Ingineria e grea (sau cum o să dea chix mașinile electrice)

Acum câțiva ani, pe 30 decembrie seara, mă pregăteam să ies din casă. Cu luminile stinse, am avut plăcerea neașteptată de a observa jocul de lumini gratuit din spatele contorului electric. Am sunat la Enel, a venit un echipaj, s-a uitat la problemă și a văzut niște fire atât de prăjite că scoteau scântei de la efortul de a conduce curentul necesar pentru a ține în funcțiune frigiderul câteva alte surcele. Spre norocul meu au fost finuți și nu m-au deconectat, deși aveau dreptul (și obligația) să o facă până remediam problema. Petreceam un revelion romantic la lumânare…

Când blocul meu a fost construit, prin anii 70, comuniștii care căutau să creeze omul de tip nou s-au gândit să creeze și ingineria de tip nou. Undeva, un deștept foarte mare care știa că e penurie de cupru și că partidul nu vrea să facă importuri, s-a gândit că face el o economie. Așa că s-a gândit că merge și aluminiul în loc de cupru. Dar asta nu e tot. În loc de pat de cablu sau tubulatură prin care să poți schimba firele la nevoie, s-a gândit și că ar fi mai bine să îngroape firele în perete. Ca să nu poți să le mai faci nimic.

Acuma, pe vremea când a fost construit blocul și configurat necesarul de energie pentru un apartament, locatarul tipic avea în casă o mână de consumatori: becuri incandescente, un frigider și un televizor. Ăia mai șmecheri aveau chiar și o mașină de spălat semiautomată. Nu știu cât de securist trebuia să fii să ai una automată pe atunci…

Așa că instalația electrică a fost gândită pentru cam atâția consumatori. Da, știu, românul mai avea și câte un reșou electric, să își mai încălzească amarul. În secolul 21 însă, ne-am dar un pic dracului. Avem mașini de spălat automate, mașini de spălat vase, fierbătoare de apă, expresoare, aer condiționat, scule audio video, calculatoare multiple și multe alte luxuri moderne. Care, ghici ce, merg cu curent electric!

Iar toate luxurile astea moderne, adunate câte unul, transformă câteva picături de la fiecare consumator într-un torent sănătos de curent care trebuie să curgă prin, ghici ce, aceleași fire prost dimensionate, instalate de deșteptul ăla care s-a gândit că merge și cu aluminiu. Bonus level, dacă îți faci orice fel de îmbunătățiri la instalație, și introduci și niște cupru în ecuație, afli că cele două materiale nu prea se pupă. Simpla prezență a cuprului în circuit pune un stres chimic pe aluminiu, care are tendința să se oxideze. Cam la fel cum zincul din tablă protejează fierul de rugină, aluminiul din instalație favorizează oxidarea aluminiului.

Și așa afli că, dacă vrei să folosești mai mulți consumatori de putere, ar fi bine să îi folosești pe rând. Nu dai drumul la aerul condiționat și mașina de spălat în același timp. Nici la mașina de spălat rufe și aia de vase. Nici la cuptorul cu microunde și fierbătorul de apă. Dar, om fiind, mai uiți din când în când. Și după aia, vorba Paraziților, ”arde, uite cum arde, dăm semnale cu fum” ca să te prinzi că e lată.

Ce treabă are asta cu mașinile electrice? Păi stai să vezi. Acum câțiva ani, Elon Musk, sau Electric Jesus cum îi spune unul de pe YouTube, se bătea cu cărămida în piept că acușica scoate un camion electric. Mai ții minte? De atunci până acum, a luat niște precomenzi după care liniște radio. Cică îl scoate anul ăsta, dar sună a promisiuni de genul ”de mâine mă apuc de slăbit” pentru mine.

Una din dudele promise de Elon, la care prea puțini s-au gândit, a fost că drăcovenia se va încărca în timpul necesar să încarce/descarce marfa. Și nu mă gândesc aici la încărcarea rapidă, ci la faptul că pentru fiecare camion în parte, la modul optimist, are nevoie pentru încărcare de o putere instalată de doar 1,6MW. Acuma să zicem că un centru de distribuție vrea să se pregătească din timp pentru a putea acomoda 10 Tesla Semi. Ar avea nevoie, în caz de putere totală instalată, de 16MW. Și acum să mai zicem că într-o țară ca România ar fi nevoie de vreo 10 astfel de centre de distribuție, fiecare cu puterea instalată necesară. Un total de 160MW rezervați doar pentru camioanele electrice. Ca referință, puterea instalată a unui reactor nuclear de la Cernavodă este de 706MW. Brută, adică nu punem la socoteală pierderile de pe rețeaua de distribuție, care se calculează la kilometru.

Unul din motivele pentru care Electric Jesus nu a livrat încă mult lăudatele camioane electrice este că nu poate asigura rețeaua de încărcare pentru aceste camioane. Alte motive includ probleme tehnice precum greutatea extremă a acestor camioane, care le-ar face un dezastru pentru infrastructura existentă (vezi doar ce fac camioanele actuale, mult mai ușoare, cu asfaltul de pe centură, acolo unde stau cu orele), și faptul că raportul greutate proprie/masă utilă le este al naibii de nefavorabil. Dar asta este problema lui Elon.

Revenind la chestiune, însă – mașinile electrice pentru plebei ca noi. Infrastructura de alimentare a unui oraș a fost dimensionată plecând de la niște estimări de consum. Fiecărui apartament i-a fost estimată și alocată o putere instalată. Fiecărui bloc însă, îi este alocată o putere instalată mai mică. X apartamente * Y putere instalată * Z factor de simultaneitate. Că n-o să dea drumul toată lumea la toată puterea instalată simultan, nu? Apropo, mai ții minte cum cade uneori curentul vara când e foarte cald și toată lumea dă drumul la AC? Se duce naiba factorul de simultaneitate și ia foc câte un transformator. Iar acest factor de simultaneitate se aplică apoi unui cartier și apoi întregului oraș.

Să ziceam acum că un bloc cu 80 de apartamente are optimist doar 40 de mașini aferente. Și să mai spunem, tot optimist, că din astea 40, jumate din proprietari mor de ecologism și le înlocuiesc cu electrice.

O mașină încărcată moderat la 16A și 240V de trage de la rețea 3,84kW. Aceeași mașină care se încarcă la 30A, trage de la rețea 7,200kW. La 20 de mașini, asta necesită suplimentar, per bloc, între un moderat 76,8Kw și 144Kw. Mai toate puse la încărcat cam în același interval orar. Ochiometric, asta ar însemna o creștere cu 50% a puterii instalate necesare pentru fiecare bloc.

Bucureștiul are în momentul de față 1,4 milioane de mașini. Dacă jumate din ele ar face mâine transferul pe electric, la ceas de seară Bucureștiul ar avea nevoie de o putere instalată suplimentară între 2.688MW și 5.040MW. Adică, la ceas de seară, doar Bucureștiul ar avea nevoie de încă 4 până la 7 reactoare nucleare ca cel de le Cernavodă. Fără să punem la socoteală pierderile de la transport.

Bine înțeles, sunt calcule ochiometrice și evident, estimative (și mai mult ca sigur am greșit eu pe undeva). Dar cifrele arată o poveste nu îngrijorătoare, ci de-a dreptul nerealistă. Rețeaua electrică ar avea nevoie de lucrări de reabilitate și upgrade semnificative, și mai ales foarte scumpe. Producția de energie ar trebui și ea revizuită din temelii. Iar una din marile probleme ale producției de energie electrică este că mai toate stațiile au o funcționare relativ liniară. Un reactor nuclear nu se oprește și pornește după chef, și nici nu-l dai mai tare sau mai încet ca pe un ochi de la aragaz. Asta au constatat băieții de la Cernobîl într-o noapte acum câteva zeci de ani. Reactorul nuclear funcționează permanent la o putere constantă. Termocentralele sunt ceva mai elastice, dar nu foarte. Iar regenerabilele funcționează după capriciile vremii. Doar hidrocentralele pot fi oprite după nevoie, dar nu sunt sigur că le face prea bine.

Ok, schimbarea mâine de la hidrocarburi la electrice este o utopie. Să zicem atunci că în următorii 10 ani. Sună mai realista așa? Păi să vedem. Crezi că ar putea România construi în doar 10 ani echivalentul a între 4 și 7 reactoare nucleare? Doar pentru București, desigur. Sau de termocentrale. Sau de regenerabile. Și Crezi că ar putea revitaliza infrastructura de transport și distribuție? Cu ce cost?

Morala este că ingineria este grea. Să te gândești la problemele astea poate da migrene. De-aia sunt unii care se duc la o facultate nasoală, își sparg capul cu tot soiul de matematici complicate și învață o droaie de chestii, iar alții se duc la facultăți mai comode unde se bat câmpii pe chestii ezoterice. Așa, ca mine care am făcut ASE-ul. Majoritatea dintre noi preferă să nu se gândească la problemele serioase, dacă nu e nevoie. Mai bine apleci urechea la un Elon Musk, când povestește cu încredere cât de minunate sunt mașinile electrice. Și cum, de la cota lui de piață de o fracție dintr-un procent (din toate mașinile de pe drumuri), declară sus și tare că era mașinilor pe carburanți fosili s-a terminat. Nu că el ar avea un interes de a rupe măcar 1% dintr-o piață extrem de mare.

Frumoase vise, dar ce legătură au cu realitatea?

PS: Ianuarie ăsta am fost la Rânca, în creierii munților. Ningea și era gheață drum. În fiecare noapte a nins cam 50 de cm de zăpadă. Când am dezgropat mașina pentru plecare am dat la lopată, cu ajutor, mai bine de o oră. Dar în fața mașinii era o buză de gheață pe care, chiar și cu tracțiune perfectă, n-aș fi reușit să o urc. Acolo nu mai era de lopată, era de cazma. Și m-am căznit. Degeaba. Cam când mă pregăteam să încerc să dezgheț cu lacrimi, venea de sus un utilaj cu lamă și cupă de excavator. I-am făcut o preaplecată rugăciune să-mi dea cu cupa în fața mașinii, să-mi îndulcească panta. Șoferul a oprit, s-a întors cu scaunul spre cupă, a suit utilajul pe picioarele hidraulice și a dat de 4 (patru) ori cu cupa. În decurs de două minute (cu tot cu pregătirea) a făcut ce aș fi reușit eu să fac dacă mă mai căzneam cel puțin o oră. Apoi s-a dus ușor de vale. Câteva zile înainte mă uitam la vola și celelalte utilaje care desfundau drumul spre Rânca. Toate niște monștri diesel fără de care literalmente se putea muri de foame în stațiune, izolați în zăpadă. Iar eu mă gândeam pentru mine: cum naiba o scoteai la cale cu mașini și utilaje electrice? Încărcate de unde? Să crezi că renunți la benzină și motorină cel puțin 30-40 de ani de-acum încolo e o copilărie.

One Reply to “Ingineria e grea (sau cum o să dea chix mașinile electrice)”

  1. Subscriu la tot ce spui. Tot ca referință in 2017 -20%, in 2020, 42% din energia produsă in Ro a venit din regenerabile (eolian foto hidro), dar potențialul foto e mare. In ritmul ăsta stăm bine, zic. E foarte corect ce zici, tranziția va dura, iar Bucureștiul ar trebui sa se pregatească cu infrastructură încă de pe acum. Deja cam in fiecare vară/iarnă e câte o pană de curent majoră. Poate România să facă asta in 10 ani? Cel mai probabil nu! Se mai fac oamenii prosumatori, se mai mută la case pe lângă București, mai face si enel, transelectrică și ceilalți câte un parc foto de 100MW. Eu cred ca balanta se mai echilibrează. Pt retail, rezidențial, șansele sunt realiste pt a face trecerea in 10-20 ani, dar pt industrie, utilaje sunt slabe speranțe și-n 40 de ani.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *