Зарядные станции на 350 кВт очень дороги, но их сторонники считают, что «больше – лучше» и относятся к зарядкам электрического транспорта как к бензиновым заправкам.
Автопроизводители участвуют в конкурсе «у кого больше», соревнуясь своими высокоскоростными зарядными станциями постоянного тока. Tesla была пионером, развернув сеть зарядных устройств мощностью на 120 кВт, которые впоследствии были модернизированы до 150 кВт. Porsche продемонстрировали зарядное устройство мощностью 350 кВт для своего Taycan. Tesla модернизировала свои новейшие станции до 250 кВт. Сети других производителей начинали с 50 кВт, но по мере улучшения системы зарядки CCS, новые установки (в частности, в сети «Electrify America») были доведены до 150 кВт (некоторые из них даже мощнее).
Установка зарядных устройств второго уровня (мощностью от 3 до 8 кВт) оказалась ошибкой – страну заполонили дорогие зарядные станции, которыми водители дальноходных современных электромобилей практически не пользуются. Эти зарядные устройства работают медленно, и либо они бесплатны, либо цена зарядки на них завышена. Их установка имеет смысл только в жилых кварталах, либо возле парковок и у отелей – в местах, где люди обычно проводят 4 часа и более. Тем не менее множество таких зарядок установлено в местах, где люди проводят от 30 минут до 2 часов (например, на парковках магазинов).
Каждый киловатт мощности прибавляет около 4 миль дальности за час зарядки, поэтому станция мощностью 150 кВт, работающая на полную, теоретически может добавить автомобилю вроде Tesla Model 3 до 600 миль дальности за час зарядки.
Проблема в том, что на самом деле не может. Это мгновенная скорость, и станция выдает ее только в начале сеанса зарядки – как только батарея заряжается наполовину (или даже раньше), скорость зарядки падает. Может быть, правильнее сказать, что станция на 150 кВт прибавляет 100 миль за 10 минут, но это верно только для сильно разряженной машины. Зарядная станция не может добавить 200 миль за 20 минут. Большинство автомобилей в любом случае проходят на одном заряде всего 200-300 миль.
Мы опять ошиблись?
Могут ли возникнуть такие проблемы при развертывании быстрых зарядок? Я называю гонку пиковых мощностей в духе «у кого больше», о которой говорилось выше «бензиновым подходом». Речь о таком подходе возникает, когда кто-то сравнивает зарядки для электромобилей с бензиновыми заправками. Бензиновый подход подразумевает следующую ситуацию: вы едете, замечаете, что топлива осталось мало, ищете ближайшую заправку и заливаете на ней полный бак. Настолько быстро, насколько можете.
Электрическое мышление работает по-другому. Этот подход подразумевает желание зарядить автомобиль, пока он припаркован не из-за того, что у него разрядилась батарея, а, например, когда вы спите дома или в гостинице. В рамках этого подхода скорость зарядки не имеет значения, главное чтобы ваша машина полностью зарядилась за время стоянки. Когда вы едете на заправку, ваша главная задача — заправиться. Зарядка электромобиля, в идеале, должна быть вашей вторичной задачей.
Это не значит, что потребность в супер-быстрой зарядке не возникает. Бывают моменты, когда у вас нет первоочередной задачи. Когда важность всех задач примерно одинакова (хотя так не бывает), вам, конечно, хочется ускорить дела вроде зарядки машины. Если машину можно подзарядить менее чем за 5 минут, то зарядку можно сравнить с обычной заправкой. На одинокой стоянке грузовиков между штатами или на загородном складе такая зарядка пригодится.
Впрочем, полного баланса не бывает. Очень высокая мощность зарядки стоит денег. Зарядные станции дорогие, заводить мегаватты электроэнергии тоже недешево (не так дорого, как строить АЗС, но все равно ощутимо) Эта стоимость должна быть оплачена, и обычно цена электричества на таких станциях зарядки может быть от 2 до 5 раз больше, чем при зарядке от вашей станции у дома. Представьте следующую ситуацию: у дома вы можете заправляться по цене 2.5 доллара за галлон, а на хайвее – по 8 долларов за галлон. Какую АЗС вы будете избегать кроме случаев крайней необходимости?
Еще одна проблема заключается в том, что очень быстрая зарядка сокращает срок службы аккумулятора. Этот показатель сложно пересчитать в доллары, но он действительно важен. Многие компании работают над зарядными устройствами и батареями, которые не будут подвержены этому недугу, но пока что прибегать к быстрой зарядке стоит только при большой необходимости.
Люди, которые могут заряжать свой автомобиль дома или в офисе, должны пользоваться этой возможностью как основным вариантом – с медленным оборудованием и низкой ценой зарядки. На самом деле, зачастую правильным выбором может оказаться зарядка первого уровня, прибавляющая всего 5-7 миль проезда в час. Если офис может поставить 5 маломощных зарядных устройств по цене одного зарядного устройства 2-го уровня, то это будет лучшее решение – большинство машин могут проезжать всего 40 миль в день. Несколько зарядных станций второго уровня могут обслуживать людей, которым нужно чуть больше прямо сейчас. (Следует отметить, что более медленная зарядка первого уровня мощностью 2 кВт несколько менее эффективна, чем зарядка второго уровня мощностью 7 кВт).
Людям, у которых нет зарядок около дома или работы, а также автопутешественникам, необходимо другое решение. В таких ситуациях основным решением является суперзарядка (по крайней мере, что касается Tesla).
«Средне-быстрая» зарядка
Эти зарядные станции на 50 кВт довольно быстрые, но в пока что дорогие. Хотя так быть не должно.
Решение может заключаться в более широком развертывании «средне-быстрых» зарядок, работающих в диапазоне 40-50 кВт. Такие зарядные станции тоже недешевы, но они стоят меньше, чем зарядки на 150 кВт и более. Впрочем, на рынке стараются снизить их стоимость. Недавно я разговаривал с «Wallbox», европейским поставщиком зарядных станций, и хотя о ценах речи пока не идет, они планируют производить значительно более дешевые зарядные устройства мощностью 50 кВт.
Стоимость зарядного устройства — это только полдела, стоимость высокомощной электрической инфраструктуры также велика. Даже если речь идет о существующем коммерческом здании, добавление сотен кВт мощности может потребовать обновления электроснабжения и дорогостоящей электропроводки. 150 кВт – это серьезно, могут возникнуть большие риски в плане безопасности, а это повышает стоимость.
Быструю зарядку удобно иметь в тех местах, где вы можете остановиться на время от 20 минут до часа – в местах вроде ресторанов, продуктовых магазинов (и другой крупной розницы), баров и прочих мест встреч. Если цена таких зарядок снизится настолько, что они будут повсюду, то они будут очень удобны при поездках за покупками. Сценарий использования будет очень простым – поставьте машину на зарядку и идите по делам, оплата зарядки будет рассчитана специальным протоколом прямо через кабель. Если магазин захочет сделать скидку за зарядку это можно будет сделать просто приложив телефон к специальному датчику в магазине (или, что еще лучше, автоматически, после безналичной оплаты покупок).
«Средне-быстрые» зарядки также хороши при поездках в рестораны. Даже если вы приедете компанией в фаст-фуд и присядете перекусить – у вас это займет порядка 35 минут. Проблема ресторанов в том, что их основная работа приходится на бизнес-ланч и ужин, так что поездка в ресторан и быстрая зарядка автомобиля имеют смысл. Поскольку вам нужно будет припарковаться у зарядки, лучше поставить несколько зарядок возле ресторана, а не одну мощную в 5-10 минутах ходьбы от него (разве что если рядом с мощной зарядкой можно взять еду на вынос).
Доступные зарядки и фургонные стоянки
Как уже отмечалось, стоимость новой электрической инфраструктуры может стать проблемой, особенно если речь идет о небольшом учреждении, желающем просто поставить 2-3 зарядки. Если вы строите большую зарядную станцию, то к ней почти всегда придется делать новую электрическую систему.
Нам нужны умеренные по мощности зарядки, которые смогут определять ток, поступающий в здание, и не будут выдавать больше мощности, чем может выдержать имеющаяся инфраструктура. Многие здания очень хорошо обеспечены электроэнергией и большую часть времени используют только небольшую ее часть, повышая аппетиты в ситуациях, когда имеется большая потребность в переменном токе. В остальное время у них есть простаивающие ресурсы.
Текущие электрические нормы и правила заставляют электриков суммировать нагрузки в здании и применять к ним формулу для оценки мощности необходимой инфраструктуры. Эта формула помогает избегать перегрузок, и хотя это не просто сумма всех нагрузок, в формуле учитывается, что большинство нагрузок может одновременно возникнуть в полном объеме. Все это касается обычного потребления, но ведь легко сделать автомобильное зарядное устройство, реагирующее на изменения загруженности сети. Такая станция может увидеть, что другое устройство (например, кондиционер) потребляет много энергии, и уменьшить свою мощность, чтобы общая нагрузка оставалась на уровне безопасных значений. Сейчас наши электрические нормы только адаптируются к появлению подобных умных устройств, но в конечном итоге все эти подходы будут согласованы между собой.
На самом деле, у обычного коммерческого здания (например, магазина) почти всегда хватит энергии для установки зарядной станции на 50 кВт. Впрочем, это справедливо не всегда. Нехватка энергии просто замедлит зарядку, и если эта проблема не будет встречаться часто, то с этим можно мириться – все равно это дешевле, чем повсеместно обновлять электрическую инфраструктуру. Подобные случаи также можно определять заранее, поскольку даже по показателям температуры можно определить, что скорость зарядки будет снижена. Водителям, которые используют приложение для поиска зарядной станции, будет сказано, что зарядное устройство работает на сниженной мощности задолго до того, как они доедут до этой станции.
Недорогая умеренно-быстрая зарядная станция, которая не требует модернизации электрооборудования (даже если вы поставите несколько таких зарядок), может стать лучшим вариантом для розничных магазинов. Такая инфраструктура может иметь смысл и в офисах, хотя сотрудникам придется выходить и переставлять свои машины, чтобы их коллеги тоже могли подзарядиться. На среднего сотрудника понадобится около 10-15 кВт/ч в день. Можно установить и одно супермощное зарядное устройство, которым успеют воспользоваться 20 сотрудников (если они будут постоянно бегать и меняться), но намного проще и дешевле просто поставить 20 зарядных устройств первого уровня которые будут работать весь рабочий день. Также можно установить устройства «полуторного» уровня – на 208 или 240 вольт и 15 ампер. Такую зарядную станцию (по техническим характеристикам близкую к нижним границам второго уровня) легко сделать, и она даже может быть подключена к существующей электросети – таким образом ее установка будет недорогой, а скорость зарядки будет вдвое выше, чем у первого уровня.
Фургонные парки
У фургонных парков есть большие запасы электричества в те дни, когда они не забиты под завязку.
Фургонные парки – это еще одна интересная возможность для установки дешевых зарядных устройств. Стоянки фургонов, как правило, имеют очень мощную электрическую инфраструктуру, поскольку им нужно справляться с большим количеством фургонов, в каждом из которых работает кондиционер. В более свободные дни эти мощности простаивают, и владельцы парков могли бы установить динамические зарядные устройства с невысокой стоимостью зарядки. Сегодня станции быстрой зарядки расположены преимущественно на главных магистралях, в сельских и загородных районах зарядок почти нет. Фургонные парки, в свою очередь, есть почти везде. Многие предпочитают путешествовать по проселочным дорогам.
Водителям электромобилей понравилась бы возможность пользоваться абсолютно всеми дорогами, и они бы использовали зарядки в фургонных парках (даже если это будут очень медленные станции 2 уровня) уже сегодня. В 30-минутной остановке на обычной парковке для фургонов смысла не так уж и много, хотя там всегда есть столики для пикника, где можно перекусить. Да, в такой ситуации людям захочется подключить свою машину к станции на 150 кВт и зарядиться с той же скоростью, с которой обычные машины заливают полный бак на АЗС, но для фургонных парков это пока слишком дорого. Люди будут терпеть 1-2 получасовые остановки раз в день, если это даст им возможность ездить по проселочным дорогам, которые раньше были им недоступны.
Важное послание — не относитесь к зарядным станциям для электромобилей как к АЗС. Необходимо понять – где люди на самом деле будут нуждаться в энергии, и где они будут оставаться достаточно долго, чтобы получить ее с помощью зарядных устройств разной мощности. Если вы обратите внимание на стоимость зарядных устройств, то, возможно, обнаружите, что в одних местах лучше поставить медленные зарядные устройства, а в других — средние и сверхбыстрые. А во многих случаях решение может быть смешанным.
