Запрет двигателей внутреннего сгорания: все подробности

В 2050 году многие страны хотят прекратить продажи бензиновых и дизельных автомобилей. Сможет ли человечество пересесть на электромобили?

В Париже на всемирной конференции по климату COP21, которую проводит ООН, неожиданно прозвучало громкое заявление: Великобритания, Германия, Нидерланды и Норвегия, а также несколько американских штатов после 2050 года готовы «запретить использование и продажи автомобилей на горючем топливе». Вот так поршневому двигателю внутреннего сгорания, который верой и правдой служит уже второе столетие подряд, назначили дату смерти.

На чём тогда будет ездить человечество? Транспорт будущего — это электромобили, которые пока окружены множеством мифов. Мы собрали самые популярные домыслы, касающиеся электрического транспорта, и, опросив экспертов на COP21, попытались разобраться, что из этого правда, а что — нет. А поскольку партнёром экосаммита является компания Nissan, в качестве примера во многих случаях приводится электрохэтчбек Leaf, недавно переживший обновление.

Для электромобилей не хватит электричества

Новые генерирующие мощности не понадобятся. Например, в США, по подсчётам независимого агентства EIA, если весь автопарк из 250 млн машин сегодня перевести на электротягу, то ночью (в период так называемого провала нагрузки) энергии хватит, чтобы зарядить 79% легковушек. А днём? Дневной спад энергопотребления тоже существует: суммарно «свободной энергии» хватит на те же 79% легковушек, однако важно, чтобы машины приезжали на зарядку не когда-нибудь, а в нужные часы. Этот вопрос решается приложением для смартфона, которое подскажет оптимальное время для «заправки» электричеством.

В Европе — другая проблема. В Дании, Норвегии и многих других странах, где развита альтернативная энергетика, проблемой является вовсе не дефицит, а избыток генерации! Так что существенную часть европейского автопарка уже сейчас выгодно перевести на электротягу. Более того, из-за энергосберегающих технологий потребление электричества во всём мире постоянно падает, а мощности остаются — в будущем эти «свободные киловатты» и будут заряжать батареи электромобилей.

Электромобили заряжаются «целую вечность»

Согласно прикидкам компании SAP, производителя индустриального программного обеспечения, оптимальное соотношение количества зарядных станций всех типов («медленных» и «быстрых») и электрического автопарка должно составлять 2,5:1. Что касается станций CHAdeMO (отмечены на карте), то по всему миру их сейчас около 9 800: 5 500 в Японии, 2 900 в Европе, остальные — в США
При так называемой «медленной зарядке» батарея Nissan Leaf «наполнится» за 4-8 часов (в зависимости от силы тока). Зато «быстрая зарядка» от станции постоянного тока через разъём CHAdeMO позволяет «заправить» аккумулятор на 80% всего за полчаса, а в ближайшей перспективе время зарядки сократится до 15 минут. Таким образом, продолжительность «заправки» напрямую зависит от инфраструктуры, поэтому число зарядных станций по всему миру постоянно растёт и всего за 4 года выросло со 150 до 9800 единиц.

Электричество — «грязный» источник энергии

В мире 60% всей электроэнергии вырабатывается на тепловых электростанциях — чтобы получить «чистое» электричество, нужно сжечь «грязные» уголь, нефть или газ… Но! Во-первых, при переводе транспорта на электротягу будет иметь место локализация вредного воздействия на природу — города смогут дышать чистым воздухом, а все выбросы сосредоточатся на территориях вокруг ТЭС. Во-вторых, даже самые архаичные ТЭЦ выбрасывают (в пересчёте на километр пробега) гораздо меньше углекислого газа, чем ДВС: ассоциация CHAdeMO уверяет, что «на круг» электромобиль оказывается втрое (!) экологичнее.

прочем, даже если предположить, что западные экологи ангажированы властями и выдают желаемое за действительное, есть один трудно оспоримый аргумент. Энергетикам жидкое топливо поставляют те же компании, что автомобилистам, но притом километр пробега электромобиля на практике стоит минимум втрое меньше, чем сопоставимой по мощности бензиновой машины (об этом поговорим отдельно) — значит, и в атмосферу выбрасывается гораздо меньше гадости.

Литий-ионные аккумуляторы слишком недолговечны

Начнём издалека. Во многих странах тарифы на электричество зависят от времени суток, поэтому логично закупать энергию ночью, а использовать — днём. Для накопления энергии и послужат подсевшие аккумуляторы! Так, компания Nissan при поддержке Eaton выводит на рынок продукт «Vehicle-to-Grid» — буферные станции, которые продлевают срок службы батарей до 25 лет: 10-12 лет аккумулятор служит на электромобиле, теряя 20% своей ёмкости, а оставшееся время работает буфером.

Электричество — это невыгодно

Возьмём пару хэтчбеков марки Nissan — электрический Leaf (109 л.с.) и бензиновую «Тииду» (117 л.с.). В смешанном цикле по методике NEDC электромобиль расходует 15 кВт·ч/100 км, так что при самом дорогом московском тарифе 5,58 рубля за «киловатт» стоимость километра пробега составит 84 копейки. Для бензиновой машины при среднем расходе топлива 6,4 л/100 км и цене литра «девяносто пятого» 36,78 рубля километр будет стоить аж 2,35! Чистая выгода? Увы, сами электромобили довольно дороги: в Германии за Leaf просят 23 тысячи евро, а бензиновый Pulsar (аналог нашей «Тииды») можно купить за 18 тысяч.

Во многих странах разницу сейчас компенсируют разного рода субсидиями — например, во Франции, если сдать дизельную машину старше 14 лет, можно получить 10 000 евро скидки на электромобиль. Но! Как предрекают эксперты, если экологические нормы продолжат ужесточаться, к 2020 году бензиновые и дизельные автомобили станут стоить столько же, сколько «электрички». Кстати, самым дорогим компонентом электромобиля является тяговая батарея: за каждый «киловатт» её ёмкости нужно заплатить 150-200 евро, поэтому «батарейка» базовой версии «Лифа» на 24 кВт·ч стоит примерно 4 500-5 000 евро.

Грузовики не смогут перейти на электротягу

Scania начинает испытания электрогрузовиков, которые представляют собой гибрид автопоезда и троллейбуса: позади кабины смонтирован пантограф, через который будет получать электричество не только электромотор, но и блок аккумуляторов, за пределами электрофицированного участка автопоезд сможет двигаться на запасённой батареями энергии, а затем и вовсе переключится на дизельный мотор
Магистральным тягачам, большая часть жизни которых проходит на крейсерских скоростях, переход на аккумуляторы не грозит: чисто электрический автопоезд будет стоить на 150-200 тысяч евро дороже обычного, дизельного, а запас хода для 12-тонника при нынешних технологиях составит… не больше 100 км. Но перевести коммерческий транспорт на электротягу можно! Пока самой подходящей идеей инженерам кажутся троллейвозы — грузовики, оснащённые пантографами, чтобы машина могла питаться как троллейбус, от протянутых над дорогой проводов.

Электромобили не подходят для длинных поездок и холодного климата

В мире 90% водителей ежедневно проезжают не более 90 км! Но согласитесь: сама возможность проехать 300 км должна быть. Вот только КПД электрической трансмиссии, коей является связка «аккумулятор-электромотор», с ростом скорости падает — при 90 км/ч Leaf расходует до 20 кВт·ч… Проблема решаема. Во-первых, уже имеются технологии, чтобы повысить ёмкость батарей при неизменных размерах. Во-вторых, массовое появление станций «быстрой зарядки» нивелирует скромный запас хода.

Что касается холода, то на электромобилях можно ездить при температуре до -30°С. Правда, включенная на максимум «печка» будет потреблять 5-6 кВт·ч, резко сокращая «дальнобойность» машины… Впрочем, нам просто предстоит изменить свои привычки: прогревать или охлаждать салон нужно будет до поездки, пока машина запитана от бытовой сети, — тогда энергии на «климат» понадобится гораздо меньше, лишь на поддержание температуры. Второй недостаток — при «минусе» литий-ионный аккумулятор менее охотно отдаёт энергию — исправлен при помощи подогрева батареи.