Защо Тесла автомобила е няколко пъти по-ефикасен от най-ефикасния дизелов автомобил с ДВГ

Повода да напиша тази статия е желанието ми да споделя някои факти и данни от една много поляризирана и политизирана тема – “Зеления Преход”. За това в отговор на многото тенденциозно, а понякога и направо невярно подбрани твърдения, които са шумно разгласявани по медиите и социалните мрежи, като “чисти факти” – реших да споделя и моите знания по въпроса.

Първото и най-често използвано твърдение е, че батериите за коли са много по-замърсяващи и по-скъпи от двигателите с вътрешно горене ДВГ.

Нека изчислим енергийния разход при производство на батериите за Тесла коли в кВч (Киловат часа):

—————

15 000 кВч за производство на 100 кВч батерия във фабриката + 7 кВч за извличане на литий + 6 кВч за транспортиране на литий + Първоначална енергийна инвестиция – Ако за построяването на една “Тесла Гига-Фабрика” са необходими 5 250 000 000 кВч и тази фабрика има капацитет да произведе 2 милиона Тесла коли годишно – то за един овтомобил се падат средно по 2 750 кВч енергиен разход през първата година на производство, от които 10% отиват за батериите, ако се съди от общата стойност на колата. Т.е 275 кВч отиват за батерията. + 2 кВч за транспортиране на батерии + 81 кВч за рециклиране на батерии + 30 кВч разходи при евентуален пожар на батерии.

или

15 000 кВч + 7 кВч + 6 кВч + 275 кВч + 2 кВч + 81 кВч + 30 кВч ≈ 17 876 кВч

—————

Общо 16 876 кВч

—————

Сега нека преобразуваме енергийните разходи в Барели Петролен Еквивалент (БПЕ):

16 876 кВч / 1 700 кВч на барел ≈ 9.93 БПЕ за производство на батерия за ЕКБ (електрически коли с батерии)

—————

Изчисляване на общото количество енергия, необходимо за производство на коли с ДВГ в Барели Петролен Еквивалент (БПЕ):

Енергия за производство във фабриката 8660 БПЕ + Енергия за производство на материали 8660 БПЕ + Енергия за транспорт 4330 БПЕ + Енергия за научноизследователска и развойна дейност 1732 БПЕ + Енергия за административни функции 2598 БПЕ

—————

8660 БПЕ + 8660 БПЕ + 4330 БПЕ + 1732 БПЕ + 2598 БПЕ ≈ 26 980 БПЕ

—————

Общо ≈ 26 980 БПЕ или 45 866 000 кВч за една кола с ДВГ

(тук не е включена първоначалната инвестиция за построяване на ДВГ фабрика)

—————

Същите изчисления и за Електрическите Коли с Батерии (ЕКБ):

Енергия за производство във фабриката ≈ 1 400 БПЕ (от които 9.93 БЕП за батерията) + Енергия за производство на материали ≈ 3 000 БПЕ + Енергия за транспорт ≈ 1 500 БПЕ + Енергия за научноизследователска и развойна дейност ≈ 2 000 БПЕ + Енергия за административни функции ≈ 1 200 БПЕ

—————–

1 400 БПЕ + 3 000 БПЕ + 1 500 БПЕ + 2 000 БПЕ + 1 200 БПЕ ≈ 9 100 БПЕ

—————

Общо ≈ 9 100 БПЕ или 15 470 000 кВч енергия необходима за производството на една електрическа кола Тесла

—————-

Т.е. Производството на една кола с ДВГ е около ≈ 3 пъти по-енергоемко от производството на една кола модел Тесла:

45 866 000 кВч / 15 470 000 кВч ≈ 2.965 пъти

—————

Сега да поговорим за производствената ефективност на Тесла Гига-Фабриките и иновативния дизайн на Тесла колите

Тук на тази снимка се вижда сравнението на охлаждащата система на Форд Mach-E и Tesla Model Y.

При Форд Mach-E:

Дължината на тръбите е – 18.42 м.
Броя на частите е – 35
Тежеста на охлаждащите течности е – 22.4 кг

При Тесла Модел У:

Дължината на тръбите е – 6.3 м. (2.9 пъти по къси)
Броя на частите е – 10 (3.5 пъти по-малко)
Тежеста на охлаждащите течности е – 9.2 кг (2.4 пъти по леки)

Цялото видео можете да видите тук:

Сравнението на охлаждащата система на Форд Mach-E и Tesla Model Y.

От горепосочения пример се вижда само една малка част от разликите между Тесла и останалите производители на коли.

Тук е мястото да спомена, че общия брой на частите в един автомобил на Тесла е между 10 000 за модел Тесла-3 и около 13 000 за другите модели, докато при коли с ДВГ броят на частите е между 15 0000 и 30 0000 – в зависимост от марката и класата.

Типичното превозно средство с ДВГ има между 200 и 2500 ДВИЖЕЩИ се части, в зависимост от модела.

За сравнение най-скъпия и луксозен Tesla Model S има само 18 движещи се части.

Това прави по-малко от 1% движещи се части при луксозния автомобил – Тесла, в сравнение с най-семплата и евтина кола с ДВГ, която има 200 движещи се части!

“Най-добрата част за един автомобил е тази, която не е нужна!” – това е мотото на инжинерите в Тесла.

Ето и един друг ярък пример за производствената ефективност на Тесла:

Тесла използва алуминиево леене на части под налягане, използвайки технологията Giga-Press(Гига Преса), при която с една отливка се произвежда почти цялата носеща рама на колата за окло 15 минути, под формата на една част – вместо 400-те части, които обикновено са необходими за сглобяването на същата секция на конвенционален автомобил – според Reuters. Както се казва в тази новинарска организация, ако Тесла успее да отлее успешно цяло парче носеща рама, това „ще направи революция, в това как се проектират и произвеждат колите за в бъдеще“.

Само с тази иновативна технология проектирана от инжинерите в Тесла се елиминират 400 отливки, които обикновенно трябва да се сглобят с ХИЛЯДИ крепежни елементи, като нитове, болтове и заварки, и които трябва да се обслужат от около 40-80 индустриални робота (всеки един от които струва около3-4 милиона долара)

Тесла твърди, че е намалила свързаните с това разходи с 40%, според Reuters, като използва Гига Преса за производство на най-популярния си автомобил, Тесла Model Y.

По-подробна информация по въпроса можете да на мерите тук от известното списаниe “Popular Science” :

https://www.popsci.com/technology/tesla-gigacasting/

Никой не говори за разликата в цената на поддръжката между Тесла и автомобилите с ДВГ

Сравнение в разликата на потреблението на енергия при ДВГ и ЕКБ през живота на една кола:

—————

Общата консумация на енергия, като гориво (за движение) през целия живот на ДВГ автомобил с пробег 300 000 км и среден разход от 10л./100км ≈ 30 000 л. гориво за 18 години, което се равнява на 300 000 кВч изгорена енергия, а този на ЕКБ за същите 300 000 км е приблизително 44 400 кВч

Изразено в коефициент се получава ≈ 6.7 пъти по-малък разход на пътя при електрическите коли на Тесла:

300 000 кВч при ДВГ / 44 400 кВч при ЕКБ ≈ 6.7 пъти

Нека сега сравним мощността и КПД на една Тесла 3 и на VW Golf дизел:

Тесла -3, с двоен ел-мотор има мощност 420 к.с. и батерия от 75 kW, с максимален пробег от 507 км при пълно зареждане и нормално каране по магистрала. Това прави разход от 14.8 kW / 100 km или изразено в дизелов еквивалент около 3.7л./100 км.

За сравнение един от най-икономичните дизелови автомобили – VW Golf – 2023 г. с двигател 1,968 cc, има мощност 115 к.с. (85 kW) и среден разход на дизелово гориво 6л/100км или ефективност от 1.25 к.с./ kW, докато при Тесла – 3 имаме ефективност от 5.6 к.с./ kW – близо 4,5 пъти по голямо КПД !! Имайте предвид че VW Golf е икономичен клас автомобил, а Тесла-3 е луксозен клас кола.

Още един важен факт в полза на Тесла колите – минимална цена на поддръжката при смяна на части:

За един автомобил с ДВГ средната стойност на поддръжката, като смяната на масло, спирачни дискове и накладки, маслени филтри, охлаждащи течности, двигателни ремъци, свещи, катализатори и дуги консумативи специфични за ДВГ.

Ето и списък, с някои части за честа подмяна, които няма да Ви трябват при Тесла автомобилите:

Маслена помпа или филтри
Горивна помпа, филтри или системи за впръскване на гориво и датчици
Система за всмукване на въздух и датчици
Изпускателна система
Ремъци всякакви
Въздушни филтри (извън климатика)
Ауспух и катализатор
Вериги на двигател
Алтернатор
Съединител на кола
Многоскоростна трансмисия
Балансиращи валове
Запалителни свещи
Клапанни пружини
Регулатори на налягането
Изводи за запалване
Основни лагери
Бутални пръстени…………….. списъкът продължава още дълго!

Според официалните държавни статистики на САЩ – поддръжката на една кола с ДВГ е ≈ $10 000 за 18 г. (варира от държавата и колата), а консумацията на гориво при изминати приблизително 320 000 км. за приблизително 18 години е ≈ $ 48 600 USD – при $1.50 USD/литър при ефективност 10л/100км (също варира от държавата и колата)

Т.е. Общата поддръжка за живота на един автомобил с ДВГ е ≈ $ 48 600

От друга страна за един автомобил с ел-батерия и ел-двигатели, като Тесла, с пробег от 320 000 км, за 18 години – средната поддръжка за горепосочените консумативи не съществува!

Единствените разходи за движение на колата са цената на тока за 1 kWh чиято приблизителната стойност сега е около ≈ 0.22 лв/KW. За 100 кВч батерия с пълно зареждане е ≈ 22 лв. Т.е. При пробег от 680 kм за едно зареждане (Тесла модел 3) има разход от 1 кВч за всеки 6.8км

За 18 години и 320 000 км пробег Тесла 3 ще изразходва ≈ 47 000 кВч, което ще струва около $5 900 USD (за 0.22 лв/кВч)

T.e. Общата сума спестена от ДВГ-консумативи и ДВГ-гориво ще е около ≈ $42 700 USD или 75 725 лв. (по днешен курс от 1.75BGN за 1 USD), с която почти можете да си купите още един Тесла Y автомобил, на около 50 000 км., с фабрична гаранция за още 150 000 км на батерията и ходовата част!

Допълнителен размисъл по темата:

Ако предположим, че в НАЙ-ЛОШИЯ случай електрическата енергия за зареждане на една Тесла е произведена от дизелова електростанция, която изразходва окло 0.35 литра дизел за генериране на 1 kWh (тук изключвам вятърна, слънчева, водна, атомна енергия и др.) то тогава за една Тесла с 75 кВч батерия ще се изразходват 26.25 литра дизел за пълно зареждане. Тогава при изразено в литри дизелово гориво – Теслата ще харчи 26.25 л / 500 км или 5.25 л/100км. (при мощност 420 к.с.), което е пак по-добро от 6 л./100км. (при мощност 115 к.с.)

Ето и статистика на различните енергийни източници при производство на ел-енергия в Европа за 2023 г.

Въглищата произвеждат 16% (447 ТВч), природен газ 20% (557 ТВч) и другите изкопаеми горива 3,6% (100 ТВч). Ядрената енергия остава най-големият производител на електроенергия в ЕС с 22% (613 ТВч) от микса. 15% (420 ТВч) се произвеждат от вятъра и 7,3% (203 ТВч) се произвеждат от слънцето.

В заключение:

Прехода от ДВГ към ЕКБ няма да е лесен, поради многото фалшиви новини и недостига на ел-енергия в мрежите, но всички знаем дълбоко в себе си, че това е бъдещето.

Има само един начин да се произвежда петрол и газ – чрез централизирани монополни корпорации от недрата на земята, но има стотици начини да се произвежда ток и то де-централизирано, т.е. на мястото на потребление и това ще спестява огромни ресурси в бъдещата електрификация на света.

В същото време има и важни фактори от двете страни на темата, по които си имам свое мнение:

Моите агрументи против “Зелената Сделка”

Политизирането и спекулацията около “въглеродния отпечатък” (въглеродния двуокис CO2) Планирането на световни, централизирани крипто-валути цели единствено дигиталното ограничаване на индивидуалните човешките права. Пример за това е днешен Китай. Правилният подход е да се рециклира максимално, да се засаждат масово дървета и да се стимулират енерго-ефективни и автоматизирани технологии. Въглеродния двуокис CO2 е основен компонент в кръговрата на природата. Повече CO2 – повече зелена планета! Като цяло фокусирането върху CO2 е погрешен подход, тъй-като човешкият отпечатък в земната атмосфера е едва 0.5%
“Климатичните промени” използвани като страхова тактика за контрол над масите и гласуването на огромни държавни бюджети за това. Основната грешка в този подход е насаждането на вина и страх сред хората, което поляризира още повече обществата, докато корумпирани политици и хитри бизнеси усвояват поредните милиарди. Ако сте запознати по добре с геологичната история на земята ще видите, че температурите и нивата на CO2 в миналото са били с много по-високи стойности и това се е повтаряло циклично 6-7 пъти за последните 1-3 милиарда години (ако вярваме на въглеродната датировка). По времето на тези “Климатични Промени” човешката цивилизация дори не е съществувала и не е имало кой да поеме вината!
Прибързаното съкращаване на енергийни мощности на електроцентрали, използващи атомно гориво, природен газ, био-газ и последна генерация чисти въглищни електроцентрали.
Подтискането на патенти за алтернативна енергия. По настоящем има стотици такива разработки, но са малко компаниите, които ги произвеждат масово. Тук разбира се на помощ идва и спекулацията около “Световната Конспирация”, която само вреди на цялостния процес.
Изкуствено създаване на световни кризистни ситуации и напрежения, които да убедят обикновенния човек да приеме “Зелената Сделка”. Това е доста първичен и обиден за хората начин да се наклони общественото мнение в една или друга посока! По-добрият начин е чрез конкуренция и качество – потребителите да решат за себе си кое е по-добро.

Моите агрументи за “Зелената Сделка”

Иновациите разработени от компании като Тесла и други подобни ще подобрят начина ни на живот – Само с двата примера на иновации в производството на Тесла, които посочих по-горе можете да се убедите, че по-иновативния инжинерен подход, ако бъде прилаган масово, може да спаси много повече дървета, животни, природни ресурси и човешки животи, отколкото насилствени държавни и глобални политики, имащи за цел по-голям контрол над населението.
По-чисти градове. Никой не може да отрече, че ако в един град целия транспорт е електрически – въздухът ще е много по-чист. Да не говорим, че ако има и достатъчно роботи, като Тесла-Бот (все още в разработка), които биха могли да бъдат чистачи, градинари и строители на тротоари и пътища и много още други професии, непривлекателни за човека – качеството на живота ни ще е още по-голямо. “Зелената Сделка” поставя началото на този процес, но по грешния начин.
Де-централизацията на енергийните източници – създаване на малки персонални или фамилни, стационарни и мобилни източници на ел-енергия. Ще е прекрасно ако всеки автомобил, робот или ел-устройство, като телефона Ви – има батерия, която има живот от 80-100 години и която се самозарежда, или се зарежда за няколко секунди, както вече има патенти на такива технологии, като “Неутрино Волтаици” и “Графеинови Батерии”. Тогава няма да има нужда от толкова огромни енерго-преносни мрежи, с непоносимо сложни и скъпи трасформаторни станции, които използват милиони тонове ценни метали и огромен човешки ресурс за поддръжка. Въпросът е кога тези нови източници на де-централизирано генериране на ток ще започнат да се произвеждат масово?
Намаляване броя на колите и паркингите в градовете, чрез масовото използване на автоматични коли, като “Robo-Taxi”. По този проблем работят множество компании, но за сега Тесла е с най-голяма преднина, чрез разработката си на FSD (Пълен Авто Пилот) софтуер и хардуер. Тази тяхна технология е началото на GAI (General Artificial Intelligence) – генерален изкуствен интелект, който ще се отрази на цялостният ни начин на живот. Дали за добро, или за зло – ние трябва да решим, като следим за пълната прозрачност (open source – отворен код) на тези процеси.
Електрификация на въздушния и морски транспорт. Всичките гореспоменати технологии ще изведат въздушният и морски транспорт на друго ниво, при което персоналните въздушни превозни средства ще станат нещо обичайно.
Рециклирането на батерии е алтернатива на необратимото горене на петрол. Със съвременните методи на рециклиране е възможно да се възтановят до 95% от материалите в една батерия, докато петрола и другите горива за ДВГ изгарят необратимо в атмосферата. Т.е. цената на една батерия в бъдеще ще се понижи многократно, а цената на добив на петрол ще си остане същата.

Линк към един от иновативните алтернативни методи за генериране на ток “Neutrino Energy Group”:

Neutrino Energy

Забележка:

Всички данни тук са с приблизителни стойности, които могат да претърпят промени поради разлики в технологиите и промяна в цените на основните производствени суровини през годините, така също и климатичните особености на регионите, в които съответните марки коли са тествани. Основните източници на статистическите данни, използвани в статията са взети от множество официални международни и държавни уеб-сайтове достъпни за широката публика. Така също мнението на автора може да е повлияно от факта, че Тесла са му любимата марка електрически коли. Сравнението с други марки коли е само с базистна информационна цел.

Автор на статията:

Димитър Дечев – 30 Март 2024 г.

Източници на повечето от използваните данни в статията:

https://ember-climate.org/insights/research/european-electricity-review-2023/

http://www.conversion-website.com/index.html

https://www.visualcapitalist.com/visualized-how-much-do-ev-batteries-cost/

https://www.tesla.com/

https://www.vwofchicagoland.com/manufacturer-information/volkswagen-mpg/

https://www.popsci.com/technology/tesla-gigacasting/