Итоги № 1 (2012)

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!