Этот пост — ответ на дискуссию, разворачивающуюся буквально в каждом обсуждении любой новости про электромобили.
Есть два аргумента их противников, которые постоянно всплывают в том или ином виде.
1) Полная замена авто с ДВС на PEV повлечет за собой увеличение потребления электроэнергии в несколько раз. Что в свою очередь потребует триллионных инвестиций в новые мощности и развитие электросетей.
2) Выбросы CO2 за счет сжигания ископаемого топлива просто перекочуют из ДВС на электростанции, при этом их объем существенно не изменится. А может быть даже и вырастут, за счет увеличения потерь на транспортировку э/энергии. Все это непонятно и требует сложных подсчетов.
На самом деле эти подсчеты вовсе не так уж и сложны и мы можем их легко получить на основании имеющихся открытых данных.
Для анализа выберем США по двум причинам: наличие большого количества доступных статистических данных и наибольшая автомобилизация населения.
1) Сколько же нужно электроэнергии для полного перехода легкового автотранспорта на PEV?
По данным статистики, в США на 2014 насчитывается 212 млн. владельцев водительских лицензий. Представим, что каждый из них утром 1 января получит по новенькому BMW i3.
По данным Министерства транспорта США, каждый водитель проезжает за год 21 700 км (13 476 миль). По результатам тестов U.S. Environmental Protection Agency, BMW i3 в смешанном цикле расходует 0.17 кВт ⋅ ч/км (27 kW–hrs/100 mi).
Наступает тот приятный момент, когда можно просто взять все цифры, перемножить и получить нужный результат:
E = 212 000 000 ⋅ 21 700 ⋅ 0.17 = 782 068 000 000 кВт ≈ 782 ТВт ⋅ч
Это и есть годовой дополнительный расход электроэнергии в США, если все местные автомобилисты пересядут на PEV–авто.
Много это или мало? По данным EIA за 2013, годовая генерация э/энергии в США из всех источников составила 4 066 ТВт ⋅ч. Таким образом переход на электромобили потребует увеличения генерации на 19%. Конечно, мы не учли множество факторов: саморазряд аккумулятора, жаркое лето в Калифорнии и прохладные зимы на Аляске, но порядок цифр все равно останется тем же и вряд ли превысит 25%. Да, это тоже потребует немалых вложений, но это далеко не рост потребления в разы, о котором говорят оппоненты. И это в стране, где показатели количества автомобилей на душу населения и дистанции поездок одни из самых высоких в мире.
2) А что там с CO2?
Количество выбросов CO2 на увеличившееся потребление электроэнергии посчитать и проверить еще легче. Этот показатель называется electricity emission factor и EIA любезно предоставляет нам доступ к данной статистике. Объем выбросов сильно варьируется по стране в зависимости от источника генерации, но средний показатель составляет: 0.668 тонн CO2 на МВт⋅ч потребленной электроэнергии. Важно, что этот показатель уже учитывает все потери в энергосетях.
Общий объем выбросов, необходимый для производства электроэнергии для PEV составит:
M = 782 000 000 ⋅ 0.668 ≈ 522 млн. тонн CO2/год
Средний объем выбросов для существующего автопарка США: 4.7 тонны СО2 на легковой авто в год, или же суммарные ≈ 1000 млн. тонн СО2/год.
Таким образом, переход на PEV помимо централизации выбросов и перемещения их из городов, даст уменьшение выбросов СО2 в 2 раза, даже если брать средние значения emission factor для существующих электростанций.
На практике же, сейчас большинство новых вводимых мощностей электрогенерации в США — это современные газотурбинные электростанции и возобновляемые источники энергии, что даст в итоге еще более существенное снижение загрязнения среды.