Проф. Христо Василев
Проф. Георги Касчиев

През последните години данните за вредните емисии на двигателите с вътрешно горене доведоха до дискусии за тяхното бъдеще. Тонът на споровете се нагорещи след като аферата за манипулираните дизелови двигатели на реномирани фирми сериозно подкопа доверието в тях. Някои големи градове вече ограничиха движението на дизелови автомобили, а Франция и Англия обмислят дори да забранят продажбата на нови коли с дизелови и бензинови двигатели след 2040 год. 
Това развитие доведе до твърдения, че времето на двигателите с вътрешно горене изтича, и че бъдещето е на електромобилите. Тяхното масово навлизане без съмнение ще доведе до известно нарастване на потреблението на електроенергия. Значението на това явление обаче умишлено се преувеличава.
У нас например 

лобистите на АЕЦ Белене

 с непоколебима увереност твърдят, че масовото навлизане на електромобили у нас ще стане скоро и че то изисква построяването на АЕЦ Белене. Например наскоро в предаване по БНТ бе направено бомбастично изявление, че за зареждането на един милион електромобили е необходима 10000 (десет хиляди) МВт генерираща мощност. Това означава, че дори АЕЦ Белене с нейните 2120 МВт няма да е достатъчна. Не беше уточнено кога в България ще има 1 милион (и защо точно един милион) електроавтомобили, след като към началото на т.г. те са били всичко на всичко 384 (от общо 2,77 млн леки коли). Създава се впечатление, че всички електромобили трябва да се зареждат едновременно и непрекъснато от 1 милион зарядни станции, което е пълен абсурд.
Друг професор - всичколог пък преди дни отправи едно много мрачно предупреждение, че навлизането на електромобилите още след десет години щяло да доведе до това България да внася електроенергия, ако не построи АЕЦ Белене. Тук виждам римейк на прогнозите от 2004 год., според които ако не се построи АЕЦ Белене още през 2011 год. трябвало да внасяме електроенергия. На практика през 2011 год. имахме рекорден ИЗНОС на електроенергия.
Нека се опитаме да изясним накратко проблема от професионална гледна точка.

Какво представляват електромобилите, 

какви са предимствата и недостатъците им и перспективите за масовото им навлизане.
Привържениците на електромобилите изтъкват, че масовото им навлизане ще доведе основно до значителна икономия на енергия и намаляване замърсяването на въздуха, основно в големите градове. 
Критиците изтъкват, че цената им е твърде висока и дори в развитите страни те засега са играчка на богатите, субсидирана от държавата. У нас например цените им са от 35000 до 100000 Евро. Масовото навлизане на електромобилите изисква и широко развита система от зареждащи станции и устройства.
Електромобилите използват класически компоненти на леките коли като купе, окачване, спирачна и кормилна система и други. Те не се нуждаят от съединител, скоростна кутия и резервоар за гориво, няма нужда от смяна на масла, филтри и др. Някои експерти смятат, че развитието им ще бъде подобно на това на IT технологиите.
Засега електромобилите използуват литиево-йонни батерии, чието производство и утилизация обаче води до значителни вредни емисии. По някои изчисления, те са сравними с емисиите, които един съвременен автомобил с двигател с вътрешно горене ще изхвърли след използване 8-9 години. Производството и приложението на този тип батерии е ограничено от редица фактори. Масата им е твърде голяма, а броят на циклите зареждане-разреждане е ограничен. Поради тези фактори приложението на литиево-йонните батерии е ограничено, а масовото навлизане на електромобилите ще зависи в значителна степен от напредъка на технологиите за производство на батерии
Един от най-популярните електромобили среден клас е TESLA S на компанията със същото име, ръководена от Elon Musk, който има батерия с капацитет 85 кВтч и живот до 15 години. Тя се състои от огромен брой малки цилиндрични литиево-йонни батерии, разположени в 16 модула под пода на колата, които осигуряват пробег до 426 км в икономичен режим. От този модел от юни 2012 год. до края на 2017 год. са продадени над 210000 коли. 

Развитието

Технологичният скок в тази област ще бъде основан на използуване на други материали. Засега като най-предизвикателни са технологиите базирани на графен.

Графенът  е материал, който представлява единичен слой от въглеродни атоми, свързани в шестоъгълни клетки. Това е много по-добър проводник на електричество и топлина от всичко познато досега. Същевременно е може би най-твърдият, най-здравият и най-гъвкавият материал на планетата. Покритие или лист от графен е с дебелина само от един атом. Материалът за производството му е графитът, който е широко разпространен и сравнително евтин. 

Вече бе открит способ (Samsung) за покриване на електродите на литиево-йонните батерии с графен. Това позволява създаването на хибридна батерия с увеличена енергийна плътност, по-ниска маса, намалено е времето за зареждане, по-дълъг живот и по-голям брой цикли зареждане-разреждане. 
Много изследователи смятат, че истинският технологичен пробив ще бъде създаването на батерии, основани само на използуването на графен, което се разчита да стане към 2025 год. Този тип батерии може да достигнат енергийна плътност 1,2 кВт/кг, докато литиево-йонните  имат 0,25 кВт/кг,  т.е. почти пет пъти по-ниска енергийна плътност. Теглото на литиево-йонната батерия на TESLA-S с капацитет 85 кВтч е 540 кг, докато графенова батерия 85 кВтч ще има тегло до 150 кг. Намаляването на теглото на автомобила ще доведе и до падане на енергийния му разход.
Не трябва да се забравя, че създаването на нов тип батерии с възможност за акумулиране на големи количества електроенергия ще доведе до коренна промяна на електроенергийните системи – отпадане на базовите мощности, бурно развитие на ВЕИ и умни мрежи, и не на последно място до възможност за реална енергийна независимост на домакинства, населени места и цели области.

Колко електроенергия потребяват сегашните и бъдещите електроавтомобили и каква мощност ще е нужна за зареждането им

За да се изясни този въпрос, е необходимо да се определи годишната консумация на един електромобил. В следващата таблица са представени разходите на електрическа енергия за 1 километър пробег към настоящия момент и към 2030 година.

 Нека да приемем един много оптимистичен вариант за навлизането на електромобилите  у нас и че някога те ще бъдат един милион. Като се има предвид, че през 2017 год. са купени почти 38 000 нови леки и лекотоварни автомобили, ако от утре продаваните нови коли  са само електромобили, вероятно ще трябва да минат над 20 години докато броят им стигне един милион. При наличие на един милион електромобили, микс от различен тип батерии и средна годишна консумация на един от 1800 кВтч, то общото потребление на електроенергия за година от ще бъде около 1,8 млрд кВтч. Това би било максимум 5,5 % от нетната годишна консумация на електроенергия в страната за 2017 година. Като се има предвид излишъкът от генериращи мощности това не би довело до никакви проблеми. 
За  сравнение може да се разгледа консумацията на електроенергия от домашните електрически бойлери, които също представляват устройства за акумулиране на енергия.  В страната има около 2,5 милиона бойлера, като всеки един от тях консумира годишно от 700 до 2000 кВтч в зависимост от броя на членовете на семейството. Бойлерите обикновено се включват в нощните часове, когато енергията е по-евтина, а потреблението - минимално. Тяхната годишна консумация на електроенергия е общо около 3,5 млрд кВтч. 
Въпреки големия брой бойлери и значителната консумация на електрическа енергия от тях, максималното потребление в страната през този месец е под 4300 МВт. Това включва и потреблението от индустрията, останалите битови електрически уреди, комунални електрически товари, сграден фонд, селско стопанство, електрически транспорт и др.

Нарастването на броя на електромобилите трябва да е съпроводено с нормативни мерки, които да насърчават зареждането им в часовете на ниско потребление от другите консуматори и главно в часовете на максимално производство на електроенергия от вятърните турбини и фотоволтаиците. Това е и един от основните аргументи за въвеждането им – да акумулират енергия и да балансират енергосистемата. Освен това трябва да се отчита, че по принцип електромобилите могат и да отдават акумулираната енергия обратно в мрежата, когато има недостиг на генериращи мощности. И накрая – при годишен пробег 15000 км всеки електроавтомобил ще изминава средно 41 км на ден и ще изразходва за това средно 5 кВтч. Ако електромобилът е с батерия с капацитет 85 кВтч и тя се включи на зареждане когато падне до 60 кВтч, това ще трябва да става средно веднъж на 5 дни, в течение на няколко часа. При съответни стимули ако зареждането става рано сутрин или следобяд, когато съответно вятърните турбини и фотоволтаиците (като правило) произвеждат най-много електроенергия, това ще помогне и за балансиране товара на електросистемата. 

Заключение

В последна сметка ако към 2030 година в страната ще има 1 милион електромобили, очакваното увеличение на върховото потребление на електроенергия ще бъде около 400 МВт - десетки пъти по ниско в сравнение  с направените тенденциозни прогнози !!! Мрачните предупреждения и твърденията на лобистите на АЕЦ Белене за необходимост от нови 10000 МВт  са напълно несъстоятелни и далеч от реалността.