Электромобили: светлое будущее или путь в никуда?
Автомобили
До ХХ века человечество обходилось без нефти. Но развитие автомобильной промышленности вынудило искать топливо. Таким топливом стала нефть.
Особенно развитие автомобильной промышленности происходило в послевоенный период. Устав морально и физически после двух затяжных мировых конфликтов, человечество поспешило насладиться прелестями мирной жизни, одной из которых был автомобиль. Наверняка граждане СССР помнят, что значило для советского человека стать обладателем «Москвича» или «Жигули».
Но не всё так было безоблачно. Работа заводов, фабрик, выхлопы автомашин резко ухудшили экологическую ситуацию по всему миру. На сегодняшний день в больших городах иногда нечем дышать. ХХІ век начался в поисках альтернативных источников энергии. Учёные задумывались и о том, чем можно заменить привычный любому автолюбителю бензин. Тогда стали популярными автомобили, использующие компримированный природный газ – метан. Казалось бы, газ и дешевле, и для окружающей среды менее вредный. Но и запасы природного газа также оказались ограниченными.
И тогда на первый план вышли электромобили. Распространено заблуждение, что первые электромобили были созданы лишь в прошлом веке. На самом деле первый автомобиль с электромотором был создан задолго до изобретения привычных нам «машин на бензине». Случилось это в далёком 1841 году. В принципе, электромобили никогда не исчезали, существуя параллельно с традиционными машинами. Во многом из-за нефтяных магнатов электромобили не получили широкого применения.
В 2008 году американская кампания Tesla Motors начала выпускать спортивные машины Tesla Roadster. В это время держалась высокая цена на нефть, что естественным образом стимулировало развитие рынка электромашин. Электромоторы имеют множество позитивных свойств по сравнению с двигателями внутреннего сгорания. Например, уровень КПД (что немаловажно): ТЭД (тяговые электродвигатели) – средний показатель 90-95 %, в то время как ДВС – 22-42%. Кроме того, городские жители часто жалуются на постоянный шум от автомобилей и выхлопы. Электромотор работает почти бесшумно, а уровень загрязнение окружающие среды от такого мотора значительно ниже, что повысит уровень комфорта жизни для городских жителей. Ещё один интересный момент: электромобили с помощью специальных батарей могут заряжаться от солнца, а также заряжаются при торможении. Экономия очевидна. Также следует упомянуть и об простоте конструкции, в электромобиле не нужно переключать передачу, ведь крутящий момент ТЭД сам приспособляется к изменениям внешней нагрузки. Производители указывают и на простоту техобслуживания, хотя на этот счёт можно поспорить. Также, как и для автомобилей с ДВС, электромобилям необходимы свои точки техобслуживания, которых всё же пока ещё не хватает. В ближайшей перспективе, безусловно, это изменится, но…
Кроме преимуществ, электромобили не лишены недостатков. Одним из главных слабых мест электромотора является аккумулятор, а именно его утилизация. Не секрет, что в состав «коробочки с энергией» входят отнюдь не полезные для окружающей среды вещества – свинец и литий, а также разнообразные ядовитые кислоты. Таким образом, решая одну проблему, появляется множество новых, ещё более сложных. Допустим, пока электромашины не получили широкого распространения, вопрос с утилизации не будет так остро вставать – тогда преимущества «альтернативных автомобилей» очевидны. Но что делать потом?
Кроме того, литиевые батареи недешевые (от 4000$ и выше). А менять их придется каждые 3-5 лет. При дороговизне бензина ещё не факт, что эксплуатация электромобиля обойдется дешевле. В расходы на использование электромобиля следует учитывать и стоимость электроэнергии. Повышение показателей потребления энергии может привести к повышению тарифов на свет. Перегрузка в электрических сетях, которые не рассчитаны на массовую подзарядку потребителями автомобильных аккумуляторов, может привести к перебоям, веерным отключениям, поломкам и т. д.
Ещё один момент: на электрическом автомобиле далеко не убежишь. Владелец автомобиля с литиевой батареей ёмкостью 24 кВт·ч проедет около 160 км. Использование кондиционера, печки, загрузка автомобиля пассажиром или грузом снижает пробег до 80 км. Потому для стран с холодным типом климата эксплуатация электромобилей проблематична, водитель становится перед выбором: либо замерзнуть, но доехать, либо не доехать, но замёрзнуть не сразу. Но и для теплых стран вопрос не решен: батарея имеет свойство нагреваться при самом процессе её работы. Воздействие внешней температуры также влияет на повышение внутренней температуры батареи. В свою очередь, для охлаждения тратится энергия, которой в нужный момент может не хватить, чтобы проехать желаемый километр.
В общем, недостатков достаточно много. Но учёных и автомеханики не остановились и решили создать гибридные автомобили, в которых присутствует и ДВС, и ТЭД. Это повысило надёжность, позволило снизить количество используемых механических элементов и деталей, снизило уровень загрязнения окружающий среды и снизило стоимость (чего трудно было добиться в комплексе). В гибридных автомобилях удалось добиться щадящей работы аккумулятора, что позволило снизить температуру нагревания, уменьшить потребление энергии на охлаждение.
Но и тут не обошлось без недостатков. Среди них следует выделить большую массу аккумуляторов, что влияет на максимальную скорость, потребление энергии и пробег, а также низкие динамические показатели. В целом, гибриды не стали решением проблемы электромобилей, электромоторов и аккумуляторов, а лишь смягчили их недостатки.
И всё же не зря крупнейшие международные автомобильные концерны и правительства ведущих мировых держав инвестируют в развитие электромобилей. В сравнении с 1841 г. учёные значительно продвинулись и усовершенствовали автомобили с электрическим двигателем. Пока рано говорить о переходе с ДВС на ТЭД, однако в ближайшие 20 лет такая перспектива может стать реальностью. Тем более, запасы нефти не вечны.
28.12.2016 10:00
автор: Артем Клименко