Где у батареи минус

На фоне сложных, капризных, неэффективных и опасных паровых и бензиновых машин электромобили, казалось, ждало блестящее будущее. Их двигатели в разы проще ДВС (где «В» означает в данном случае и внешнее, как у паровых машин, так и внутреннее сгорание. Все эти цилиндры, клапаны, фильтры, кривошипы, кольца против статора и ротора…). Проще и, что чрезвычайно важно, эффективнее: КПД бензинового мотора до сих пор едва ли достигает 25–30% на полном ходу, а электромотора превышает 80%.

Электродвигатель удобен, чтобы на нем ехать: крутящий момент максимален с нулевых оборотов, холостой ход отсутствует за ненадобностью, трансмиссия в классическом понимании не нужна вовсе.

Он легче и намного компактнее при сравнимой мощности, что развязывает руки компоновщикам автомобиля. Он не взорвется. Он не требует многочисленных регулировок. Он дешевле в производстве и обслуживании.

Все эти прекрасные достоинства электромобиля начисто перекрывает один недостаток: ему нужно электричество. Либо провода, либо аккумулятор. С первыми все ясно, автомобиль должен давать свободу передвижения, а тут какие-то тролли, столбы, рога – оставим эту канитель общественному транспорту.

Со вторым сложнее. Сто лет назад казалось, что еще чуть-чуть – и будет найден способ запасать энергию в легких и емких батареях, а при необходимости перезаряжать их в пять минут. Эти надежды живы до сих пор, но, увы, остаются надеждами.

Для сравнимого с обычным легковым автомобилем запаса хода в 500–700 км электромобиль должен принять на борт около тонны лишней массы. Это аккумуляторы. Сравните с 50–60‑литровым бензобаком! Кстати, в стоимости батареи и бака разница столь же катастрофическая. И если для заправки бака нужно 5 минут, то серийные образцы электромобилей требуют минимум 30 минут даже не для полной, а для 80‑процентной зарядки.

В первые годы прошлого века начальная эйфория уступила место разочарованию, электричество пришло в дома, но не в автомобили. Под их капотами воцарились двигатели внутреннего сгорания. Электромобилям оставили лишь очень небольшой ареал: троллейбусные маршруты, складские территории, детские игрушки. Попытки решить проблемы емкости, цены и зарядки батарей оставались и, по большому счету, остаются безуспешными. И почему же при столь фатальных недостатках электромобили принялись вновь завоевывать мир?

Кто сделал плюс

Экология. Вот и весь ответ: производя электричество, пусть даже и сжигая для этого ту же нефть и ее производные, мы все равно куда меньше вредим природе, чем перерабатывая бензин в движение в цилиндрах ДВС. КПД тепловой электростанции (а именно ТЭЦ дает львиную долю энергии) достигает 50%, дизелю только мечтать, не говоря уж о бензиновом двигателе. То есть мы где-то не очень сильно попортили воздух (воду, землю), получили электричество, перегнали его в город, зарядили электромобили: вуаля, катайтесь! Если электричество получать из воды, света, ядерных реакций, будет еще выгоднее.

Очень упрощенно схема выглядит именно так, только недостатков электромобиля она не устраняет. И вот тут между потребителем и производителем транспортного средства появляется государство, которое говорит: тебе, дружочек, за электромобиль льготы и респект, а тебе, супостат бензиновый, моё фе и санкции. И пряник, и кнут выглядят очень по-разному, но, поверьте, если бы не поддержка властей, электромобили так и оставались бы розовой мечтой. Смешная бесплатная парковка на улицах Москвы – только цветочки, по-настоящему развитые страны предлагают и субсидии при покупке, и льготное налогообложение, и развитие инфраструктуры, и ту же парковку…

Только с 1990‑х годов, когда экология стала частью государственной политики, начинается постепенный возврат к электромобилям. И только в очень богатых или очень быстрых странах, которые с помощью господдержки смогли сделать так, что электромобили выглядели для потребителя не менее привлекательными, чем их бензиновые одноклассники.

Норвегия, где так кстати нашли собственный газ, – государство № 1 по доле электрических машин. США, точнее, только один их штат, Калифорния, – Мекка электромобилей. Китай, где смог сохраняется вплоть до нынешних дней, а промышленный потенциал огромен, занимает первое место по общему количеству электромобилей. Другое дело, что в общем парке они лишь капля в море.

В России электромобилей нет. На фоне 50‑миллионного парка бензиновых три тысячи электрических машин – ничто. И если бы весь остальной мир поддерживал электромобили так же, как мы, то есть никак, то о ренессансе таких машин и речи бы не было!

Но все же. На Земле примерно 1,3 млрд автомобилей. Из них около 10 млн – электрические. При этом самый массовый электромобиль планеты, «Ниссан-Лиф», за 10 лет разошелся тиражом 400 тысяч экземпляров. Всего 400 тысяч? Целых 400 тысяч? Я склоняюсь ко второй оценке, ибо пока непрактичность электромобиля отнюдь не покрывается его собственными достоинствами и государственными льготами. И тем не менее…

…будущее за ними

Уж больно привлекательны достоинства, и уж слишком сильно государства разных континентов пытаются завуалировать недостатки. В попытках ускорить время появляются всякого рода конструкции, удачные и не очень, с тем чтобы уже сегодня ездить на электричестве.

Например, раз нет достойного способа хранить энергию на борту, давайте ее вырабатывать! Так появились гибриды, первый и самый массовый из которых, «Тойота-Приус», выпускают уже 20 лет (ныне в строю машина четвертого поколения).

Впрочем, идея гибрида, если развивать ее дальше, легко может привести к мысли ставить за каждой домашней розеткой собственную микроэлектростанцию. Абсурд? А нагружать обычный автомобиль мощной батареей, тяговым электродвигателем, зарядной аппаратурой и при этом всерьез говорить об экономичности – мысль более здравая? Как промежуточный этап, ее еще можно понять, благо, и здесь власти готовы поддерживать потребителей: например, в США дотации на «Приус» составляют около 7000 долларов, позволяя сравняться в цене с равным по свойствам и размерам хэтчбеком.

То же относится, по большому счету, к водородомобилям, электробусам (чтобы вы знали, печка у этих «экологичных» машин дизельная), подзаряжаемым гибридам PHEV и прочим новинкам.

Кстати, на ряде машин, в первую очередь премиум-класса, гибридная схема применяется вовсе не из соображений экономичности, а чтобы получить необходимый всплеск мощности (и при этом несильно задымить атмосферу, так что экология все ж таки присутствует). Примеры? От «Ауди» до «Ауруса».

Что нужно для триумфа?

Безусловно, проблема батарей будет разрешена рано или поздно. Уже сегодня лучшие образцы электромобилей предполагают пробег 300–500 км без подзарядки, а для нее самой достаточно двух-трех десятков минут. При этом аккумуляторы не боятся многократных циклов или частичного заряда. «Ниссан» в массовом сегменте и «Тесла» в премиальном выступили пионерами, но уже сейчас к ним стремительно приближаются «Фольксваген» и «Порше», «Хонда» и «Мерседес», не говоря уж о многочисленных китайских брендах. Итак, первое – батареи.

Второе – инфраструктура. В Норвегии, да и вообще в Скандинавии каждый загородный дом имеет наружные розетки для работы электрических подогревателей обычных машин. А как быть остальным? Зарядная инфраструктура – дело государственное и не всегда такое сложное и объемное, как может показаться на первый взгляд. Например, безнадежная (думают многие) Москва имеет разветвленную сеть метро: это же готовые мощные зарядные станции, у которых необходимо сглаживать пики потребления и простоя! Вот и заряжайтесь ночью.

Третье – цена. Дороговаты не только батареи, дороги сами по себе машины. Да и дешевая электроэнергия остается таковой, только пока в киловатт-часы не вогнали все акцизы и сборы. Напомню, в литре бензина их примерно 70%. Представьте, мы будем миллионами покупать и заправлять электромобили: едва ли государство, раздавая одной рукой преференции, другой не будет взимать топливные сборы…

Четвертое – экология собственно получения электричества, а также производства и, главное, утилизации батарей. Здесь просматриваются интересные решения, вроде использования аккумуляторов в быту (технологию активно развивает «Ниссан» со своей моделью «Лиф»), но пока получается, что нулевой выхлоп электромобиля изрядно очерняет вред от его изготовления…

Пятое – перестройка автопрома и сопутствующих отраслей. При распространении электромобилей потребуется меньше моторных масел, но больше проводов, и это только маленький пример. Вот проблема посерьезнее: как ни используй батареи и их коробки в качестве силовой структуры, как ни работай со сверхпроводимостью, они все равно останутся тяжелыми. А значит, автомобильной отрасли потребуются материалы, обладающие хорошей прочностью и малой плотностью. Недаром же кузов «Всегда недовольной» был выполнен из алюминиевого сплава. Ныне речь не только о кузове, но и о подвеске, о силовом каркасе и всех прочих узлах, куда должны прийти легкие сплавы.

Шестое и главное – не стоит ждать, надеяться и приближать полное замещение нынешних автомобилей электрическими. Последних будет становиться больше, но сегодняшний миллиард с лишним машин с ДВС просто так не исчезнет. Да это и не нужно. Все произойдет не так быстро, как представляют иногда на конференциях по электромобилям (миллион продаваемых машин ежегодно – этот прогноз я слышал в отношении 2010-го, потом 2015-го, теперь – 2025 года). Несмотря на все меры господдержки, главным мотивом потребления остается выгода.

Сто лет назад ДВС победил электричество в честной борьбе. Теперь время брать реванш, столь же честно и столь же уверенно.