Электромобиль в России эффективнее автомобиля с ДВС? Для значительной части автолюбителей ответ – нет! Они убеждены: традиционные моторы лучше приспособлены к выживанию в наших условиях, а основное преимущество электрокаров – их энергоэффективность – и вовсе миф. Ведь ток в розетке имеет свою цену генерации, что, по их мнению, ставит под сомнение итоговый КПД всей цепочки. Но в этом убеждении часто упускается из виду ключевая характеристика отечественной энергетики…
Эффективность электромобилей под вопросом?
На первый взгляд, цифры действительно могут вызвать сомнения. Хотя сам электродвигатель невероятно эффективен – до 90% энергии из батареи превращает в движение, – электричество в розетке действительно зачастую вырабатывается на тепловых электростанциях (ТЭС). Даже лучшие современные газовые установки теряют около 40-50% энергии топлива, выдавая лишь 50-60% в виде электричества. Плюс потери энергии на пути от электростанции до розетки электромобиля, достигающие 5-10%. Итог: КПД для электромобиля «заправленного» от газовой ТЭС составляет около 35-42%. И это хваленая высокая эффективность?
Неудивительно, что у обывателей возникает резонный вопрос: если генерация электричества сама по себе «расточительна», действительно ли электромобили эффективнее в глобальном масштабе? Однако прежде чем сравнивать, давайте внимательно посмотрим на всеми нами любимые ДВС.
Фундаментальная неэффективность ДВС
Главная ахиллесова пята ДВС – термодинамика. Даже в идеальных условиях значительная часть энергии топлива (60-65%) неизбежно теряется через выхлопные газы и систему охлаждения. Представьте: из каждых 10 литров бензина лишь 3.5-4 литра двигают машину вперед, остальные 6 просто греют воздух! В реальной эксплуатации, особенно в городском цикле, средний КПД ДВС падает до 15-25%.
С точки зрения глобальной энергетики эти потери принципиально невозможно использовать полезно, они локальны и рассеяны миллионами автомобилей.
Электромобиль: потери есть, но итог все равно лучше
В отличие от ДВС, чьи фундаментальные потери неустранимы, электромобиль демонстрирует иной подход. Его «сердце» – электромотор и силовая электроника – преобразует 85-90% энергии батареи в движение. Городской цикл раскрывает еще одно преимущество: рекуперативное торможение возвращает 15-25% энергии при замедлении, существенно повышая реальный КПД в условиях пробок.
Да, цепочка поставки энергии «до розетки» вносит свои потери, как мы уже отмечали. При питании от газовой ТЭС общий КПД системы «от скважины до колеса» (WTW, или Well-to-Wheel) для электромобилей составляет около 35-42%. На первый взгляд, это значение не слишком сильно отличается от лучших показателей современного ДВС (35-40%). Однако ключевое отличие – и главное преимущество ЭМ, особенно в России – кроется не в абсолютных цифрах, а в природе этих потерь и возможностях их полезного использования на уровне всей энергосистемы!
Российское преимущество: ТЭЦ и когенерация
Теплоэлектроцентрали (ТЭЦ), составляющие значительную часть российской генерации, спроектированы для когенерации – одновременной выработки электричества и полезного тепла (пара или горячей воды) для отопления городов и промышленности. На современной ТЭЦ полезно используется до 80-90% энергии топлива! Например:
✅35-50% преобразуется в электричество.
✅40-50% идет на обогрев домов, больниц, предприятий.
✅Лишь 10-15% – реальные потери.
Справка: Тепловые электростанции (включая ТЭЦ) остаются основой российской электроэнергетики, занимая в Единой энергосистеме долю около 64% (данные ЕЭС на 2024 г.). При этом доля комбинированной выработки электрической и тепловой энергии в теплоэнергетике традиционно высока.
Это кардинально меняет картину эффективности электромобилей в России! Особенно во время отопительного сезона, который в большинстве регионов длится 6-9 месяцев.
В этом случае сжигаемое на ТЭЦ топливо используется с гигантской общей полезной отдачей (до 90%). Получается, что зарядка электромобиля зимой становится частью этой высокоэффективной системы: «потери» на генерацию электричества для ЭМ компенсируются полезным использованием тепловой энергии.
Летом потребность в тепле падает. ТЭЦ может работать в менее эффективном конденсационном режиме (сброс тепла в градирни), и КПД WTW для ЭМ приближается к «стандартному» уровню (35-42%). Тем не менее три четверти года общая энергоэффективность ЭМ в России благодаря ТЭЦ становится подавляющей (общая полезная отдача системы до 90%).
Почему электрификация транспорта в России насущно необходима?
С учетом когенерации на ТЭЦ (особенно зимой) преимущество системы ТЭЦ + ЭМ становится подавляющим! Общий коэффициент полезного использования топлива достигает 90%. И хотя КПД транспортной части сам по себе не меняется, электромобили интегрируется в гораздо более эффективный энергетический комплекс, где «отходы» одного процесса (генерация электричества) становятся ценным ресурсом (тепло) для другого.
Неизбежность отказа от ДВС в России в будущем
Даже при «питании от ископаемого топлива» современный электромобиль демонстрирует более высокую общую энергоэффективность в цепочке «от скважины до колеса» по сравнению с ДВС, благодаря высокой эффективности электропривода, рекуперации и преимуществам централизованной генерации.
Для России этот аргумент еще сильнее из-за ключевого фактора – когенерации на ТЭЦ. Она превращает часть «потерь» в ценный продукт (тепло), делая зарядку ЭМ, особенно зимой, элементом исключительно рационального использования топлива в масштабах всей страны. Это закрепляет за электромобилем статус более энергоэффективной технологии будущего. ДВС, при всех его достоинствах, остается термодинамически ограниченным устройством, принципиально неспособным преобразовывать топливо в движение без огромных бесполезных потерь.