На зарядку становись: как развиваются инфраструктурные технологии для электромобилей

В России электромобили появляются на дорогах все чаще — на начало 2025 года зарегистрировано 59 600 таких авто. А вот инфраструктура в своем развитии отстает: сейчас на одну станцию приходится до 15 машин — это в несколько раз больше, чем в Европе и США. При этом даже на быстрых станциях пополнение заряда может занимать до часа. Дополнительная трудность — нагрузка на электросети: массовое подключение автомобилей приводит к скачкам потребления, особенно в часы пик. Чтобы решить эти проблемы, в мире тестируют новые технологии.

Сверхбыстрая зарядка

Чем меньше времени уходит на зарядку, тем выше готовность водителей пересаживаться на электротягу. Это одна из ключевых предпосылок для роста рынка: когда «дозаправка» занимает считаные минуты, электротранспорт становится по-настоящему удобным для повседневного использования. Обеспечить такую скорость способны устройства мощностью от 800 кВт и новые аккумуляторные технологии.

В мире уже появляются подобные решения. Недавно BYD представила зарядную систему мощностью 1000 кВт — за пять минут она обеспечивает электромобилю запас хода до 400 км. Такой результат стал возможен и благодаря новым аккумуляторам, устойчивым к высоким токам и перегреву. К слову об этом: Tesla продолжает развертывание Supercharger V4 мощностью 350 кВт и возможностью зарядить Model S или Model X до 80% за 15 минут. Это уже заметный прогресс по сравнению с предыдущими поколениями.

Однако за впечатляющими цифрами стоит сложная инженерная реальность. Устройства такого уровня требуют глубокой модернизации энергетической инфраструктуры из-за значительной нагрузки на электросети, а значит, их нужно усиливать, строить новые подстанции и прорабатывать стабильность электроснабжения.

Российские сети сейчас в среднем рассчитаны на зарядки в 50–150 кВт. Сверхбыстрые ЭЗС логично размещать на трассах, рядом с ТЦ и в спальных районах, но как раз там чаще всего не хватает ресурсов без масштабных работ со стороны профильных компаний. Однако решение в перспективе все же есть. Например, можно заранее учитывать эти потребности при строительстве новых крупных объектов, платных дорог и микрорайонов. Помимо инвестиций, массовое внедрение потребует и государственной поддержки — как на уровне стимулирующих программ, так с точки зрения законодательного регулирования.

Прощай, кабель

Подключение электрокара к зарядной станции может занимать несколько минут. Избавить автолюбителя от этой необходимости — значит сделать процесс «заправки» быстрее и удобнее. Технология беспроводной зарядки работает по принципу индукционной передачи энергии: под парковочным местом размещают катушки, создающие магнитное поле, и машине достаточно просто находиться в зоне действия системы. Такую зарядку продемонстрировали исследователи Ок-Риджской национальной лаборатории в США в 2024 году. КПД системы достигает 96%, что делает ее одной из самых эффективных в своем классе.

Вполне возможно, что уже в недалеком будущем электромобили смогут заряжаться без участия водителя, что ускорит переход к беспилотному транспорту. Но пока внедрение беспроводных зарядок сдерживается рядом факторов. Размещение катушек в дорожном покрытии требует значительных вложений, а передача энергии на расстоянии сопровождается потерями. Поэтому разработчики продолжают совершенствовать технологию, стремясь сделать ее более эффективной.

Вкалывают роботы

Другой технологичный способ упростить жизнь водителям — роботизированные зарядные системы: они сами подсоединяют разъем к автомобилю. Концерн Volkswagen показал такой прототип еще в 2020 году. Система состоит из мобильных аккумуляторных блоков и робота с манипулятором для их подключения. В феврале этого года в Сеуле представили первый в Южной Корее роботизированный зарядный комплекс с искусственным интеллектом Seoul Boy. Он установлен на парковке метро и управляется через приложение: система автоматически определяет расположение разъема и подключает кабель. 

Внедрение роботов делает зарядку удобнее, но высокая стоимость производства и обслуживания делает их пока недоступными для массового рынка. Кроме того, сначала нужно стандартизировать разъемы и протоколы зарядки у разных моделей электрокаров. Интеграция с системами автономного вождения — еще один сложный момент, так как нужна точная координация между транспортным средством и зарядной инфраструктурой.

В России массовая реализация роботизированной или беспроводной зарядки электромобилей не является приоритетной, по крайней мере, на текущий момент. Потребность появится, когда рынок электрокаров станет более зрелым, а базовая инфраструктура — доступнее. Тогда эти системы обеспечат конкурентное преимущество игрокам, способным предоставить своим клиентам новый уровень сервиса.

Электрическая дорога

Полосы с беспроводной передачей энергии позволяют обойтись вовсе без станций. В целом «под капотом» они работают так же, как и беспроводные зарядки: с помощью индукционных катушек, встроенных в дорожное покрытие. Первая такая дорога запущена в Израиле компанией ElectReon для городских автобусов. Аналогичная технология тестируется в Швеции на 21-километровом участке магистрали SmartRoad для легковых автомобилей и грузовиков. 

Однако с внедрением индукционных зарядных полос есть трудности. В Италии эксперименты с переоборудованными автомобилями оказались ограниченными по масштабу из-за высокой стоимости, а компания Hyundai отмечала снижение эффективности передачи энергии из-за неровности дорог и на высоких скоростях.

На российском рынке есть свои сложности внедрения. Например, непростые погодные условия во многих регионах. Оборудование нужно адаптировать, чтобы оно оставалось надежным и долговечным, а это усложнит эксплуатацию и повысит стоимость владения. Тем не менее подобные технологии могут внедряться в крупнейших городах, где концентрация электрокаров значительно выше, а ресурсов для реализации больше. Интерес вероятен со стороны тех, кто смотрит на 5–10 лет вперед: энергетических компаний, переходящих к низкоуглеродной экономике, или муниципальных властей, поддерживающих проекты умных городов и развитие транспортной инфраструктуры будущего.

Энергетический обмен

Технология Vehicle-to-Grid (V2G) позволяет автомобилям не только заряжаться, но и отдавать накопленную энергию обратно в сеть. Это сглаживает пиковые нагрузки и повышает устойчивость энергосистемы. За счет этого аккумулятор электрокара можно использовать для питания дома или офиса.

Компания Nissan уже активно развивает эту технологию в Европе и Японии. Электромобили Nissan Leaf участвуют в пилотных проектах: помогают стабилизировать энергосистему, снижая нагрузку в наиболее нагруженные часы. Плюс для владельцев — экономия на счетах за электричество. Они используют энергию из аккумулятора в периоды высокой стоимости киловатта, а заправляются для поездок, когда тарифы ниже. В Дании похожий эксперимент одного коммунального предприятия существенно сократил выбросы CO₂ и показал коммерческую жизнеспособность модели.

У V2G есть и недостатки. Частое использование аккумулятора для передачи энергии обратно в сеть может ускорить его износ, снижая эффективность и срок службы. Более того, не все модели электрокаров поддерживают двустороннюю зарядку, что ограничивает масштабируемость технологии. Для успешного распространения метода нужно стандартизировать зарядные системы и развивать подходящую инфраструктуру. Это непростой путь, но вполне реальный. 

В итоге внедрение новых технологий для индустрии электрокаров сталкивается с теми же проблемами, что и любые инновации на первых этапах: высокой стоимостью, сложностями совместимости с существующими разработками и интеграцией с инфраструктурой. Но это также значит, что с высокой вероятностью решение будет найдено. В некоторых случаях нужны изменения в законах и единые стандарты. А рост числа электромобилей и заинтересованность потенциальных владельцев — хорошая мотивация для поиска путей развития рынка.

Мнение редакции может не совпадать с точкой зрения автора