, что удваивает первоначальные производственные мощности для своего собственного полностью электрического грузовика F-150 Lightning, запуск которого намечен на июнь 2022 года. Honda представила более подробную информацию о Prologue, модели для дальних поездок, которую она запустит в производство в 2024 году. И, готовясь к запуску производства своей первой модели, компания Lucid получила от EPA оценку более 500 миль на одной зарядке для нескольких своих моделей седанов Air.

Скоро на рынке появятся модели от A до V, от Audi до Volkswagen и Volvo, новые решения от BMW, Cadillac, Ford, Genesis, Jeep, Mazda, Mercedes-Benz и, в общем, практически всех автопроизводителей. Они будут представлены в более широком диапазоне сегментов и по более широкому диапазону цен. В то время как Lucid Air Dream Edition будет стоить 160 000 долларов, Nissan недавно добавил базовую версию своей модели Leaf, цена которой, после учета 7 500 долларов федеральных налоговых льгот, начинается с отметки чуть ниже 20 000 долларов. VW планирует добавить версию ID.4 стоимостью 25 000 долларов, как только начнется ее производство на заводе в Теннесси.

В целом, ожидается, что цены на BEV (battery electric vehicles или аккумуляторные электромобили) останутся выше, чем на сопоставимые модели с газовым двигателем, по крайней мере, до середины десятилетия, однако, согласно исследованию Бостонской консалтинговой группы, по мере того, как производители выводят на рынок новые аккумуляторные технологии, наметилась тенденция к снижению. Ранее GM заявляла, что рассчитывает потратить около $100 за киловатт-час на новые батареи, которые она будет использовать в таких продуктах, как Hummer и Cadillac Lyriq, а на этой неделе заявила, что видит путь к $60 за киловатт-час, по сравнению с $140 за батареи в проблемном Bolt. Батарея на 100 киловатт-часов в большом или высокопроизводительном автомобиле будет стоить «всего» $10 000.

Цель администрации Байдена: 50% электромобилей к 2030 году

И Вашингтон надеется протянуть руку помощи. В августе президент Джо Байден подписал указ, согласно которому к 2030 году половина всех продаж новых автомобилей в США должна приходиться на автомобили с электроприводом, включая BEV и подключаемые гибриды, или PHEV. Для того чтобы придать этому плану некоторую убедительность, Конгресс разрабатывает новый раунд стимулов, которые могут вырасти до $12 500 — хотя уже есть возражения по поводу положения, которое будет распространяться только на модели, построенные в США с использованием профсоюзного труда, что исключает все заводы Нового Юга.

Администрация Байдена хочет, чтобы к 2030 году 50% автомобилей были электрическими с нулевым уровнем выбросов. На администрацию оказывается давление, чтобы к 2035 году все автомобили были электрическими. Если нет, то Калифорния, Нью-Йорк и другие штаты могут потребовать 100% безэмиссионного транспорта к 2035 году. Путь к 50% и 100% будет достигнут, если продажи EV будут увеличиваться каждый год на 5% по сравнению с предыдущим годом.

Снижение значительной ценовой надбавки поможет решить одну из самых больших проблем на пути к широкому признанию EV, равно как и увеличение дальности хода. При 520 милях на одной зарядке модель Lucid Air Dream Range опережает нынешнего чемпиона, Tesla Model S Long Range с 402 милями, более чем на 25%.

Из десятков новых моделей, которые появятся на рынке в следующем году, практически все будут иметь запас хода 200 миль на одной зарядке, а «250 миль становится нормой, и все больше и больше будут иметь запас хода более 300 миль», — говорит Сэм Абуэлсамид, главный автомобильный аналитик компании Guidehouse Insight. Высоко оцененный внедорожник BMW iX, размером с X5, прогнозирует 300 миль по американским рейтингам.

Стив Карлайл, глава бренда Cadillac, ранее в этом году сказал Forbes Wheels, что он ожидает, что в будущем Cadillac будет стремиться к 400 милям — хотя его первый BEV, Lyriq, будет иметь запас хода около 300. На этой неделе General Motors объявила о создании «инновационного центра» по производству батарей следующего поколения в Мичигане и заявила, что видит путь не только к 100 долларам за киловатт-час, но и к 60 долларам (затраты производителя на материал элементов батареи, а не затраты покупателя автомобиля). Среднесрочной целью GM будет создание управляемого по размеру и весу блока батарей, способного обеспечить проезд от 500 до 600 миль по цене на 60% меньше, чем стоимость батарей в Chevrolet Bolt EV и Bolt EUV.

Недостаточное количество общественных зарядных станций

Есть еще препятствия, которые необходимо преодолеть. Самым большим, по мнению большинства экспертов, является отсутствие повсеместной сети общественных зарядок. (Это, а также текущая стоимость и дальность действия). «Более 80% сегодняшних владельцев EV заряжаются дома и, скорее всего, будут продолжать это делать», — говорит Паскуале «Пэт» Романо, генеральный директор ChargePoint, одного из крупнейших поставщиков зарядных устройств для EV. Но все еще существует необходимость создания легкодоступной общественной сети быстрых зарядных устройств для тех, кто путешествует на большие расстояния, будь то по работе или для развлечений, сказал он.

По данным Министерства энергетики США, на сегодняшний день в США насчитывается около 43 000 общественных зарядных станций для электромобилей и около 120 000 зарядных портов. Но эта сеть сосредоточена вдоль побережья, особенно в Калифорнии, которая на сегодняшний день является крупнейшим рынком для BEV.

Для сравнения, в США насчитывается около 150 000 заправочных станций и примерно 1,0-1,5 миллиона насосов. Цифры несопоставимы, потому что газовые/дизельные автомобили превосходят по количеству EV в соотношении 98% к 2%, заправка бензином занимает менее 10 минут, но это невозможно сделать дома, в то время как зарядка EV занимает в как минимум 20-45 минут.

На заполнение пробелов в центральных районах страны могут уйти годы, но процесс уже начался. Демократы в Конгрессе надеются добиться финансирования общенациональной сети из 500 000 зарядных устройств, о которой говорил Байден. Нью-Йорк недавно объявил о собственном плане финансирования общенациональной сети, а губернатор Мичигана Гретхен Уитмер на этой неделе заявила, что ее штат разрабатывает аналогичные планы.

Общественная зарядка станет лучше теперь, когда существует всего два стандарта и два типа штекеров для высокоскоростной зарядки: Tesla Supercharger, плюс DC Fast Charge, который будет использоваться всеми остальными. Электромобили Nissan, включая Leaf EV, использовали третий стандарт под названием CHAdeMO, но он не имел значительной поддержки со стороны других компаний. Для более низкоскоростной зарядки, 120 и 240 вольт, существует больше общности и адаптеров, позволяющих, например, Tesla использовать зарядное устройство, не принадлежащее Tesla, и наоборот.

Индуктивная зарядка: Беспроводное питание во время движения

Электромобили не обязательно заряжать с помощью кабеля, физически соединяющего автомобиль и зарядное устройство. Беспроводная зарядка тоже работает, или скоро будет работать. Представьте себе беспроводную зарядную площадку, на которую кладется мобильный телефон для зарядки, а затем увеличьте силу тока в тысячу раз, чтобы она заряжала электромобиль. Это называется индуктивной зарядкой, и работает она по той же причине, что и традиционный трансформатор: одна катушка плотно намотанного провода, когда через нее проходит электричество, вызывает электрический поток в катушке провода, которая находится рядом. Обычно они находятся на удалении долей дюйма друг от друга, но технология остается эффективной даже при расстоянии, скажем, от нижней точки автомобиля до земли.

В прототипах трансформаторная катушка находится на земле (или вмонтирована в землю) и достаточно широка, чтобы автомобиль не обязательно было парковать точно посередине парковочного места. Катушка приемника на днище автомобиля будет размером с большой противень.

Первая фаза — индуктивные зарядные устройства для парковочных мест (или домашних либо коммерческих гаражей). Этот вариант реалистично увидеть уже к 2025 году. Вторая фаза — встраивание трансформаторных катушек в шоссе, возможно, в правую полосу разделенного шоссе, и зарядка автомобилей во время движения.

Если и когда автомобильная индуктивная зарядка произойдет, это будет результатом десятилетий исследований, начавшихся в 1972 году в Оклендском университете (Новая Зеландия), затем в США, Германии, Франции и Швеции. Крупные исследовательские университеты, такие как Массачусетский технологический институт, Мичиган, Стэнфорд и Корнелл, внесли свой вклад в последние работы и прототипы.

Тесла: Зарядка с помощью механической «змеи»

Tesla и некоторые другие считают, что более простой и дешевой альтернативой беспроводной зарядке является гибкий зарядный манипулятор — змея, которая находит зарядный порт, ориентируется и выравнивает его, вставляет наконечник, а затем заряжает. Все, что для этого требуется, — это дверца зарядного устройства, которая открывается дистанционно. Компания Tesla продемонстрировала прототипы еще в 2015 году.

Недавно в штатах Индиана и Мичиган были объявлены пилотные программы по использованию индуктивных систем зарядки тротуаров. В Швеции пилотная программа использует систему а-ля слот-машины для зарядки BEV во время движения. Система, разрабатываемая в Корнельском университете, может использовать радиоволны для передачи энергии на автомобили во время движения.

Подключаемые гибриды: лучший выбор на ближайшее время для большинства людей

Тем временем, те автомобилисты, которые все еще беспокоятся о дальности пробега, могут обратиться к растущему числу подключаемых гибридов, выходящих на рынок, включая версии Toyota RAV4 и Chrysler Pacifica. Как и чисто электрические предложения, они заполняют все более широкий спектр сегментов, от компактных кроссоверов, таких как Kia Niro, до экзотических спортивных автомобилей, таких как Ferrari SF90 Stradale.

Новый продукт Ferrari демонстрирует еще один способ, с помощью которого электрифицированные автомобили расширяют свою привлекательность. Stradale сочетает в себе твин-турбо V8 с парой электромоторов, выдающих в сумме 986 лошадиных сил, что позволяет ему разгоняться до 60 миль в час всего за 2,3 секунды.

Тех, кто помнит первое поколение медлительных плагинов и BEV, может ждать сюрприз, когда дело дойдет до производительности. В качестве примера можно привести Lexus NX второго поколения. Новый подключаемый гибрид 450h+ является самой быстрой версией модели 2022 года, сократив почти на три секунды время разгона турбированного NX 350.

Электромоторы развивают огромное количество мгновенного крутящего момента, как только они начинают вращаться — если вы подаете на них достаточный ток. В подключаемых модулях электромотор развивает максимальную мощность (крутящий момент) на скорости ноль миль в час, в то время как двигатель внутреннего сгорания не достигнет пика, пока автомобиль не начнет двигаться быстрее, и двигатель не будет развивать больше оборотов.

Последний вариант Model S от Tesla, модель Plaid edition, разгоняется до 60 миль примерно за 1,9 секунды. Компания Dodge, между тем, рассчитывает выпустить свой полностью электрический автомобиль к 2024 году и обещает, что это будет самая быстрая модель в истории.

Продажи электромобилей удвоились в первой половине 2021 года

Все эти новые продукты и функции явно привлекают покупателей. В первой половине 2021 года продажи электромобилей BEV подскочили более чем на 110% — хотя они по-прежнему составляют лишь 2% от общего объема рынка новых автомобилей в США. Это примерно вдвое меньше, чем у гибридов. Действительно, Honda и Toyota делают ставку на то, что лучший способ заставить покупателей отказаться от ископаемых видов топлива — это сочетание обычных гибридов, гибридов с ДВС и электродвигателем и чисто аккумуляторных моделей.

Tesla остается крупнейшим поставщиком электромобилей в США. Результаты продаж за сентябрь 2021 года не выявили ни одного электромобиля или гибридного автомобиля с ДВС и электродвигателем в 20 лучших позициях. Однако продажи Tesla как компании за девять месяцев выросли на 62% — больше, чем у всех, кроме Genesis и Bentley, — и составили 221 161 продаж за год, что лучше, чем у Audi, Acura, Cadillac, Volvo, Lincoln, Land Rover, Porsche, Infiniti, Genesis и 16 основных и нишевых люксовых брендов. Среди премиум-автопроизводителей только Mercedes-Benz, BMW и Lexus показали лучшие результаты, и только на 8-11%.

Бизнес-покупатели видят большой доход от электромобилей

Скептиков по-прежнему много. Бретт Смит, исследователь из Центра автомобильных исследований в Анн-Арборе, штат Мичиган, считает, что хотя многие розничные покупатели говорят, что хотели бы перейти на аккумуляторную энергию, настоящий всплеск может произойти на коммерческой стороне рынка.

Коммерческие покупатели гораздо больше внимания уделяют эксплуатационным расходам, чем розничные потребители. И в расчете на одну милю пробега BEV имеют явное преимущество, поскольку их эксплуатация обходится примерно в два раза дешевле. Именно поэтому Amazon Prime заказал у Rivian 100 000 полностью электрических грузовиков для доставки. Volvo, Mercedes и растущий ряд производителей, создающих все, от мусоровозов до полуприцепов, переходят на электромобили.

Продолжаются споры о том, какой путь лучше выбрать для магистральных грузовиков. Hyundai и Toyota, а также компания Nikola делают ставку на то, что лучшим ответом будет водород. Преимущество технологии топливных элементов в том, что она может обеспечить еще большую дальность хода — до 1 000 миль — при времени заправки, сравнимом с дизельным топливом, а не часами, необходимыми для зарядки массивного блока батарей большого грузовика.

Водородные топливные элементы, пригодные для дальних перевозок

Другая форма электрификации может стать источником энергии для магистральных грузовиков: сжатый водородный газ. При прохождении водорода и кислорода (из воздуха) через мембраны топливных элементов образуется вода (H2O) плюс электроны, которые приводят в движение электродвигатели.

Водородные топливные баки, даже бронированные, чтобы выдержать высокоскоростное столкновение и выстрел из винтовки 50-го калибра, весят меньше, чем 10 000 или около того фунтов батарей, необходимых для пробега грузовика на 500 миль. Сторонники водорода отмечают, что заправка водородом происходит быстро, наравне с заправкой такого же по размеру автомобиля дизельным топливом или бензином, и утверждают, что установить заправочные станции в отдаленных районах будет проще, чем подвести электричество, достаточное для освещения небольшого города.

В любом случае, будь то аккумулятор или водород, магистральные грузоперевозки ждут очередные «сейсмические» изменения: к концу десятилетия автономные грузовики, достаточно умные, чтобы съехать с дороги, если они вот-вот сломаются, смогут передвигаться по дорогам с ограниченным доступом. Это снизит стоимость грузоперевозок в то время, когда в США не хватает водителей дальнего следования, но эти 2 миллиона рабочих мест оплачиваются относительно хорошо (от 60 000 долларов) и не требуют диплома о среднем образовании.

Электрические пикапы для центральной части страны

Среди легких рабочих автомобилей электрические модели, похоже, получают все большее преимущество. Ford ориентируется на коммерческих покупателей, предлагая версию F-150 Lightning, цена которой будет начинаться чуть ниже 40 000 долларов. Однако этот рынок не продержится долго. С учетом Tesla Cybertruck, GMC Hummer EV, Rivian R1T и других, к середине десятилетия может появиться до 10 полностью электрических пикапов. И это может сыграть хорошую роль в центральных районах Америки, где внедрение электромобилей отстает от побережья, особенно Калифорнии.

Эксплуатационные расходы могут стать преимуществом как для розничных, так и для коммерческих клиентов. Практически каждое недавнее исследование показывает, что в течение всего срока службы общая стоимость владения электромобилем и его обслуживания меньше.

Недавнее исследование, проведенное компанией We Predict, показало, что расходы на техническое обслуживание электромобилей, которые не нуждаются в техосмотре или замене масла, составляют лишь малую часть того, что платят владельцы газовых автомобилей. А по оценкам Consumer Reports, затраты на электроэнергию примерно вдвое меньше, хотя это зависит от того, где и как владельцы EV заряжаются.

Но завоевание розничных покупателей будет не только эмоциональной, но и практической задачей. Не помогло и то, что в последние месяцы заголовки газет пестрят пожарами батарей. Chevrolet отзовет и заменит аккумуляторные блоки в более чем 62 000 своих моделей Bolt после того, как около дюжины BEV загорелись.

«Это то, над чем отрасли придется поработать, если EV станут будущим», — сказал Дэйв Сарджент, руководитель автомобильной практики в J.D. Power.

Пожары на электромобилях попадают в заголовки газет

Hyundai со своим Kona EV, Tesla и другие компании также сталкивались с возгораниями батарей. Но, несмотря на громкие заголовки, на самом деле их количество было скромным, не более нескольких десятков, по словам аналитика Абуэльсамида. Всего около 0,006% автомобилей EV загорелись. Для сравнения, по данным Национальной ассоциации противопожарной защиты, в 2018 году загорелось 212 000 газовых и дизельных автомобилей, что составляет около 0,07% от общего числа автомобилей на дорогах США.

GM утверждает, что химический состав новых батарей Ultium будет менее подвержен замыканию или возгоранию. Tesla и другие производители делают аналогичные заявления. Между тем, Honda и Toyota разработали планы по переходу на технологию твердотельных батарей, которая, как ожидается, станет следующим большим прорывом. Хотя твердотельные батареи еще не готовы к массовому производству в автомобильном масштабе, они обещают обеспечить еще больший запас хода, быструю зарядку, более низкую стоимость — и практически исключить риск возгорания.  Сторонники EV говорят, что новые материалы и новые производственные процессы также снижают зависимость от шахтеров, которые часто молоды, получают низкую зарплату и не могут найти другую работу.

Больше заводов по производству батарей

По словам Джима Фарли, генерального директора компании Ford, для обеспечения энергией всех новых аккумуляторных электромобилей, выходящих на рынок, потребуется значительное расширение производства аккумуляторов, и все большее давление оказывает необходимость переноса этого производства на родину, а не на зарубежные источники, такие как Китай.

В прошлом месяце Ford и партнер SK Innovation объявили о планах по созданию трех новых аккумуляторных заводов в США, включая два завода в Кентукки и третий в Теннесси на новом производственном комплексе Blue Oval City EV. В общей сложности они будут производить около 129 гигаватт-часов ежегодно, что «достаточно для питания около 1 миллиона аккумуляторных электромобилей», таких как пикапы F-Series, которые будут собираться в Blue Oval City, сказал Фарли.

Второй по величине автопроизводитель США не одинок. GM раскрыл планы по строительству трех американских заводов и обещал объявить о четвертом для своих новых батарей Ultium. Первоначальный гигаваттный завод Tesla в Неваде вскоре будет дополнен предприятием в Техасе. Ожидается, что за ней последуют и другие производители, в том числе Mercedes-Benz.

Растущий интерес среди населения США

Американцы тепло относятся к электромобилям и грузовикам. Данные недавнего опроса YouGov, проведенного для Forbes Wheels, показывают, что 27% американских водителей намерены купить или рассматривают возможность покупки гибрида, а 23% рассматривают или покупают электромобиль, в то время как 45% предпочитают бензин (респонденты могли назвать все типы автомобилей, которые они рассматривают).

Интерес к электромобилям и гибридам различался по регионам страны. Он был самым высоким на западе и северо-востоке, меньшим на среднем западе и самым низким на юге — на семь процентных пунктов меньше, чем на западе.

Другие опросы показывают растущий интерес к электрифицированным автомобилям, а некоторые из них даже более высокие показатели интереса к EV. Опросы, открытые для всех, часто привлекают людей, заинтересованных в данной технологии или деле.

В действительности большинство аналитиков ожидают, что американские покупатели будут отставать от покупателей на других крупных рынках, особенно в Европе и Азии. Около половины автомобилей, продаваемых в Норвегии, в настоящее время являются BEV — хотя значительные стимулы явно способствуют росту спроса. Китай, тем временем, поставил цель, чтобы в 2025 году «новые энергетические транспортные средства» — PHEV и BEV — составляли не менее 25% рынка. А в Великобритании к 2030 году будут разрешены только автомобили, работающие от электросети, а к 2035 году запретят даже PHEV.

Европейский рынок электромобилей занимает лидирующие позиции. В Норвегии на долю BEV уже приходится около 50% от общего объема продаж новых автомобилей. В Великобритании их доля приближается к 20%, что втрое больше, чем в 2019 году. Эти две страны планируют полностью отказаться от двигателей внутреннего сгорания к 2035 году, а Великобритания ограничит продажи автомобилей до BEV и PHEV к 2030 году. Другие страны, в частности, Германия и Франция, изучают аналогичные варианты. В июле Европейская комиссия объявила о своем предложении «Fit for 55», которое, в случае его окончательного принятия, может потребовать, чтобы BEV составляли 50% или более продаж новых автомобилей к концу десятилетия, по данным IHS Markit.

В целом, подключаемые автомобили (EV, PHEV) достигли 18,4% продаж в ЕС в первой половине 2021 года.

Канада, а также Нью-Йорк, штат Вашингтон и Калифорния изложили аналогичные планы. А некоторые из 15 штатов, которые скопировали калифорнийский мандат на автомобили с нулевым уровнем выбросов, или ZEV, подали сигнал о том, что могут последовать за ним.

Таким образом, хотя американские автомобилисты, возможно, все еще не спешат принять электромобили, импульс, похоже, сдвигается по мере появления на рынке новых моделей, предлагающих более широкий выбор опций, больший запас хода и более доступную цену.

По материалам Forbes.