Как настоящий. Может ли грузовик Tesla Semi соревноваться с дизельными конкурентами
Tesla Semi стал предметом острой дискуссии еще до обнародования данных Илоном Маском на презентации. Почти все участники дискуссии говорили примерно одно и то же. Электрогрузовик не может иметь дальность больше 480 километров, иначе его батарея станет слишком тяжелой и дорогой. А этого расстояния слишком мало для коммерческого использования. Машина будет проводить часы на зарядке, стоить целое состояние, а аккумулятор все равно будет слишком тяжелым.
Поэтому везти грузовик сможет всего 20-30 тонн, хотя дизельные везут более 35 тонн. В итоге новая модель не оправдает себя. Прогнозы Wired, Technology Review, Bloomberg не оправдались. Характеристики Tesla Semi — самые фантастические из тех, которые авторынок видел за последние 10 лет. Достаточно ли их для коммерческого применения электромобиля?.
Почему у Маска получилось
Все эксперты ошибались. Согласно презентации, прошедшей утром (по Москве) 17 ноября, электрофура Tesla Semi имеет дальность хода на одном заряде в 806 километров — при полной полезной загрузке в 36 287 килограмм. Много это или мало? Кроме Tesla о желании выпускать электрофуры пока заявили всего две компании — Cummins и Daimler. Но их «дальнобои» могут проехать без подзарядки от 160 до 350 километров. Это в разы меньше, чем у «теслагрузовика». Похоже, гигантам традиционного автопрома придется немыслимо тяжело. То, с чем они хотят выходить на рынок через несколько лет, устарело уже сегодня, 17 ноября 2017 года.
Дальность важна для грузовика потому, что его суточный пробег намного больше, чем у легковушки, которыми до этого занималась компания Илона Маска. Средний грузовик в категории Class 8 (в нем находится Tesla Semi) в США проезжает 160 тысяч километров или примерно 400 в сутки. Разовый суточный пробег не может превышать 800-900 километров потому, что в США существует «правило 11/24». По нему водитель грузовика не может находиться за рулем более 11 часов в сутки, не сделав десятичасовой перерыв на сон и еду. На практике за 11 часов трудно покрыть более 900 километров, и подавляющее большинство американских дальнобойщиков делают даже меньше. А это значит, что дальности Tesla Semi хватит для того, чтобы сравняться с любой дизельной фурой.
Конечно в странах типа России, где какие-либо ограничения в рабочем времени водителя фуры существуют только на бумаге, пробег может быть и больше. Однако это не так важно. Для быстрого пополнения емкости батареи в пути Tesla обещает «мегазарядку» на своих заправках. Она сможет дать грузовику энергии еще на 643 километра пробега всего за 30 минут — время, который водитель тратит на перекус в кафе.
Расход энергии аккумуляторов у нового грузовика менее 125 киловатт-часов на 100 километров. Это довольно мало — американский дизельный грузовик такого класса тратит 36,75 литров дизтоплива на 100 километров. Литр солярки стоит на порядок больше, чем киловатт-час электричества, а дает всего около 3,5 киловатт-часов с учетом КПД двигателя внутреннего сгорания. Добиться такой экономичности электрогрузовику помогает две технологии. Первая — регенеративное торможение, при котором лишняя скорость тормозящей машины уходит на подзарядку батарей, а не на нагрев колодок. Вторая — обтекаемая форма кабины с очень низким аэродинамическим сопротивлением — ее коэффициент равен всего 0,36. У существующих коммерческих грузовиков он выше 0,4, а значит лишнюю энергию приходится тратить на «расталкивание» воздуха.
Одновременно Tesla Semi, что типично для этого производителя, — самое динамичное транспортное средство в своем классе. У модели четыре электромотора того же типа, что на Model 3, общей мощностью в 1032 лошадиные силы. До сотни километров в час без груза она разгонится за пять секунд, то есть как недешевая легковая Audi.
При полной нагрузке в 36 тонн разгон до 60 миль/час (приблизительно 95 км/час) займет целых 20 секунд. Очень медленно для легковых автомобилей. Но для дизельных фур и эта цифра выглядит недостижимой. Эта характеристика новинки никого не потрясла. Ведь на том же мероприятии были обнародованы и данные по Roadster 2 той же компании. Он будет разгоняться до сотни за 1,9 секунды — быстрее, чем любое существующее или только проектирующееся авто. Понятно, что на фоне легкового родственника, способного ехать быстрее 400 км/час, грузовик все равно выглядит бледно.
Как это стало возможно технологически?
Характеристики Tesla Semi настолько отличаются от любой электрофуры, что возникает вопрос: за счет чего у нее такая огромная дальность. Почему потребовавшаяся для этого огромная батарея на один мегаватт-час не «съела» грузоподъемность, как обещали аналитики? Почему зарядка на 200 киловатт-часов (на 643 километра пробега) займет всего 30 минут, как при этом не перегреется и не загорится аккумулятор?
Чтобы понять это, нужно взглянуть на сам грузовик. У него четыре электромотора от тесловской легковушки — все вместе они легче одного «грузового» дизельного двигателя. В Tesla Semi радикально проще и легче трансмиссия, ведь электромотору не нужны большие передаточные числа. Фура имеет углепластиковую кабину, которая намного легче обычной. Наконец, большая батарея встроена в конструкцию так, что дополнительно придает ей прочности, а это позволило снизить общий вес, облегчив кузов. Наконец, большой вес аккумулятора легко компенсируется огромным моментом вращения, типичным для электромоторов. Иными словами, Tesla Semi — это Model S в мире грузовиков. Да, несмотря на все технические ухищрения она тяжелее конкурентов, но это неважно — большая тяга электромоторов позволила показать высокие скоростные характеристики.
Почему зарядка на 200 киловатт-часов за 30 минут не перегреет батарею? Известно, Tesla недавно запатентовала жидкостное охлаждение заряжающего устройства. Это позволит поддерживать приемлемую температуру батареи при подзарядке.
Интересно, что ветровое стекло грузовика имеет бессрочную гарантию. Видимо, оно выполнено по тем же технологиям, по которым была создана «черепица» со встроенными солнечными батареями. В обоих случаях у инженеров был приоритет на создание прозрачного, но прочного материала.
Цена вопроса
Для успеха коммерческого транспорта важнейший вопрос — это цена эксплуатации. Дизельная фура в Штатах тратит на топливо $40 000 в год — при том, что сама она стоит от $100 000 до $150 000 долларов. Если электрофура будет заряжаться вне скоростных зарядок, то при средней для США стоимости электричества (7 центов за киловатт-час) и 160 тысячах километрах пробега на ее «прокорм» уйдет $14 000 в год. То есть только на топливе ее владелец сэкономит $26 000 в год.
Впрочем, если фуру будут заряжать на сверхбыстрых мегазарядках, цена электричества возрастет. Там машина получит 200 киловатт-часов за 30 минут, что потребует не самой простой инфраструктуры. Поэтому на своих заправках компания просит до 20 центов за киловатт-час. Тогда расходы на подзарядку будут как минимум не выше , чем на заправку дизелем, но на практике максимальную цену за энергию придется платить не во всех штатах.
Кроме того, Tesla обещает «вечные» тормоза — из-за регенеративного торможения тормозные колодки и диски вообще не надо будет менять, поскольку они будут подключаться только при экстренном торможении, «в пол», что у грузовика бывает нечасто. В электрогрузовике не нужно менять масло, фильтры, а движущихся частей так мало, что производитель обещает гарантию на 1,6 миллионов километров пробега.
Общие затраты на содержание средней дизельной фуры в Штатах — 94 цента на километр пробега. Илон Маск на презентации электрического аналога заявил, что его детище обойдется в 78 центов на километр пробега, то есть на $25 600 в год дешевле. На гарантийном миллионе миль пробега Tesla Semi даст экономию до $200 000 только на топливе. Производитель обещает, что более высокая цена новинки окупится снижением стоимости эксплуатации всего за два года.
Отмечается, что грузовик будет оснащен автопилотом, который позволит ему двигаться в тесных колоннах, где аэродинамическое сопротивление за ведущей машиной резко снижается. За счет этого расход топлива будет падать еще сильнее. Затраты на него при движении в тесной колонне будут в два раза ниже, чем у дизельных конкурентов.
Что с ценой нового грузовика? Точных данных по ней пока нет. Можно оценить ее, сопоставив цифры. При расходе в 125 киловатт-часов на 100 километров пробега и дальности в 806 километров Tesla Semi должна иметь аккумуляторы на 1 000 киловатт-часов. Цена батареи для Tesla на один киловатт-час сейчас менее $190. Целевой ориентир Tesla на будущий год — снижение до $125. Начало производства «теслагрузовика» планируется на 2019 год. С учетом отношения Маска к дедлайнам, массовой производство не начнется ранее 2020 года. В этом случае электрофура должна быть дороже обычной на $125 000 (аккумлуятор на 1000 киловатт-часов по 125 за киловатт). Если, конечно, компании Илона Маска не сорвут план по снижению стоимости аккумуляторов.
Коммерческие перспективы
В итоге вероятную стоимость Tesla Semi можно оценить примерно в $250 000 или менее, если аккумуляторы продолжат прогрессировать. Итоги ее конкуренции с существующими грузовиками при этом вполне очевидны. Если один грузовик вдвое дороже другого, но при этом тратит в два раза меньше на заправку и эксплуатацию, то владельцы грузовой компании выберут вторую машину. Слишком велик ежегодный пробег — стоимость топлива перевешивает цену новой машины.
Мы уже наблюдали такую историю: всего десять лет назад на наших дорогах доминировали отечественные фуры, стоившие значительно меньше импортных. Сегодня они преобладают численно разве что среди грузовиков коммунальщиков. И то лишь потому, что тех при покупке заставляют отдавать предпочтение отечественному производителю.
Сходная судьба ждет и производителей дизельных грузовиков. Да, они дешевле, но при больших пробегах важнее экономичность, а здесь дизельные конкуренты никогда не смогут соревноваться с электрическими, если нефть не подешевеет до $10 за баррель.
Конечно, победа электрофур не будет мгновенной. Массовое производство новинки — существующей пока всего в двух экземплярах — не развернется ранее 2020 года. Мегазарядки появятся на заправках Tesla к тому же времени. Наконец, у американской компании плотная сеть заправок пока только в США и наиболее развитых странах ЕС. Но если Tesla и конкуренты выпустят к этому моменту электрогрузовики по спрогнозированным выше ценам, то после 2020 года могут вытеснить дизельные грузовики в страны третьего мира. А потом придут и в эти регионы.