Электромобили: реальность и будущее

Зарядка Теслы

Электромобилем называется транспортное средство (автомобиль), приводимое в движение электродвигателями, которые питаются от какого-либо автономного источника энергии. Это может быть аккумулятор, солнечные батареи, маленькая атомная электростанция в багажнике или еще что-то. Главное, чтобы этот источник был именно автономным, а это значит, что такие, тоже приводимые в движение с помощью электричества транспортные средства, как трамвай или троллейбус, электромобилями не являются.

Электромобили имеют более высокий КПД (до 90% и даже выше), чем автомобили с двигателем внутреннего сгорания (до 50%), но пока обладают гораздо меньшим запасом хода. В целом, направление считается перспективным, но на сегодняшний день оставляет вопросов больше, чем даёт ответов. Даже целесообразность серийного производства вызывает дебаты.

История

Примечателен тот факт, что электромобили были изобретены гораздо раньше автомобилей «обычных». Считается, что первым транспортное средство с электрическим приводом ведущих колес от автономного источника питания сконструировал венгр Аньос Джедлик в 1828 году. Правда, это было именно что транспортное средство и к автомобилю вообще никакого отношения не имело, а было похоже на «скейтборд с моторчиком».

А вот то, что уже действительно можно отнести к автомобилю, появилось в тридцатых годах XIX века, когда Роберт Андерсон из Шотландии и Стратин Гронинген со своим помощником Кристофером Беккером из Голландии представили свои варианты электромобилей, внешне напоминающие небольшие кареты или английские кэбы. Позже, в сороковых годах, Роберт Андерсон усовершенствовал свою модель, немного упростив проблему подзарядки аккумулятора, хоть и не решив ее окончательно. Тем не менее, это увеличило мощность экипажа до 4-х лошадиных сил.

К концу XIX века появились экземпляры, способные развивать скорость до 70 км/час. Этому в немалой степени способствовала разработанная русским профессором Владимиром Чиколевым концепция переключения скоростей на электромобиле с помощью контроллера. Гибридные автомобили, кстати говоря, тоже вовсе не «дети нашего времени», они появились примерно в это же время, на стыке веков.

В начале XX века сложилась ситуация, когда электромобили практически по всем параметрам (включая массовость производства) намного обогнали автомобили с двигателями внутреннего сгорания. Их стоимость эксплуатации была ниже, они не «тарахтели», у них не было запаха ни бензина, ни выхлопных газов, их не надо было запускать вручную. На ранних автомобилях с ДВС было довольно проблематичным переключение передач, а электромобили этого недостатка не имели вообще. Электромобилю были не нужны ни антифриз, ни моторное масло (масло для трансмиссии ему, кстати, тоже не нужно), следовательно, ему не нужны и фильтры для них. Из-за того, что в нем нет горючих легковоспламеняющихся жидкостей, электромобиль несравнимо менее пожароопасен.

Есть данные, по которым в начале XX века таксопарк только одного Нью-Йорка насчитывал более 50000 электромобилей. Все говорило в пользу электромобилей, кроме двух показателей – более низкого (но не на много) запаса хода и сложностей с подзарядкой аккумуляторов. Правда, ситуация резко изменилась, когда Форд изобрел конвейер, а Чарльз Кеттеринг – электрический стартер, бензин подешевел в производстве и электромобили потихоньку сошли с «автосцены». Интерес к ним вернулся только в 60-х годах XX века.

Сейчас

На данный момент самыми известными производителями электромобилей можно назвать Tesla Motors, Mitsubishi, Nissan, Toyota, ZENN Motor Company. Впрочем, на этом поприще отметился практически любой крупный автоконцерн. Популярные модели есть и у Volvo, и у Chevrolet, General Motors, BMW и даже у АвтоВАЗа (Lada Ellada).

Параметры таких современных электромобилей, хотя и разнятся, но уже находятся в допустимых пределах для конкуренции с автомобилями с ДВС. Они с лихвой покрывают потребности городского жителя, так как средний горожанин, опять же в среднем, в день проезжает не более ста километров. К тому же лет через десять, а может и раньше, в массовое производство будут запущены нынешние концепткары, ТТХ которых (кроме запаса хода) уже ничем не отличаются от ТТХ среднего автомобиля с ДВС. Из серьезных недостатков можно выделить лишь затрудненную эксплуатацию в зимний период, когда приходится тратить энергию на обогрев салона и самих аккумуляторов, что до трех раз снижает запас хода. Хотя и это, при относительно массовой распространенности мест подзарядки, не такая уж и существенная проблема.

Электромобили можно разделить на три группы: на те, что оснащены аккумуляторными батареями; оснащенные топливными элементами и солнцемобили, получающие электроэнергию от солнечных батарей. В отличие от первых двух групп, солнцемобилям не требуется ничего, кроме света. Пока их КПД, по сравнению с «собратьями», довольно низок (до 30%), а сами солнечные элементы довольно дороги. Солнцемобили пока массово не производятся, и существуют только в виде экспериментальных моделей.

Что стоит ожидать в будущем

В начале зимы прошлого года в Париже прошла первая с 1992 года результативная конференция по климату СОР21. Вместо взаимных обвинений во всех смертных грехах, 195 странам из 198 участвовавших все-таки удалось договориться и подписать совместный договор по борьбе с глобальным потеплением, который фактически станет заменой Киотского протокола 1997 года. Помимо этого, несколько технологически развитых стран сделали на этой конференции очень интересное заявление: несколько штатов США, Великобритания, Норвегия, Германия, Нидерланды, заявили о том, что после 2050 года предполагают запретить у себя продажи и использование автомобилей с двигателями внутреннего сгорания. Нет сомнений, что это заявление послужит дополнительным стимулом к развитию отрасли. А это значит, что со временем и вся Европа пересядет на электромобили.

В принципе, существующий профицит производства электроэнергии уже сейчас позволяет пересадить европейцев в электромобили. Достаточно соблюсти несколько несложных условий. Примерно три четверти автомобилей должны будут заряжаться ночью во время спада нагрузки на электросеть, остальные - во время дневных спадов. Когда именно - решается с помощью программы, устанавливаемой на телефон владельца и соединенной с бортовым компьютером автомобиля и с интернетом. Программа сама будет определять, сколько осталось энергии в автомобиле, когда ближайший спад нагрузки в сети, где ближайший свободный «заправочный столбик» и оповещать водителя, когда и куда тому лучше подъехать. В пользу ночной заправки говорит еще и то, что во многих странах ночные тарифы на электроэнергию ниже дневных, но в любом случае, пробег электромобиля в 3-5 раз дешевле, чем автомобиля с ДВС.

Для этого необходимо иметь достаточно широкую сеть «электрозаправок», но и этот вопрос со временем решаем, ведь когда-то и бензозаправок не было. К тому же не надо забывать, что установка «электрозаправок» гораздо проще и они могут располагаться везде: на стоянках у супермаркетов, деловых центров, заводов, и просто рядом с жилыми домами.

«Медленная зарядка» аккумуляторов требует до 8 часов, если же человек спешит, он сможет почти полностью «заправить» свою машину «быстрой зарядкой» от источника постоянного тока примерно за полчаса, со временем это время будет только сокращаться. Уже сейчас существуют проекты, позволяющие сократить время зарядки автомобиля до 15-20 минут. А ведь возможна «зарядка» простой заменой аккумуляторов на уже заряженные, а это вообще «секундное» дело.

Гораздо серьезнее проблема перевода на электротягу грузовых, особенно большегрузных, автомобилей. Со временем развития технологий она, конечно же, будет решена, пока же предлагается «скрестить» их с троллейбусами, установив на кабины пантографы. Там где трасса электрифицирована, такой грузовик будет двигаться, как обычный троллейбус, в других же случаях переключаться на «батарейку», потом на «дизель».

Можно сказать, что светлое будущее наступит, когда емкость батарей увеличится в 4-5 раз при сохранении их нынешних размеров. День, когда такая батарея сойдет с конвейера – станет последним днем эпохи двигателей внутреннего сгорания. Автомобили, оснащенные такими аккумуляторами будут уже превосходить машины с ДВС абсолютно во всем. Такие батареи со временем обязательно появятся, так как их емкость хоть и медленно, но постоянно увеличивается. Есть еще проблема с распространением зарядных станций. Особенно остро она будет стоять в странах с большой территорией и относительно небольшой плотностью населения, но со временем и это будет решено.

Самый же главный аргумент в пользу того, что будущее за электромобилями – это то, что они используют возобновляемый и бесконечный ресурс, к тому же постоянно дешевеющий и экологически чистый.

P.S. То что цены на нефть сейчас низки, конечно же, является неким тормозящим фактором развития автомобилей с электроприводом, но общая тенденция, разумеется, все равно сохранится.

Первый советский серийный электромобиль – ВАЗ-2801. Создан на базе ВАЗ-2102, выпускался в 1980-1981 гг. Всего было выпущено 47 штук, применялся для перевозок небольших грузов, в основном в почтовых отделениях.

Некоторые несознательные граждане сомневаются в перспективах электромобилей, полагая, что место автомобилей с ДВС займет водородный транспорт (автомобили на топливных элементах), запас хода и время заправки которого схожи с классическими автомобилями. Что ж, может они и правы, а может и нет. Время покажет.

Комментарии