Аттестационная работа (ИАР/ВАР) на тему Разработка и оценка реализации проекта формирования инфраструктуры для электротранспорта в Москве.

Содержание:

Введение 3

Глава 1. Теоретические аспекты разработки и реализации проекта формирования инфраструктуры для электротранспорта 7

1.1. Роль электротранспорта в транспортной системе: история развития, виды и особенности электротранспорта 7

1.2. Требования к инфраструктуре для электротранспорта 18

Глава 2. Анализ отечественного и зарубежного опыта разработки и реализации проекта формирования инфраструктуры для электротранспорта 30

2.1. Анализ мирового опыта по формированию и развитию инфраструктуры для электротранспорта 30

2.2. Особенности и перспективы развития электротранспорта в России 37

Глава 3. Особенности и перспективы разработки и реализации проекта формирования инфраструктуры для электротранспорта в Москве 63

3.1. Общая характеристика проекта формирования инфраструктуры для электротранспорта в Москве «МОЭСК-EV»: особенности и проблемы реализации 63

3.2. Возможности и пути развития проекта формирования инфраструктуры для электротранспорта в Москве 75

Заключение 93

Библиографический список 96

Приложения 103

Введение:

Актуальность темы исследования определяется, прежде всего, тем, что одной из главных проблем современных мегаполисов является плохая экология. Значительный ущерб окружающей среде наносит автотранспорт – около 40 % относительно остальных источников веществ, загрязняющих воздух. Специалисты установили, что один легковой автомобиль ежегодно поглощает из атмосферы в среднем более 4 тонн кислорода, выбрасывая с отработавшими газами примерно 800 кг окиси углерода, около 40 кг окислов азота и почти 200 кг различных углеводородов. Основная причи-на загрязнения воздуха заключается в неполном и неравномерном сгора-нии топлива. Всего 15% его расходуется на движение автомобиля, а 85% «летит на ветер», что негативно сказывается на атмосферном воздухе. Например, в Москве этот показатель достигает 92% от общего объёма вы-бросов. Исследования по определению влияния качества атмосферного воздуха на здоровье граждан показали, что около 6% смертности город-ского населения России обусловлено загрязнением воздуха.

Одним из путей решения данной проблемы является переход на электромобили, работающие на «зеленой» энергии. Электромобили обла-дают рядом преимуществ перед автомобилями с двигателями внутреннего сгорания:

снижение расходов на топливо. Стоимость бензина постоянно растёт, при этом топливо зачастую расходуется в больших количествах, тогда как затраты, связанные с расходом электроэнергии для подзарядки аккумуля-тора, намного меньше;

снижение загрязнения окружающей среды. Работающий двигатель электромобиля не выделяет вредных газов в окружающую среду;

обеспечение тихого и плавного разгона, с более быстрым ускорени-ем;

безопасность. Электромобили проходят те же процедуры тестирова-ния, что и обычные автомобили. Таким образом, в случае столкновения сработают подушки безопасности, датчики столкновения отключат акку-муляторы, так что электромобиль остановится. Например, электромобиль Tesla Model S в 2013 году получил наивысший рейтинг безопасности из всех автомобилей, когда-либо протестированных в США;

собственно стоимость. Прошли те времена, когда электромобили стоили огромных денег. Ранее батареи были очень дорогими, но при мас-совом производстве их стоимость снижается;

надежность. Из-за меньшего количества деталей и узлов повышается надежность электромобиля и, как следствие, уменьшаются затраты на ре-монт и обслуживание.

Несмотря на все преимущества, распространение электромобилей в России происходит не так активно. Одной из главных причин сложившей-ся ситуации является отсутствие необходимой инфраструктуры, а именно станций зарядки. Изначально электромобили оказались в «порочном кру-ге»: чтобы владельцы общественных мест устанавливали зарядные стан-ции, нужно, чтобы электромобилей было уже довольно много, но, чтобы электромобилей стало много, нужно, чтобы каждый покупатель четко представлял, где будет заряжать свой электромобиль. Кроме указанного недостатка следует также отметить, что у данного вида машин короткий пробег и ограниченная скорость. Большинство электромобилей могут проходить примерно от 160 до 240 км без подзарядки, хотя некоторые модели, как отмечают разработчики, могут пройти до 480 км без подза-рядки. Время перезарядки зависит от уровня используемых станций. Для полной зарядки электромобиля на «медленных» станциях требуется около 8–10 часов, на «быстрых» станциях – до 2-х часов зарядки.

Несмотря на выделенные проблемы, количество электромобилей в РФ все же растет, за последние полтора года количество электромобилей в России выросло больше, чем в 2,5 раза. По данным «Автостата», в стране было зарегистрировано 920 электромобилей, а стало больше 2 500. Ко-нечно, эти цифры пока не так велики, как у той же Норвегии (140 000 элек-тромобилей на данный момент), но здесь важна положительная динамика.

Количество электромобилей растет, поэтому вопросы формирования и развития инфраструктуры для электрического транспорта актуальны. Автовладельцы, видя на обычных маршрутах своего следования доста-точное количество станций зарядок, будут готовы перейти на электромо-били. А обратно с электромобилей на бензин уже практически не перехо-дят.

Появление электромобилей в России — это уникальное событие, ко-торое может дать новый виток инноваций в нашей энергетической отрасли. Это направление родилось благодаря энтузиазму компании Митсубиши, которая первой вывела электромобиль на российский рынок, а также та-ких компаний, как ОАО «МОЭСК», создавшей первый проект заправок, ОАО «Белгородэнерго», ОАО «ЕЭСК», ОАО «ЮРЭСК», которые вопре-ки отсутствию опыта, субсидий государства, лимитированным возможно-стям использования электромобилей приняли решение взять на себя флаг первенства и начать электромобилизацию России. Первый проект с компа-ний «МОЭСК» по установке зарядных станций был крайне удачным, и в результате его опыт лёг в основу целой федеральной программы под эги-дой ОАО «Россети». Компании ОАО «ЮРЭСК», ОАО «ЕЭСК», ГК «КЭР» и другие стали первыми в регионах РФ, кто также взялся за внед-рение электромобильных инноваций. Исходя из сказанного выше в рамках настоящего исследования был рассмотрен проект «МОЭСК-EV».

«МОЭСК-EV» – публичная сеть зарядных станций для электромо-билей, пилотный проект по развитию зарядной инфраструктуры, реализу-емый ПАО «Россети Московский регион» (входит в ГК «Россети») с 2011 года для Московского региона. Вопрос о том, быть электромобилям в России или нет, сегодня уже не стоит. Ответ однозначный — быть. Другое дело — масштабность этого явления и темпы его распространения на про-сторах нашей страны в ближайшие годы. Мировые тенденции свидетель-ствуют об уверенном росте электромобильного рынка. В Московском ре-гионе этот показатель оценивается на уровне 3-5%, что эквивалентно при-мерно 110 тысячам единиц электротранспорта.

Таким образом, объектом исследования выступают требования к ин-фраструктуре электротранспорта.

Предмет исследования – проект формирования инфраструктуры для электротранспорта в Москве.

Цель исследования – определить особенности и перспективы разра-ботки и реализации проекта формирования инфраструктуры для электро-транспорта в Москве.

Достижение цели потребовало решения следующих задач:

— рассмотреть роль электротранспорта в транспортной системе;

— определить требования к инфраструктуре для электротранспорта;

— провести анализ мирового опыта по формированию и развитию инфраструктуры для электротранспорта;

— раскрыть особенности и перспективы развития электротранспорта в России;

— дать общую характеристику проекта формирования инфраструкту-ры для электротранспорта в Москве «МОЭСК-EV»;

— определить возможности и пути развития проекта формирования инфраструктуры для электротранспорта в Москве.

Цель и задачи исследования определили структуру работы, которая представлена введением, тремя главами, заключением, библиографическим списком и приложениями.

Заключение:

Активное развитие электротранспорта происходит в последние 10 лет, на конец 2018 года в мире насчитывалось свыше 5 млн электрокаров1 , и по прогнозам еще через 10 лет — к 2030 году — каждый третий продава-емый автомобиль будет оснащен электродвигателем. Это стало возмож-ным благодаря технологическим прорывам в области разработки и произ-водства аккумуляторных батарей — прежде всего литий-ионных аккумуля-торов.

Индивидуальный транспорт на электрической тяге является есте-ственным субститутом для транспорта, основанного на ДВС (двигателях внутреннего сгорания). Известно, что он имеет ряд технологических пре-имуществ (при условии использования) — с точки зрения стоимости эксплу-атации, экологичности, а также простоты в обслуживании. Однако при нынешнем уровне развития технологии индивидуальный электротранс-порт имеет ряд недостатков, в первую очередь сложности с эксплуатаций литий-ионных аккумуляторов в холодных климатических условиях. Это является наглядным примером ярко выраженной региональной специфики для перспектив распространения электротранспорта.

Проведенный анализ показал, что за последние 5-7 лет число новых моделей и общее количество электромобилей возросло кратно. Дальней-шее развитие технологий потребует решать целый ряд конструктивных, организационных и юридических задач.

Одной из причин интенсивного развития электротранспорта является работа правительств многих стран над снижением доли вредных выбросов в окружающую среду. Владельцев автомобилей готовят к поэтапному пе-реходу на транспорт на электрической тяге.

Предварительные прогнозы указывают на достижение к 2025 году числа продаж электромобилей и гибридных машин на уровне 35 % от всей доли рынка. К этому времени удельный процент всех экологически чистых машин не превысит 7,7 %. Число машин новой генерации ожидается на уровне 8,4 миллионов штук. В большей степени этот процент окажется в развитых странах Европы и Америки.

Доля машин с гибридными моторами буде еще больше. Это связано с более простым изменением конструкции машины традиционной компо-новки. Сегмент таких автомобилей с сегодняшних 3 % возрастет за 6 лет до 23 % мировых продаж.

При сложившейся динамике наращивания объемов выпуска «зеле-ных» автомобилей, доля машин, оснащенных ДВС, предварительно будет снижаться:

к 2025 году — 70 % рынка;

к 2030 году — 40 % рынка.

Ситуация в таких странах как США, Норвегия, Германия будет еще больше меняться в пользу «зеленых» автомобилей.

Одним из ключевых условий успешности продаж на отдельно взятом рынке является создание инфраструктуры и «заправки» электромобилей. К таким объектам относят:

— коммерческие зарядные комплексы;

— домашние электро-заправочные точки;

— зарядные кабели и сопутствующие аксессуары.

Пока на современном этапе встречаются и бесплатные зарядные станции, работающие в тестовом режиме или в качестве маркетинговых рекламных продуктов.

В отдельно взятых странах требуется комплексный подход по обес-печению развития сети ЭЗК (электронный заправочный комплекс). Обыч-но первые объекты появляются во всех крупных городах. В первую оче-редь затрагиваются центры регионов. В некоторых случаях крупные предприятия размещают такие точки для своих сотрудников.

Полное решение проблемы предполагает и работу над тарифами, ко-торые позволят расширить число поклонников электромобилей. Ведь по-ставить машину на зарядку от домашней розетки получается только у вла-дельцев индивидуальных домов и гаражей.

Создание развитой инфраструктуры позволяет рассчитывать на вни-мание мировых лидеров в производстве электротранспорта. К примеру, представители американской фирмы Tesla внимательно изучают потенциал рынка в стране. Только потом принимается решение о старте кампании по продажам машин. С появлением одной марки в дальнейшем развивается конкуренция.

Наряду с актуальностью газомоторного топлива в России, электри-ческий транспорт будет развиваться. Газ больше актуален для тяжелого автомобильного транспорта. В след за европейскими странами российский рынок устремился в эру электромобилей.

Фрагмент текста работы:

Глава 1. Теоретические аспекты разработки и реализации проекта формирования инфраструктуры для электротранспорта

1.1. Роль электротранспорта в транспортной системе: история развития, виды и особенности электротранспорта

Электротранспорт — это вид транспортного средства (ТС), в котором в качестве движущей силы используется электрическая энергия. В их при-воде используются тяговые электродвигатели . По сравнению с автомоби-лями, имеющими двигатель внутреннего сгорания (ДВС), электротранс-порт имеет преимущества в виде экологичности и более высокой произво-дительности. Существует множество типов электромобилей. Личный элек-тротранспорт начал активно развиваться не так давно. Но общественным транспортом (трамвай, троллейбус, метро, электрички) люди пользуются давно. В этой статье мы расскажем об истории и различных видах элек-тротранспорта, об инфраструктуре для него, а также рассмотрим перспек-тивы развития.

Развитие всей отрасли электротранспорта стало возможным благо-даря изобретению электродвигателя русским профессором Б.С. Якоби в 1834 году. Несколько лет спустя Российская академия наук провела испы-тания этого электродвигателя, закончившиеся положительным заключени-ем. . В сентябре 1838 года по Неве прошел электроход с пассажирами.

Это была первая в мире транспортировка людей на электрической тяге. Лопастное колесо этого судна приводилось в движение электродвига-телем. Он питался от гальванических элементов. Электролодка могла раз-вивать скорость 4,3 км / ч, на борту находились 14 человек. Испытания электромобиля проводились в течение нескольких лет, но в итоге были свернуты из-за того, что батарея гальванических элементов была непри-годна для длительного питания электродвигателя .

Несколько позже (с 1874 по 1876 год) инженер Ф. А. Пироцкий за-нимался опытами по передаче электрического тока на расстояние в один километр по железнодорожным рельсам. Для своих экспериментов он ис-пользовал заброшенный участок Сестрорецкой железной дороги. На од-ной рейке он дал плюс, на другой — минус. Эксперименты закончились по-ложительно, и в 1876 году Пироцкий запустил электродвигатель, который находился примерно в километре от источника питания . В 1880 году он спроектировал и испытал трамвай с электродвигателем, приводившимся в движение ходовыми рельсами, служившими проводниками.

Идею Пироцкого использовали немцы из электротехнической компа-нии «Сименс и Гальске». В 1881 году в Берлине запустили первый элек-трический трамвай.

В России этот вид транспорта появился несколько позже. Это был бизнесмен и военный инженер А. Струве. Он запустил первый в России электрический трамвай в Киеве в 1892 году. Трамвай для этой цели произ-водила немецкая компания Pullman .

Пуску первого трамвая в России в 1891 году предшествовало изоб-ретение трехфазной системы тока. Открытие сделал русский инженер М. О. Доливо-Добровольский. Благодаря этому передача электроэнергии на расстояние стала намного проще и дешевле. В 1895 году была пущена первая в России «электрическая железная дорога» . Он пролегал от Зимне-го дворца в Санкт-Петербурге до Мытнинской набережной.

В 1896 году в Нижнем Новгороде появился трамвай. Это был сово-местный проект Хартмана, Подобедова и фирмы «Сименс и Гальске». В 1898 году трамваи появились в Орле, Курске и Витебске. Специалисты Siemens и Galske также построили самую мощную электростанцию в Рос-сии на территории Раушской набережной в Москве. Это старая действую-щая ТЭЦ на территории России. Трамвай в Москве был запущен в 1899 году. Электромобили получали питание от подстанций, оснащенных од-ножильными преобразователями .

Троллейбусы в Москве появились еще в советское время. Первая трасса была запущена 15 ноября 1933 года, а в Ленинграде — в 1936 году. Появившиеся тогда подстанции с выпрямителями для питания электромо-билей были оснащены трансформаторами и матрицами.

Важным этапом в развитии электротранспорта стало изобретение американским инженером Купер-Хьюиттом игнитронов (ртутных выпря-мителей). Игнитроны находились в стеклянном корпусе и имели ограни-ченную мощность. Впоследствии компания Bell Schaeffer разработала ва-куумные корпуса из стали для ртутных выпрямителей, после чего они нашли широкое применение и вытеснили вращающиеся преобразователи. Первые выпрямители в стальном корпусе появились в США в 1908 году, а в Европе — двумя годами позже .

В России первые игнитроны были спроектированы и построены на предприятии «Электросила» в 1924 году В. К. Крапивиным. С 1927 года предприятие начало серийное производство ртутных выпрямителей в ме-таллическом корпусе типа РВ . В дальнейшем их усовершенствовали и к 1941 году мощность игнитронов была увеличена до 7 тысяч ампер при напряжении 600 вольт.