Итоги № 1 (2013)
Шрифт:
«Я просто не услышала, как он подъехал», — объясняла полицейским жительница Парижа, попавшая в начале декабря под машину. К счастью,
Забытое старое
В минувшем году снова разгорелись споры насчет первенства изобретения автомобиля, уже в который раз. Если принять точку зрения компании Daimler, то случилось это 125 лет тому назад, когда Карл Бенц запатентовал свою трехколесную машину с двигателем внутреннего сгорания. Однако еще в двадцатые годы XIX века различные конструкторы создавали четырехколесные тележки с электромоторами получается, что транспортные средства на электротяге появились намного раньше. Более того, долгие годы именно такой тип автомобилей считался самым перспективным: в 1899 году французский сигарообразный болид La Jamais Contente стал первой в мире машиной, превысившей скорость 100 километров в час не без помощи электрического тока.
До 20-х годов прошлого века электромобили успешно конкурировали с машинами, в которых использовался ДВС. Но затем их ожидали десятилетия забвения. Почему? Во-первых, еще не изобрели достаточно емкие, компактные и долговечные аккумуляторные батареи. Построить мощный мотор, приводимый в движение силой тока, не было проблемой, но вот хранить заряд инженеры не научились. А во-вторых, двигатели внутреннего сгорания к тому моменту здорово продвинулись. В итоге автомобильный мир стал таким, каким мы знаем его сейчас.
Не то чтобы про электрические машины забыли окончательно, разработки в этом направлении велись всегда. Достаточно вспомнить знаменитый LRV — первый четырехколесный транспорт, побывавший на Луне. Просто о массовом производстве не могло идти и речи из-за пресловутого батарейного вопроса. Даже попытки крупных концернов переломить ситуацию терпели крах: такая участь постигла, к примеру, амбициозный проект General Motors — EV1. Правда, уже на стыке веков наметился определенный прогресс, а в последние годы автопроизводителей словно прорвало: в конце 90-х — начале 2000-х Toyota выпустила полторы тысячи электрических кроссоверов RAV4, половина из которых до сих пор в строю, в 2008 году в США стартовали продажи спорткара Tesla Roadster, в 2009-м BMW запустила дорожные испытания пятисот электрических Mini, в конце 2010-го началось производство первого современного массового электрокара Nissan Leaf, а в 2011-м о новой тенденции говорили уже все основные игроки: Ford, Volvo, Renault, BMW, Mercedes-Benz, Volkswagen, Hyundai, Opel.
Что же такого произошло, что подзабытые идеи вытащили из ящика стола, стряхнули с них пыль и поставили на коммерческие рельсы? Революция, которую мы сейчас наблюдаем, началась в девяностые годы, когда получили массовое распространение… мобильные телефоны. Для них были созданы новые мощности по производству аккумуляторов. Оказалось, что используемые в портативных электронных устройствах батареи пригодны и в автопроме. Впрочем, есть и другая причина. В неформальных разговорах представители многих компаний признавались «Итогам», что к разработке электрических машин их подтолкнул успех тойотовских бензоэлектрических гибридов. Представив в 1998 году свой Toyota Prius и постоянно обновляя его, японский концерн столь прочно укрепился в звании лидера сегмента экологически привлекательных авто, что остальным пришлось сыграть на упреждение и сосредоточиться на стопроцентных электрокарах.
Розеткой не поделитесь?
Чем отличается современный электромобиль от моделей с традиционным ДВС? Разве что отсутствием выхлопной трубы, меньшим размером радиаторной решетки да узкими шинами с минимальным сопротивлением качению. Производители часто берут за основу обычные серийные машины — это позволяет сэкономить на производстве. В салоне отличий больше. О таком приборе, как тахометр, можно забыть. Зато часто встречаются эконометры различных конструкций — они помогают водителю выбрать наиболее эффективный стиль вождения. Управление трансмиссией напоминает стандартный рычаг АКПП, хотя большинство представителей электрической братии довольствуется одной-единственной передней передачей: рабочего диапазона мотора хватает с лихвой. Вместо указателя уровня топлива — датчик заряда батареи. Сама батарея
Мотор в общих случаях может выполнять функцию генератора, превращая кинетическую энергию машины в электрическую. Расположен он либо под капотом, либо, как у BMW i3, у задней оси. Кажется, все просто. Так почему же инженеры тратят на разработку электромобилей уйму сил и времени? Все дело опять же в батареях. За прошедшие сто с лишним лет химическая промышленность достигла определенного прогресса, но основная проблема так и остается нерешенной. Аккумуляторы по-прежнему дороги, громоздки, а их емкость недостаточна. А значит, чтобы обеспечить автомобилю приемлемую динамику и запас хода, технарям приходится биться над повышением эффективности всех систем: мотора, трансмиссии, вспомогательной электроники и так далее. Чтобы уменьшить цену готовой машины, в Renault, например, решили продавать автомобили отдельно от батарей: аккумуляторы владельцам модной электротехники приходится арендовать. Плюсы несомненны: такие аппараты сравнялись по стоимости с классическими машинами, а вместо многочасовой зарядки от розетки достаточно потратить несколько минут на специальной станции, где батарею просто поменяют. В минусе ежемесячный платеж в несколько сотен евро. Однако в компании уже подсчитали, что при ежегодном пробеге в 17 000 километров и более владелец все равно может сэкономить за счет разницы между ценой литра бензина и киловатта электричества. Это в России, в Европе и того меньше. Концерн GM нашел иное решение: в электрокарах-близнецах Chevrolet Volt и Opel Ampera заряда хватает максимум на 80 километров пути, после чего автоматически запускается бензиновый двигатель, который вырабатывает ток, превращая машину в некое подобие гибрида. Это дало возможность взять более дешевую батарею меньшей емкости. К тому же, как уверяют исследователи, большинство горожан в день и восьмидесяти верст не проезжают, так что бензиновый движок под капотом лишь страховка на всякий пожарный.
Наконец, производители машин премиум-класса могут позволить себе строить максимально эффективные авто за счет более дорогих технологий. Например, в уже упомянутом BMW i3 будут использоваться легкая алюминиевая рама и углепластиковый кузов: это заметно снизит массу и уменьшит расход энергии. Правда, сколько будет стоить такое чудо техники, пока неясно. А почему бы, например, не установить на электромобиль солнечные батареи, чтобы в хорошую погоду они давали дополнительное питание? У Nissan Leaf уже есть такие панели, только они снабжают энергией не тяговый электромотор, а систему вентиляции салона. Оказывается, и в этом сходятся инженеры всех компаний: использование солнечной энергии увеличивает себестоимость машины, а вот на других ее характеристиках почти не отражается.
Здоровое питание
Несмотря на все технические ухищрения, современные электромобили все равно оказываются почти вдвое дороже одноклассников с ДВС, а их запас хода в реальных, а не «стерильных» условиях редко превышает 150 километров. Для города, может, и хватит, но в путешествие уже не отправишься. Так есть ли надежда на то, что в обозримом будущем изобретут более емкие и дешевые аккумуляторы? «Нет», доктор Кунстман, участвовавший в разработке Opel Ampera, по-немецки лаконичен. Сейчас главным образом используются литий-ионные батареи, и прогресс, даже если химики предложат что-то более удачное, будет измеряться в процентах, а не в порядках, убежден эксперт. То же касается и стоимости аккумуляторов: при увеличении объемов производства она упадет, но не более чем вдвое, а значит, традиционные машины все равно будут дешевле.
Альтернатива — использование водородных топливных ячеек. Эта идея тоже не нова: на автомобиле размещается бак с водородом, откуда газ поступает в топливный элемент. Там он вступает в реакцию с кислородом, который берется из воздуха, — молекулы соединяются, образуя воду и выделяя электрическую энергию. Технология пока еще отрабатывается, но прототипы подобных авто уже колесят по полигонам. А водородные Mercedes A-класса в прошлом году можно было встретить и на дорогах России: компания проводила испытания по всей Евразии. И все же водород остается весьма далекой перспективой. Проблема в том, что этот элемент придется добывать методом электролиза — процесса, обратного тому, который протекает в топливных ячейках. Под действием электрического тока вода разделяется на кислород и водород, причем требуются колоссальные затраты энергии. Где ее взять? Да и для заряда обычных электрокаров необходимо, чтобы в розетке был ток. Не секрет, что львиную долю энергии мы получаем от теплоэлектростанций — то есть вместо того чтобы сжигать бензин в моторе, нам предлагают заряжать батареи энергией, полученной от сжигания угля и газа на ТЭЦ. Гидроэлектростанции с точки зрения экологов также неоптимальны: их строительство наносит колоссальный вред экосистемам рек. Об опасности «мирного» атома, наверное, говорить излишне: мир до сих пор лихорадит после Чернобыля и Фукусимы. А энергии потребуется много!