Dacă se menține rata bateriilor mai ieftine, în mai puțin de zece ani, mașinile electrice se pot găsi competitive cu omologii lor pe benzină și diesel.

de Ilin Stanev

Cea mai semnificativă limitare pentru mașinile electrice este volumul rezervorului - bateriile reîncărcabile. Pentru a ajunge la proliferarea concurenților lor clasici cu un motor cu ardere internă, mașinile electrice trebuie să furnizeze aproximativ același kilometraj la o singură încărcare, iar viteza de „încărcare” a bateriei nu trebuie să fie mult diferită de cea la care sunt obișnuiți șoferii. la benzinării. În ciuda tuturor succeselor de până acum, aceasta este o provocare serioasă. În ultimii ani, plouă știri despre noi start-up-uri și descoperiri miraculoase care ar trebui să provoace o revoluție a bateriilor, dar nu apar niciodată. Singura inovație majoră în domeniu este construcția de fabrici mari pentru producția lor - cum ar fi Tesla's Gigafactory sau noile fabrici FOXCONN, BYD și Boston Power din China. Aceste instalații vor reduce costul bateriilor din cauza economiilor de scară, dar nu schimbă nimic în fizica bateriei, adică. cât de multă încărcare pe unitate de greutate și volum poate suporta.

mașinile electrice

O comparație simplă arată că cele mai bune baterii litiu-ion au în prezent o energie specifică de 0,875 megajuli pe kilogram. În același timp, un kilogram de motorină emite 46,2 mJ/kg de energie. Cu toate acestea, motoarele electrice sunt de aproximativ 5 ori mai eficiente la transformarea energiei primare în energie cinetică, astfel încât, pentru a egaliza motorina și bateriile ca surse de energie, acestea din urmă trebuie să decimeze energia stocată pe kilogram de greutate. Desigur, mecanica mașinilor electrice este mult mai ușoară și mai compactă decât cea a mașinilor cu motoare cu ardere internă, astfel încât bateriile pot fi mai grele și pot lua mai mult volum. Dar chiar și cu această ipoteză, electricitatea mai are încă un drum lung de parcurs înainte de a putea combate combustibilii fosili pentru dreptul de a fi singura sursă de energie pentru mașini.

Deși, prin analogie cu microprocesoarele, se vorbește adesea despre existența unei „legi a lui Moore”, conform căreia capacitatea bateriilor crește exponențial pe o perioadă de timp - de exemplu, se dublează la fiecare 10 ani, acest lucru nu este adevărat. Într-unul dintre cele mai frecvent citate studii din domeniu - „Analiza termodinamică a densității energetice a bateriilor” de Chen-Xi Zu și Hong Li, se afirmă că în ultimii 60 de ani densitatea energetică a bateriilor a crescut de la 25 W/kg de 210 Wh/kg, adică creșterea medie este de puțin peste 3,5% pe an. Acest lucru oferă motive pentru a calcula că capacitatea bateriilor se dublează la fiecare 20-22 de ani. Cu toate acestea, acest lucru este înșelător, deoarece viteza îmbunătățirii scade fără descoperirea de noi materiale și procese, cum se poate schimba cumva acest lucru. Cu toate acestea, descoperirile tehnologice necesită timp. De exemplu, principiul bateriilor litiu-ion a fost descoperit la începutul anilor '80, dar primele produse comerciale au apărut abia în 1991, iar tehnologia a fost introdusă doar în noul mileniu. Bateria litiu-ion a fost pusă pe o mașină în 2005 (Tesla Roadster), adică la 24 de ani după ce au fost produse primele modele pentru piața de masă. La această viteză, este puțin probabil ca motorul să-și ia rămas bun de la mașină în următorii 20 de ani.

În același timp, însă, prețul bateriilor este într-adevăr în scădere dramatică, ceea ce determină progresul în domeniul mobilității electrice. După cum se poate vedea din grafic, în zece ani a fost redus cu 81%. Și planurile Tesla (sau mai bine zis Panasonic, care produce baterii pentru compania din California), BYD și FOXCONN sunt ca în următorii câțiva ani prețul să scadă cu cel puțin la fel de mult. Scăderea prețurilor va face mașinile electrice mult mai accesibile. Și dacă țările care acordă subvenții pentru achiziționarea lor le păstrează, foarte curând mașinile electrice s-ar putea dovedi a fi alternativa mai ieftină la mașinile cu motoare cu ardere internă.

Cea mai semnificativă limitare pentru mașinile electrice este volumul rezervorului - bateriile reîncărcabile. Pentru a ajunge la proliferarea concurenților lor clasici cu un motor cu ardere internă, mașinile electrice trebuie să furnizeze aproximativ același kilometraj la o singură încărcare, iar viteza de „încărcare” a bateriei nu trebuie să fie mult diferită de cea la care sunt obișnuiți șoferii. la benzinării. În ciuda tuturor succeselor de până acum, aceasta este o provocare serioasă. În ultimii ani, plouă știri despre noi start-up-uri și descoperiri miraculoase care ar trebui să provoace o revoluție a bateriilor, dar nu apar niciodată. Singura inovație majoră în domeniu este construcția de fabrici mari pentru producția lor - cum ar fi Tesla's Gigafactory sau noile fabrici FOXCONN, BYD și Boston Power din China. Aceste instalații vor reduce costul bateriilor din cauza economiilor de scară, dar nu schimbă nimic în fizica bateriei, adică. cât de multă încărcare pe unitate de greutate și volum poate suporta.

O comparație simplă arată că cele mai bune baterii litiu-ion au în prezent o energie specifică de 0,875 megajuli pe kilogram. În același timp, un kilogram de motorină emite 46,2 mJ/kg de energie. Cu toate acestea, motoarele electrice sunt de aproximativ 5 ori mai eficiente la transformarea energiei primare în energie cinetică, astfel încât, pentru a egaliza motorina și bateriile ca surse de energie, acestea din urmă trebuie să decimeze energia stocată pe kilogram de greutate. Desigur, mecanica mașinilor electrice este mult mai ușoară și mai compactă decât cea a mașinilor cu motoare cu ardere internă, astfel încât bateriile pot fi mai grele și pot lua mai mult volum. Dar chiar și cu această ipoteză, electricitatea mai are încă un drum lung de parcurs înainte de a putea combate combustibilii fosili pentru dreptul de a fi singura sursă de energie pentru mașini.