Дата и время защиты
ДокументДата размещения
Полный текст диссертации: 24. 2022
Решение диссовета о приеме к защите: 21. 2022
Автореферат диссертации: 21. 2022
Отзыв научного руководителя: 21. 2022
Отзыв ведущей организации: 06. 2022
Отзывы официальных оппонентов: 06. 2022
Отзывы на автореферат: 15. 2022
Сведения о ведущей организации: 06. 2022
Сведения об официальных оппонентах: 06. 2022
Результаты защиты: 29. 2022
➤ Страница «Наши защиты»
➤ Порядок представления диссертации к защите
Побудительной причиной к пересмотру предыдущей статьи «Энергетическая эффективность электромобилей» послужила переписка с некоторыми активными поборниками альтернативных видов транспорта. Мне было справедливо указано на то, что простой перевод GGE (Gas Gallon Equivalent) для автомобилей на природном газе в эквивалент литра бензина может привести к заблуждению читателей. Также было много критики о том, что сравниваются несравнимые по мощности двигателя автомобили. Постараюсь исправиться и на этот раз привести новые данные. Итак, приступим.
Давайте на время отвлечемся от такого эфемерного понятия, как экологическая чистота и бесшумность электромобиля. Попробуем подступить к проблеме с чисто меркантильным интересом — возьмем и сравним параметры расхода энергии различных типов автомобилей на единицу пройденного пути. Для оценки будем использовать не только затраты энергии на передвижение (в этом случае электромобиль, благодаря своему крайне высокому КПД будет многогратно превосходить другие типы автомобилей), но и затраты энергии, необходимые для переработки исходного сырья, доставки энергоносителя и заправки автомобиля.
Комитет по энергетике и инженерному обеспечению и СПбГБУ «Центр энергосбережения» приглашают принять участие в конкурсе проектов в области энергосбережения и повышения энергоэффективности. В этом году прием заявок проводится по пяти номинациям.
В состав конкурсной комиссии под председательством вице-губернатора Санкт-Петербурга Сергея Дрегваля войдут отраслевые эксперты, представители исполнительных органов государственной власти, профильных объединений и других организаций, компетентных в области энергосбережения и повышения энергоэффективности. Прием заявок будет осуществляться с 1 сентября по 21 октября. Участвовать в конкурсе могут организации любой формы собственности, осуществляющие свою деятельность на территории Санкт-Петербурга и реализующие мероприятия в сфере энергосбережения и повышения энергетической эффективности. К рассмотрению принимаются проекты, реализованные в период с 1 января 2021 года по 1 июля 2022 года.
Профессиональное жюри определит победителей в 5 номинациях:
• Лучший проект по повышению энергоэффективности на предприятии коммунальной инфраструктуры;
• Лучший проект по повышению энергоэффективности при строительстве, реконструкции зданий, сооружений, объектов инфраструктуры и общественных пространств;
• Лучший проект по энергоэффективности в жилом фонде;
• Лучший проект по повышению энергоэффективности на объектах бюджетной сферы;
• Лучший проект по популяризации энергосберегающего образа жизни.
Награждение победителей будет приурочено к Международному дню энергосбережения, который отмечается 11 ноября.
Ознакомиться с правилами представления проектов можно в «Положении о Конкурсе реализованных проектов в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности в Санкт-Петербурге» на сайте СПбГБУ «Центр энергосбережения» в разделе «Мероприятия».
Конкурс реализованных проектов в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности направлен на повышение уровня культуры энергопотребления, привлечение внимания к бережному отношению к энергоресурсам, природе, энергосберегающему образу жизни и стимулирование применения энергоэффективных технологий в различных секторах экономики Санкт-Петербурга.
Текст: Новости Фрунзенского района Санкт-Петербурга
Соответствующий ГОСТ вступит в силу весной следующего года. Согласно ему, потребителей необходимо информировать о показателях энергоэффективности машин.
Сейчас в состав сопроводительной документации на автомобиль входят паспорт транспортного средства (либо бумажный, либо электронный ПТС), сервисная книжка и руководство по эксплуатации. Однако уже в следующем году этот список станет шире.
Автопроизводители на добровольной основе начнут выдавать новые сопровождающие документы для машин, выпускаемых в обращение в России. Изменения коснутся «легковушек» и грузовых автомобилей массой до 3,5 т. Новый госстандарт, расширяющий список автодокументов, начнёт действовать 31 марта 2020 года.
Согласно этому ГОСТу, новые автомобили могут получить так называемую «этикетку энергоэффективности» транспортного средства (подобные используют для бытовой техники). В ней будет указано, сколько энергии и топлива потребляет определённый автомобиль. Речь идёт о расходе бензина, дизельного топлива, нефтяного или природного газа на 100 километров пути. В этой же этикетке напишут, сколько машина выделяет углекислого газа.
По данным RT, норма коснётся и электромобилей: в новом сопроводительном документе уточнят, сколько электроэнергии потребляет «розеточный» автомобиль, а также разместят информацию о том, какой у него запас хода на одной зарядке (по какому циклу будут вести расчёт, пока не ясно).
Всего будет 7 основных классов энергоэффективности для автомобилей. Самым высоким станет А++, его присвоят машинам с нулевыми выбросами углекислого газа. Под класс А попадут ТС с выхлопами до 50 г/км, под класс В – машины с показателем от 51 до 95 г/км, под класс С – от 96 до 120 г/км. Самым низким классом станет G (выбросы CO2 превышают 221 г/км).
В новом ГОСТе указано, что с весны 2020 года этикетка энергоэффективности войдёт в комплект сопроводительных документов, которые прилагаются к машине при её «продаже и демонстрации».
Отметим, этикетка энергоэффективности не нужна тем легковым и грузовым автомобилям массой 3,5 т, объём производства которых составляет менее 2 тыс. экземпляров в год.
В Росстандарте считают, что новая этикетка поможет получить российскую статистику по выбросам углекислого газа в атмосферу. По мнению ведомства, это позволит стране разработать собственные шаги по регулированию вредных выбросов. Отметим, в Европе постепенно всё сильнее и сильнее ужесточают эконормы, тогда как в России подобными вопросами власти озабочены меньше. К примеру, когда во многих странах отзывали автомобили с «дизелями» концерна VW, которые использовали специальное ПО, скрывающее реальный объём выхлопов, в РФ заявили, что даже реальный показатель проходит по «нашим» стандартам (хотя автомобили, по желанию производителя, отправили на сервис и в России).
Как сообщает «РГ» со ссылкой на первого зампреда комитета ГД по госстроительству и законодательству Вячеслава Лысакова, информация об объёме выбросов углекислого газа, потреблении топлива и экологическом классе указывается в сервисной книжке автомобиля. Он выразил надежду на то, что нововведение не повлечёт за собой подорожания машин, так как затраты на этикетку «абсолютно ничтожны».
Напомним, в конце лета текущего года сообщалось о том, что машины в России могут подорожать из-за перехода на электронные ПТС. Дело в том, что изначально власти планировали ввести субсидии для российских производителей (чтобы покрыть расходы, связанные с ранним переходом на электронные паспорта). Однако срок снова был перенесён, тем временем многие компании в РФ уже перешли на ЭПТС.
Методика расчетов.
Для сравнения возьмем автомобили Honda различных типов двигательных установок, один из самых экономичных дизелей — VW Jetta Diesel, и спортивный(!) электромобиль Tesla Roadster. Для сравнения выбраны малолитражные автомобили не сильно различающиеся по весу со спортивным электромобилем. Почему выбран именно спортивный вариант электромобиля? — Потому что мы все знаем «прожорливость» спортивных автомобилей и, таким образом, выбрав Tesla Roadster для сравнения, даем фору другим участникам нашего исследования.
Поскольку электромобиль в настоящее время является, в основном, средством внутригородской коммуникации, сравнивать будем расход энергии на передвижение в смешанном цикле. Для всех автомобилей были выбраны минимальные цифры расхода топлива (таким образом в нашем исследовании участвуют самые экономичные двигателя из имеющихся в данной линейке версий автомобиля).
Суммарная эффективность переработки, доставки и заправки взята из статьи: «The 21st Century Electric Car» by Martin Eberhard and Marc Tarpenning, Tesla Motors Inc. Wednesday, July 19, 2006.
Теплота сгорания различных видов топлива взята из книги: «А. Енохович. Справочник по физике и технике. Москва, 1989». Для бензина теплота сгорания принята 30. 8 Мдж/л, для дизтоплива — 36,3 МДж/л, водород 120 МДж/кг, природный газ — 45 МДж/кг.
Для водородных топливных элементов получение водорода принято, исходя из наиболее недорогой технологии производства — путем окисления метана природного газа парами воды эффективность данного метода около 61% (на весь процесс от добычи природного газа до заправки в бак автомобиля). Хочу отметить, что в современных установках по электролизу воды КПД процесса составляет чуть более 60%, так что критиков предыдущего метода получения водорода прошу не беспокоиться.
Электроэнергию для зарядки электромобиля можно получить на атомных электростанциях или из возобновляемых источников (при помощи солнечных батарей, гидро- или ветроэлектростанций). Однако трудно рассчитать эффективность этих методов получения электроэнергии, поэтому для рассчетов взята электроэнергия, производимая на ТЭЦ при сжигании природного газа.
Методика расчетов.
Уфф. После длительных и нудных объяснений методики расчетов, и приведения результатов, можно переходить к самому интересному — извлечению выводов из имеющейся информации.
Несмотря на довольно жесткую методику рассчетов можно видеть, что суммарная энергоэффективность электромобиля в 2 раза выше ближайших конкурентов — гибридных автомобилей и автомобилей на водородных топливных элементах.
Автомобили с водородными топливными элементами оказались далеко не так хороши, как их рекламируют и активно продвигают. Эффективность самого водородомобиля достаточно высока (0,7 км/МДж — второй результат после электромобиля). Однако ущербность данной технологии показывает суммарная энергоэффективность, сравнимая с эффективностью дизеля при несоизмеримо большей стоимости и сложности.
Энергетическая эффективность самого электромобиля недостижимо высока (1,84 км/МДж) — в этом виноват высокий коэффициент полезного действия электроустановки. Расчеты навевают сомнения в заявленом КПД автомобилей с двигателями внутреннего сгорания — мне неоднократно встречались заявления, что КПД дизельного двигателя достигает 40%, что позволяет говорить о безперспективности электромобилей. Безперспективности из-за того, что суммарная мощность автомобилей превышает суммарную мощность электростанций, и при замене авто- на электро электроэнергии просто не хватит. Возможно, на оптимальных оборотах дизель и имеет 40% КПД, однако, если брать реальные условия, КПД дизеля не дотягивает до 20% (иначе у электромобиля получилось бы КПД 160% — вечный двигатель, однако). Так что для питания электромобилей потребуется в 4 раза меньше энергии при полном замене современного парка автомобилей. Поскольку массовый современный электромобиль — средство внутригородской коммуникации, то об увеличении количества электростанций говорить не приходится. Наоборот, электромобили могут стать важным элементом энергосистемы мира, сглаживая ночное падение потребления электроэнергии.
Надеюсь, читатель почерпнул немного полезных сведений о современном мире транспорта. В публикации затронуто много спорных моментов, методика сравнения достаточно приблизительна. Через пару недель я наконец-то выхожу в долгожданный отпуск. Надеюсь, у меня появится несколько свободных часов, чтобы написать калькулятор эффективности различных видов транспорта. Тогда любой желающий сможет путем собственных расчетов подтвердить (или опровергнуть:) вышеизложенные выводы.
Прикрепленный файлРазмер
21st century EV article447. 58 кб
Результаты сравнения
Данные расчетов объединены в следующую таблицу:
Сравнительная таблица энергоэффективности различных типов автомобилей
ТехнологияАвтомобильИсходный источник энергииЭффективность переработки, доставки и заправки (суммарно)Расстояние, проходимое на единицу топливаЭнергетическая эффективность автомобиляПолная энергетическая эффективность
Двигатель на природном газе
Honda CNG
Природный газ
86,0%
17,5 км/кг
0,39 км/МДж
0,32 км/МДж
Водородные топливные элементы
Honda FCX
Природный газ
61,0%
84 км/кг
0,7 км/МДж
0,43 км/МДж
Дизельный двигатель
VW Jetta Diesel
Нефть
90,1%
17,2 км/л
0,47 км/МДж
0,42 км/МДж
Бензиновый двигатель
Honda Civic VX
Нефть
81,7%
14,2 км/л
0,46 км/МДж
0,38 км/МДж
Гибридный автомобиль (Бензин/Электро)
Honda Civic Hybrid
Нефть
81,7%
17,3 км/л
0,56 км/МДж
0,46 км/МДж
Электро
Tesla Roadster
Природный газ
52,5%
151 Вт*ч/км
1,84 км/МДж
0,97 км/МДж
