Авто будущего

Мир повально увлечен электромобилями. Число их стремительно растет и многие эксперты и аналитики рынка серьезно размышляют над серьезной конкуренцией, которые автомобиль с электродвигателем составит собрату с дизелем или двигателем внутреннего сгорания.

Сжигание продуктов нефти при движении дает выхлоп с целой порцией опасных для здоровья и окружающей среды газов. В эпоху изменения климата, которое называется глобальным потеплением, хотя это и не доказано, загрязнение воздуха и воды становится очень большой проблемой. Внедрение транспорта с электродвигателем, как кажется, должно решить много проблем. Как минимум уменьшить в два раза вредные выбросы и автоматизировать процесс управления движением с целью усиления его безопасности вплоть до внедрения беспилотных автомобилей.

Конечно, в электромобиле присутствует диалектическое единство. Его достоинства максимально пропагандируются, недостатки... О них предпочитают либо не говорить, либо отмечать как-то мимоходом. А они есть и не такие малые. Особенность в том, что проблема носит комплексный характер, так большое количество электромобилей потребует существенного увеличения производства электроэнергии и получается, что экологические проблемы просто переносятся с конкретного автомобиля на электростанцию и не очень проглядываются для большинства, которое совсем не задумывается над тем, откуда в квартирах появляется электричество.

Одна из самых больших проблем электромобилей является аккумулятор. Вернее, здесь несколько сложностей.

Во-первых, пока недостаточная емкость существующих аккумуляторов. Хотя прогресс налицо, но все равно запасенная энергия в них меньше, чем в баке бензина или дизельного топлива. Современные аккумуляторы имеют ограниченный ресурс циклов зарядка-разрядка и при эксплуатации начинают деградировать, с течением времени все быстрее. Отсюда относительно небольшой срок службы, хотя он постепенно увеличивается, но относительно медленно.

Во-вторых. Относительно долгая зарядка, что определяется типом применяемых аккумуляторов. Налицо необходимость перехода к аккумуляторам принципиально другого типа, но здесь есть проблемы как физических ограничений, инженерных сложностей, так и стоимостных характеристик. Похоже, что аккумулятор еще довольно долго будет самым слабым звеном в цепи массового перехода на электромобили.

В-третьих. Любая техническая революция требует создания и расширения соответствующего производства и часто принципиально другой инфраструктуры. Так было с переходом от гужевого транспорта к паровозам, от парусных кораблей к пароходам, далее к тепловозной тяге и потом к электрификации железных дорог. Создавалась совершенно другая промышленность и другие пути сообщений. Теперь понадобятся не просто АЗС, а станции с подключением к источнику электроэнергии либо централизованной, либо производимой на месте.

Вообще понадобится другое автомобилестроение и часто другие дороги, и еще многое другое.

Изначально электромобиль следует рассматривать как промежуточный или гибридный вид транспорта. Его ближайшим конкурентом будут не бензиновые двигатели и дизели, их век, судя по всему, проходит, а двигатели с водородным топливом.

В первую очередь, потому что он будет обладать целым рядом преимуществ, но и гораздо большей экологичностью даже по сравнению с электромобилем.

Второе существенное преимущество водородного двигателя. Он будет внедряться не только в автомобильном транспорте, но также на железных дорогах, авиации и морских судах.

В январе 2017 года был создан Международный совет по водородным технологиям (Hydrogen Council). В него вошли 27 концернов, фирм и компаний, в том числе Audi, BMW, Daimler, Honda и Hyundai, Shell и Total. По данным совета, использование водорода позволит сократить ежегодные выбросы углерода на 6 млрд т к 2050 году.

К этому времени водородом как топливом  можно обеспечить 400 млн легковых автомобилей, от 15 до 20 млн грузовых автомобилей, около 5 млн автобусов, четверть пассажирских судов и пятую часть неэлектрифицированных железных дорог, а также значительное количество самолетов и грузовых судов.

Японская фирма Toyota выпустила и продала около 2 тыс. автомобилей на водороде Toyota Mirai. Они весьма дороги и их покупают фирмы или богатые люди для демонстрации заботы об окружающей среде.

Тем не менее японское правительство планирует довести число автомобилей на водороде к 2025 году до 200 тыс. Для удовлетворения быстро растущего спроса на водород компания The New Energy and Industrial Technology Development Organization, NEDO — «Новая организация по развитию энергетики и промышленных технологий» летом текущего года начинает строить завод по производству водорода в префектуре Фукусима. Отметим, что строительство будет на площадке, предварительно зарезервированной для возведения более современной АЭС. Завод станет одним из основных объектов в пострадавшем регионе по развитию комплексов передовых отраслей промышленности.

Япония закрепляется как ведущая страна по разработке и производству не только автомобилей на водороде, а также как производитель оборудования для получения этого элемента в промышленных масштабах. Спрос на такое оборудование стремительно растет, как и разрабатываемые технологии по извлечению водорода из угля, например, очень дешевого австралийского, или из газа и воды.

Нынешние технологии производства водорода, например, из угля дают выделение углекислого газа. Вот почему правительство Японии в текущем финансовом году, он начался 1 апреля, выделяет средства на разработку технологий и оборудования использования выбросов углекислого газа на промышленных объектах, электростанциях и мусоросжигательных заводах как вторичного сырья для производства этанола. Его перерабатывают в этилен для пластмасс. Ежегодный объем внутреннего рынка этанола в Японии составляет 750 тыс. килолитров.

Водородная энергетика и транспорт к 2030 году потребуют инвестиций в размере $280 млрд. Из них $110 млрд пойдет на внедрение водорода в транспорт, $80 млрд — на создание инфраструктуры его хранения, транспортирование и распределение, $70 млрд — для разработки массовых водородных топливных элементов. 

Переход на водородное топливо как для транспорта, так и в промышленности не так далек, как может показаться. Китай планирует к 2030 году иметь более 1 млн автомобилей с водородными топливными элементами.

Скорее всего, мы вступаем в период существования как электромобилей классического вида, так и гибридных. В последних будет сочетание двигателя на водороде и электрического. Это дороже, но очень удобно. В городах больше будет движение на электродвигателе, а для дальних путешествий лучше использовать водородный.

И последнее. Водород очень выгоден. Рынок этого элемента может обеспечить доход в $2,5 трлн.

В Украине есть бурый уголь, и мы можем стать производителем водорода, в том числе и на экспорт. Осталось найти тех инвесторов, которым это интересно. Это задача в наших условиях посложней любой технической и технологической проблемы.