Анализ стоимости эксплуатации аккумуляторных и бензокос: «Честная продажа. Бензин против аккумулятора»

Аккумуляторные технологии развиваются настолько стремительно, что беспроводная техника уже сейчас может составить серьёзную конкуренцию бензиновой. Это подтверждают в том числе и результаты многих наших тестов. Но говорить о том, что бензин уходит в прошлое, откровенно рано. По нашей просьбе эксперт компании Unisaw Фёдор Бергман провёл всесторонний технико-экономический анализ возможности применения бензиновой и аккумуляторной техники в профессиональной отрасли на примере мотокос. В статье, которую мы назвали «Честная продажа. Бензин против аккумулятора», максимально подробно, со всеми выкладками изложено его мнение. При желании вы можете проверить эти расчёты, все данные взяты из открытых источников и легко доступны. Если не хотите вдаваться в сложные технические тонкости — переходите сразу к выводам. А они таковы: в ситуациях, когда надо работать много, долго, с высокой производительностью и нет дополнительных ограничений на шум или выхлопные газы, бензин по-прежнему вне конкуренции. Вряд ли в ближайшие годы «аккумуляторщики» смогут предложить адекватную альтернативу. Даже ожидаемое серьёзное снижение цен на батареи, о котором сейчас много говорят и на которое делают большие ставки, не изменит ситуацию, потому что есть ещё и другие факторы. О них говорят мало, их редко принимают во внимание — и напрасно.

А вот в бытовом сегменте бензину, видимо, придётся-таки потесниться.

КРАТКАЯ БИОГРАФИЯ

Федор Бергман, руководитель отдела гарантии и послепродажного обслуживания Unisaw Group, тренер «Академии Юнисоо»

Окончил Московский инженерно- строительный институт им. В. В. Куйбышева по специальности «инженер-электромеханик». В компании Юнисоо работает с 2002 года. Имеет большой опыт проведения сервисных тренингов с аттестацией для сервис-менеджеров и механиков по темам: «Двух- и четырёхтактные двигатели, трансмиссии кусторезов, культиваторов, райдеров и тракторов», «Бензокосы с двух- и четырёхтактными японскими двигателями (Kawasaki, Mitsubishi, Honda, Subaru)», «Устройство дизельного двигателя, методы определения и способы устранения неисправностей», «Устройство, разновидности альтернаторов. Методы определения и способы устранения неисправностей» и др.

В мире набирает обороты борьба за экономию и экологию. Производители и пользователи стремятся к снижению расходной части, операционной простоте и эргономичности. Прогресс в аккумуляторных технологиях позволил совершить прорыв в мобильной электронике, а Tesla первая заставила поверить в автомобильный концепт. Производители батарей спешат найти лёгкую по весу, малую по размеру, недорогую по стоимости и быструю по зарядке формулу аккумулятора для крупных машин и агрегатов, выполняющих энергоёмкую работу. Большинство производителей садовой техники уже добавили в свой ассортимент подобные решения.

Сегодня бензиновая техника в сознании большинства гарантирует мощность, ста­бильность, безотказные решения. Аккумулятор — чистоту, простоту в использовании, новые технологии, низкий уровень шума. Оба направления сосуществуют одновременно, и рынок всё больше начинает разбираться в особенностях каждого из них. В свою оче­редь, мы также анализируем цифры и делаем выводы.

Мы решили сравнить бензиновые и аккумуляторные модели профессиональных мотокос с диском для кошения травы. Благодаря своей эффективности и функциональности такие сегодня очень востребованы в России. Проанализировав рынок и его основных игроков, мы остановились на мотокосах с верхним расположением электродвигателя, и вот почему. Оборудование с нижним двигателем имеет прямой выход вала на режущий элемент, на агрегат приходится пиковая нагрузка. Соответственно, подобная конструкция предполагает большое количество ограничений при работе с диском для кошения: невозможность работы с сухой и жёсткой растительностью, при неравномерной нагрузке и др.

Для сравнительного анализа были выбраны модели профессионального класса, которые объединяет одна важная функция — они предназначены для регулярного кошения различной травы диском (ножом):

Maruyama BC 60LI (Япония) — аккумуляторная коса (батарея 58 В, 2,5 А*ч в комплекте), стоимость — 69 990* руб. Стоимость дополнительной батареи для бесперебойной работы — 34 990* руб. Вес косы без батареи — 4 кг; вес батареи — 1,05 кг; вес косы с батареей — 5,05 кг.

Потребляемая мощность зарядного устройства AL300–300 Вт. Время зарядки батареи до 100% — 60 мин. Среднее время работы на 1 зарядке — 60 мин. Батарея и электродвигатель расположены в верхней части косы.

Stihl FSA 130 (Германия) — аккумуляторная коса, стоимость — 37 490* руб. (без батареи). Ранцевая батарея AR 3000 стоит 80 490* руб. Итого 117 980 руб. Стоимость дополнительной батареи для бесперебойной работы — 80 490 руб. Потребляемая мощность стандартного зарядного устройства AL 300–300 Вт. Время зарядки батареи до 100% — 300 мин, то есть 5 ч. Время работы на 1 зарядке на максимальной мощности — 215 мин, или 3,7 ч. Вес косы без батареи — 3,7 кг; вес батареи — 8,1 кг; вес косы с ба­тареей — 11,8 кг. Электродвигатель на косе расположен в верхней части.

Caiman WX 24 (Япония) — бензокоса, стоимость — 24 990* руб. Вес косы c пустым топливным баком — 4,7 кг. Объём топливного бака — 0,6 л, среднее время работы на 1 баке — 1,5 ч. Двигатель на бензокосе расположен в верхней части изделия.

* Розничные цены, актуальные на 25.03.2019
и рекомендованные производителями для российского рынка

Почему для рассмотрения были выбраны именно эти модели указанных выше производителей?

Проанализировав рынок, мы остановились на изделиях, соответствующих следующим критериям удобства при профессиональном использовании аккумуляторной техники:

• время автономной работы — 1 час и более на одной зарядке;
• вес изделия — не более 8 кг вместе с батареей при классической компоновке, когда электродвигатель и аккумулятор представляют из себя единый блок. Или возможность работы с батареей заплечного типа, в этом случае вес не рассматривается как ограничивающий фактор;

Из бензокос выбрана модель, под брендом которой уже сейчас производится одна из самых внушительных линеек лёгких профессиональных бензокос с большим сроком службы, и данные технологии Caiman продолжают свое развитие.

Итак: бензин или аккумулятор? Исследуем шаг за шагом.

Известно, что аккумуляторные косы комплектуются батареями, различающимися по напряжению и ёмкости (А*ч). Чем выше значение ёмкости в ампер-часах, тем дольше работает техника. Аккумулятор, рассчитанный на длительное время работы, всегда заведомо тяжелее. При сравнении энергоёмкости батарей с различными параметрами (напряжение и ампер-часы) мы оцениваем величину отдаваемой ими электроэнергии в пересчёте на один килограмм веса.

В таблице 1 приводится соотношение мощности и веса двух принципиально разных по форм-фактору аккумуляторов. Удельная энергоёмкость практически идентична, но время работы и зарядки батарей заметно различается. Соответственно, потребитель имеет возможность выбора, но следует учитывать: чем больше продолжительность времени работы оборудования и мощность, тем техника тяжелее. Рассмотрим альтернативу в виде бензиновой косы.

На примере Caiman WX24 хорошо видно, что современные технологии позволяют создавать эргономичные бензокосы весом менее 5 кг. Бензиновое оборудование, приведённое в качестве примера, заметно легче некоторых образцов аккумуляторной техники.

Сравнивая бензиновую технику с аккумуляторной, очень важно понимать, насколько затратна эксплуатация того или иного оборудования. В таблице 1 были указаны данные по аккумуляторам, для расчёта аналогичного параметра для бензокосы надо оценить, сколько энергии выделяется при сгорании бензина, и учесть КПД двигателя. Эти данные приведены в таблице 3.

Для наглядности сравнения тепловая энергия, измеряемая в джоулях, была переведена в единицу измерения энергии аккумулятора (кВт*ч). При сгорании 1 л бензина выделяется 2,88 кВт*ч получаемой энергии, соответственно с учётом объёма бака (0,6 л) получаем меньшее значение — 1,73 кВт*ч.

Выделяемая при сгорании бензина энергия, выраженная в киловаттах, значительно превосходит показатели энергии, отдаваемой аккумулятором. Эти данные помогают покупателю сделать более обоснованный выбор в пользу той или иной техники.

А теперь оценим эксплуатационные затраты, их тоже надо учитывать при подборе оборудования. Сравним энергию, получаемую из разных источников на 1 кг веса. В таблице 3 приведено количество энергии, выделяемой при сгорании 1 л бензина. При пересчете на 1 кг веса бензина она равна 12,01 кВт. При учёте КПД ДВС (30%) энергия, выделяемая при сгорании 1 кг бензина, — 3,604 Квт*ч. Результат расчётов отражён в таблице 4.

Как видим, количество энергии, полученной при сгорании бензина, почти в 26 раз больше, чем от аккумуляторов различной мощности. Для более точного сравнения можно сопоставить эксплуатационные затраты. Для аккумуляторной косы такими затратами можно считать расходы на зарядку батареи от бытовой электросети. Для расчётов примем следующее допущение: в сети 220 В стоимость 1 кВт*ч равна 5,25 руб.* (среднерыночный показатель, установлен­ный для предприятий Московской области).

Стоимость зарядки в час при равной потребляемой мощности зарядных устройств (300 Вт у обеих моделей): 5,25 руб. x 0,3 = 1,58 руб.

Cтоимость одной зарядки батареи Stihl AR 3000: 1,58 руб. x 5 ч (время зарядки на 100%) = 7,9 руб.

Cтоимость одной зарядки батареи Maruyama 58 D: 1,58 руб. x 1 ч (время зарядки на 100%) = 1,58 руб.

Кроме этого, затраты зависят от количества зарядок аккумулятора, которое будет произведено при определённом объёме выполняемых работ.

Продолжая сравнение эксплуатационных расходов, мы сопоставляем затраты при работе аккумуляторной и бензиновой косы с объёмом двигателя 23 см³.

В зависимости от модели косы, подсоединённой к ранцевому аккумулятору, время работы инструмента может составлять около 3,7 ч. При использовании аккумулятора, установленного непосредственно на косу, среднее время работы составляет примерно 1 ч.

При работе косы в течение часа затраты на восстановление заряда аккумулятора составляют от 1,58 до 7,9 руб., на заправку бензобака потребуется от 25,2 руб. Таким образом, стоимость работы бензокосой в 8–10 раз дороже, чем стоимость работы аккумуляторной косой (батарея стандартного размера) или косой с ранцевым аккумуля­тором. На первый взгляд эксплуатационные затраты на аккумуляторную косу меньше, чем на бензиновую. Но у подобной выгоды есть обратная сторона — вес и стоимость. Вернувшись к таблице 2, мы видим: цена аккумуляторной косы в 2,8–4,8 раза выше, а вес в 1,07–2,5 раза больше бензиновой модели. Для непрерывной работы косы необходимо иметь дополнительный аккумулятор, что увеличивает цену решения в 4–8 раз по сравнению с бензиновой мотокосой.

Ещё раз хочется обратить внимание на тот факт, что наработка на отказ профессиональной бензокосы Caiman — 700 моточасов. Топливные расходы за этот период составляют 11 760 руб. (700 моточасов x 16,8 руб.)! Для бензокос это очень экономичное решение.

Отвлечемся от цифр и вернёмся к обобщению основных критериев выбора.

Одно дело ездить. Другое — носить

На сегодняшний день основными недостатками аккумулятора являются вес и вы­сокая стоимость. Чтобы в запасе было больше энергии, мы должны использовать более ёмкий аккумулятор. Но при увеличении ёмкости резко возрастает его вес. Бензиновый двигатель — это собственная стандартная масса плюс топливо, аккумуляторы пока что в принципе не могут предложить ничего даже близко похожего по соотношению объёма выполняемой работы и веса.

Если речь идёт об аккумуляторной машине, которая ездит сама (а иногда ещё и водителя на себе возит), то эти моменты не столь важны. Но как только речь заходит о мощной технике, переносимой на руках, их актуальность резко возрастает. А ведь аккумулятор надо ещё и на подзарядку относить, и далеко не всегда ЗУ можно разместить рядом с местом работы.

Бензиновый двигатель — стабильность работы

Напряжение аккумулятора снижается по мере его разряда, что приводит к падению мощности, особенно заметному, когда батарея близка к разряду. Бензиновая техника, независимо от количества оставшегося топлива в бензобаке, показывает одинаковую мощность в соответствии с заявленными характеристиками.

Условия работы на земле не всегда одно­родны. Например, кошение предполагает как газонную траву, так и жёсткие стебли луговых растений, молодую поросль. Работая с бензокосой, нам достаточно выбрать подходящую насадку (леску либо диск). На расход топлива это практически не влияет. С аккумулятором все немного сложнее: чем гуще, выше и жёстче трава, тем быстрее будет снижаться заряд батареи.

На продолжительность работы влияет температура окружающей среды, и здесь бензиновая техника не имеет ограничений. К сожалению, в морозную погоду аккуму­ляторная техника будет работать меньшее время. Это важно знать, когда, например, предполагается зимняя эксплуатация. Необходимо помнить, что потеря ёмкости аккумулятора происходит не только при низких температурах, но и при высокой влажности.

Электробезопасность

Конечно, по сравнению с проводными электрическими изделиями аккумуляторная техника имеет преимущества. Во‑первых, не путается провод, мы избегаем такой проблемы, как его повреждение (в случае газонокосилок и кос) и, как следствие, короткое замыкание. При практически равных мощностных характеристиках отсутствие провода — это одновременно и удобство, и электробезопасность (36 В аккумулятора против 220 В сети). Важно помнить, что электрическими изделиями нельзя пользоваться в дождь, а работать в условиях повышенной влажности надо с соблюдением правил предосторожности. Бензиновое же оборудование данных недостатков лишено полностью.

Время и удобство

Заменить разрядившуюся батарею на заряженную можно меньше чем за полминуты. Это очень быстро и очень удобно. Но по истечении работы аккумулятора мы должны поставить его на зарядку (это примерно один час). Все усложняется, если у нас нет «под рукой» в заряженном состоянии второго аккумулятора.

На заправку топливом мы тратим примерно столько же, когда рядом стоит канистра с подготовленной заранее смесью. Если смесь не готова — на пару минут дольше, не более того.

Не секрет, что электрооборудование легко включается и в этом состоит его удобство, в особенности для женщин и людей в возрасте. Как обстоят дела с бензиновой садовой техникой?

Усилия конструкторов современных бензомашин направлены на обеспечение максимально лёгкого запуска. Например, если взять изделие с лёгким или реверс-стартом, то приведение их в работающее состояние также не требует никаких усилий. Всё просто: тянем за ручку и запускаем. Остаётся лишь смешать бензин с маслом в указанных пропорциях.

К сожалению, аккумулятор требователен к хранению в зимний период, кроме того, он периодически нуждается в подзарядке. Со временем ёмкость аккумулятора снижается, и ему необходима замена.

С бензиновой техникой не миновать техобслуживания, что требует от владельца определённых навыков. При невозможности провести ТО самостоятельно оборудование нужно доставить в сервисный центр. Что касается топлива, то его надо периодически обновлять, так как при хранении бензина более месяца снижается его октановое число. Таким образом, несмотря на неприхотливость, данная техника также нуждается в постоянном контроле. Помимо этого, при хранении и использовании топливной смеси, следует помнить о безопасности. Но во всём этом есть огромный «плюс»: при правильном техобслуживании согласно инструкции двигатель будет работать исправно и в течение длительного периода качественная техника не выйдет из строя.

Автономия

При весе современных аккумуляторов, их сравнительно небольшом сроке непрерывной работы, а также необходимости иметь в шаговой доступности от рабочего места розетку 220 В, можно сказать, что аккумуляторная техника не является максимально автономным решением. Чтобы сделать её таковой, надо обеспечить себя дополнительными источниками получения электроэнергии. В отличие от мобильного телефона или мелкого инструмента, в случае с пилами, газонокосилками или косами это не самый простой вариант.

Чтобы работать бензотехникой в течение длительного времени, понадобится достаточный запас бензина и масла.

Шум и вибрация

Бесспорное преимущество аккумуляторной техники — отсутствие шума, что даёт возможность работы в населенной местности, не беспокоя окружающих. Также оператору не нужны наушники, как, например, при работе с бензокосой. Наконец, электродвигатель имеет минимальную вибрацию.

Конструкторы бензиновой техники тоже учитывают эти моменты. Технику профессионального класса оснащают моторами с низким уровнем вибрации. Он зависит не только от двигателя, но также и от трансмиссии, поэтому сбалансированным должно быть всё изделие. Нельзя взять дешёвую косу, поставить на неё дорогой качественный двигатель и назвать получившийся продукт профессиональной техникой.

Шумовые характеристики во многом зависят от конструкции глушителя. При этом важно понимать: чем меньше сопротивление при выбросе двигателем отработанных газов, тем выше его шум и мощность. Поэтому производители стараются соблюдать баланс этих составляющих, сохраняя максимальную эффективность и экономичность оборудования. На решение данной задачи и направлены современные технологии. Например, в бензокосе Caiman с использованием технологии HERE предусмотрена рециркуляция отработанных газов, которая снижает вредность выброса и влияет на мощность и экономичность. Звуковое давление максимально снижено — шум работающей косы практически не выделяется на шумовом фоне города.

И в завершении. Абсолютная экологическая безопасность аккумуляторов — это всё-таки миф. Да, их эксплуатация безопасна, но производство и утилизация наносят природе значительный урон. И если на производство некоторые закрывают глаза под тем предлогом, что это далеко и нас не касается, то утилизация — совершенно другое. В России нет программы утилизации аккумуляторов от инструментов, поэтому куда они деваются по окончании срока службы — можно только предполагать. Скорее всего, на свалку. Программы сбора и переработки обычных батарей, которые сейчас есть как минимум в Москве, не распространяются на аккумуляторы. Их переработка сложнее и дороже, надо разбирать корпуса, отпаивать ячейки. В России таких предприятий пока очень мало.

ВЫВОДЫ

А выводы таковы: рынок садовой техники для профессионалов от бензина точно не откажется в ближайшем будущем. Когда надо работать много и быстро, беспроводные технологии не являются адекватной заменой бензину — они дороже, сильно снижают производительность, а их преимущества для профессионалов не критичны. Если ты умеешь готовить топливную смесь и заводить двухтактный двигатель, то и бензотехника кажется очень простой в эксплуатации.

Но аккумуляторная техника здесь тоже найдёт применение. Профессиональные озеленители всё чаще сталкиваются с ограничениями на шум и выхлоп со стороны заказчиков. Обслуживание территории санатория или парк-отеля бензиновой техникой не вызовет радости у гостей, администрация таких заведений это прекрасно понимает и старается минимизировать дискомфорт. Вот в таких условиях аккумуляторные косы и газонокосилки будут востребованы и у «профи». Вероятнее всего, они просто расширят свой арсенал, но от бензиновых машин полностью не откажутся, те по-прежнему будут их основным рабочим инструментом ещё много лет.

⇒ ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ

Аккумуляторные технологии: кто это купит? Мнение редакции

Статья опубликована в объединённом выпуске «Весна 2019» (№1’2019)
журналов «Инструменты» + «Всё для стройки и ремонта» + «GardenTools»
серии «Потребитель».

Архив всех выпусков в pdf-формате смотрите здесь.