Джон Бентли
Автоутопия. Будущее машин
Глава вторая
Искры инноваций
Альтернативные источники энергии и будущее двигателей внутреннего сгорания
В начале XXI века казалось, что в автомобиле будут использовать те же источники питания, что и последние 100 лет – топливо и двигатели внутреннего сгорания. Люди продолжают добывать нефть и постоянно находят новые месторождения несмотря на то, что уже десятилетия говорят об обратном. Благодаря законодательным мерам и совершенствованию машин удалось исправить и ситуацию с выхлопами. Помимо этого, в странах с развитой экономикой сократилось потребление угля на производстве и в домашнем отоплении – воздух стал заметно чище. Все хорошо.
Даже опасения по поводу глобального потепления зазвучали тише после распространения дизельных двигателей. В среднем по производительности они на 16 % опережают бензиновые двигатели внутреннего сгорания, а еще помогают отрасли снизить показатели по выбросу CO2 до допустимых. Предполагалось, что технический прогресс победит проблемы, связанные с дизелем, – выделение опасных частиц и оксида азота.
Однако развитие технологий нарушило положение дел, удобное для многих. Илон Маск, как злодей из фильмов о Джеймсе Бонде, понял, что литий-ионные аккумуляторы теперь могут служить источником питания в серийных автомобилях. Прежде их хватало для работы ноутбуков, телефонов и другой техники. Компания Nissan первой попыталась выйти на рынок с моделью Altra. Автомобиль был представлен в Лос-Анджелесе в декабре 1997 года. Но несмотря на заявленные 225 километров между подзарядками, у аккумуляторов оказался ограниченный срок годности, и эта модель исчезла без следа. Но настрой Маска был совсем другим. Он обладал огромным влиянием, и поэтому многие прислушались к его идее: электромобиль на аккумуляторных источниках питания (BEV) способен стать достойной альтернативой машин с ДВС на бензине.
Первая модель Tesla Roadster 2008 года была далека от идеала. Но ее впечатляющие характеристики, динамическое управление и литий-ионные аккумуляторы перевернули наше представление об электромобилях.
Маск считал, что постепенное освоение рынка поможет изменить отрасль, которая известна своим чрезмерным консерватизмом. Сначала он создал небольшой электрокар, чтобы получить опыт. Это была спортивная модель Roadster на базе автомобиля Lotus Elise. Она разрушала все стереотипы о внешнем виде электрокаров, прежде напоминавших коробку, а также демонстрировала, что водить такой автомобиль – одно удовольствие. Затем Маск добавил роскошный салон, чтобы использовать скорость автомобиля на полную мощность и оправдать его высокую стоимость. После этого Маск решил захватить и другие области рынка, создав внедорожник и малолитражный автомобиль бизнес-класса по невысокой цене. Более того, он предоставил клиентам доступ к необходимому электричеству. Компания Tesla поступила хитро и создала свою сеть заправочных станций в наиболее важных местах. Поначалу клиенты пользовались ими бесплатно.
В то время как Tesla быстро покоряла отрасль, организации здравоохранения все громче говорили о связи загрязнения и уровня смертности. Преждевременная смерть и различные заболевания стали чаще объяснять атмосферными загрязнениями – наличием твердых частиц и оксида азота. Обычные автомобили и коммерческий транспорт считались одними из главных виновников сложившейся ситуации. В 2017 году Всемирная организация здравоохранения объявила, что 92 % населения планеты и 96 % жителей городов дышат «небезопасным» воздухом, и установила целевые ограничения (10 микрограммов на кубический метр для частиц меньше 2,5 микрона). Такие цели привлекают к себе внимание, особенно когда не исполняются. В 2016 году в Пекине в воздухе в среднем содержалось 85 микрограммов частиц, а в Дели – целых 122 микрограмма. Лондон и Лос-Анджелес оказались заметно чище, но все равно превышали лимит.
Дизельные двигатели тоже загрязняли среду гораздо больше, чем предполагалось. Нестрогое проведение испытаний, подтасовка результатов проверки выхлопов автомобилей и нечестность производителей в 2015 году вылились в скандал вокруг Volkswagen – «Дизельгейт». Это, а также данные о загрязнении атмосферы, угрозы штрафов и судебных исков побудили политиков по всему миру объявить о создании зон с низким уровнем выбросов. Помимо этого, они ввели запреты на многие автомобили с дизельными двигателями. Власти Мадрида, Парижа, Афин и Мехико объявили, что они полностью запретят дизель к 2025 году, а во многих городах Германии уже действует запрет на использование старых дизельных двигателей, которые больше загрязняют окружающую среду.
Угроза глобального потепления означает, что давление на отрасль никуда не исчезнет. Если учесть переход от дизеля к бензину, это давление лишь увеличивается. В странах Европейского союза установлено ограничение содержания углекислого газа – 66 г/км. Соответствовать ему становится все тяжелее. В Китае и США лимиты тоже становятся строже. В США в Калифорнии и восьми других штатах действует мандат с нулевым уровнем выбросов: производители должны выпускать определенное количество экологически чистых транспортных средств. Если кратко, то сегодня невозможно игнорировать выбросы углекислого газа, если хочешь всерьез заниматься производством и продажей машин.
Идея о вреде двигателей внутреннего сгорания распространилась среди политиков так же быстро, как и лесные пожары в засушливое время. Норвегия объявила о планах запретить продажу автомобилей с ДВС к 2025 году, Великобритания и Франция – к 2040 году. Такие планы могут показаться нереалистичными, но это не так. На нашу планету ежедневно поступает огромное количество энергии (даже учитывая солнечные затмения). Нужно научиться ее собирать, хранить и конвертировать таким образом, чтобы ничего не загрязнять. Уже давно существуют альтернативы всем привычным источникам энергии. Но они проигрывали в борьбе с двигателем внутреннего сгорания из-за его дешевизны. Вопрос в том, готова ли замена выйти на сцену.
Мечты об электричестве (и связанные с ним ужасы)
Самый очевидный путь к спасению – последовать примеру Маска. Вскоре появилось самонадеянное предположение, что в будущем машины будут питаться только от аккумуляторов. Правительство фактически сказало производителям автомобилей: если у Tesla получилось, почему бы не попробовать и вам? После чего на отрасль опустился дух маркетингового евангелизма, который присущ выходу в продажу новой продукции Apple.
Руководитель компании Equipmake Ян Фоули, специализирующийся на разработке и изготовлении электродвигателей высокой производительности, заметил следующее: «Если взглянуть на работу, которую проделал Маск, то станет ясно, что подвинуть его с текущих позиций будет сложно, ведь он в одиночку перевернул отрасль. Поначалу я относился к нему скептически. Наверное, поворотным моментом стала его презентация Model 3, после которой в течение недели он заработал 300 миллионов долларов на депозитах, хотя машину еще никто не видел. Именно это поразило представителей автомобильной отрасли и заставило их сказать: „Боже мой, нужно что-то предпринять“».
Но и здесь есть проблемы, которые необходимо преодолеть. Это все те же недостатки, которые и прежде снижали привлекательность электромобилей: ограниченное время поездки, медленная зарядка, большой вес и высокая стоимость.
Электромобили дороже тех, что ездят на обычном топливе, но при этом не могут похвастаться такой же полезностью. В 2018 году я около недели пользовался машиной Nissan Leaf, отдававшей 40 кВт ч. Когда пришла пора возвращать автомобиль, я прозвал его Nissan Stress из-за всего, что мне пришлось пережить. Я не мог добраться туда, куда нужно, сохраняя спокойствие. Мне требовалась заметно большая дальность поездки и, что важнее, более быстрая зарядка. На скорости, обычной для трассы, я мог проехать километров 170, но никак не заявленные 240. (И почему только производители автомобилей постоянно указывают данные, отличающиеся от реальности?) При самой высокой скорости зарядки из доступных (50 кВт • ч) машина заряжалась около часа, при этом на 80 % уходило 40 минут. Не все так плохо, но как бы то ни было, длинная поездка превращается в испытание. Домашняя зарядная станция для электромобиля переносит автовладельца на новый уровень медлительности. На полную зарядку потребовалось 7 часов! Если говорить о задержках на транспорте, то это хуже, чем самая долгая проверка на безопасность в аэропорту и самый медленный компенсационный автобус вместе взятые.
Зачастую зарядные станции вдоль шоссе были сломаны или относились к той сети, на которую у меня не было подписки. Что хуже, их было не так много, чтобы оставить машину заряжаться на ночь и не переживать, нарушил ты новый этикет по пользованию станциями или нет. Придут ли владельцы электромобилей в ярость, заметив, что кто-то ее узурпировал? И вот после тяжелого дня я подъезжаю к отелю, ставлю машину на зарядку и… Вот незадача! Я не могу пропустить пару бокальчиков в баре, потому что через час мне придется перегонять машину на парковочное место, освободив станцию для других. Дело здесь не только в воспитании, ведь придется доставать кошелек. Tesla угрожает штрафами за простой: если оставить автомобиль подключенным к «заправке» после того, как аккумулятор полностью зарядился, то за каждую минуту нужно будет заплатить по 70 пенсов[3].
Аккумуляторы – главные виновники всех недостатков.
Ограничения лития
Обычно аккумулятор в автомобиле представляет собой собрание сотен или тысяч отдельных ячеек, которые напоминают огромную упаковку пальчиковых батареек из ближайшего супермаркета. Вместе они способны обеспечить электромобиль из премиум-сегмента аккумулятором, способным отдать нагрузку в 90 кВт ч. Этого достаточно, чтобы проехать более 300 километров по шоссе. Для такой же поездки на автомобиле с двигателем внутреннего сгорания потребуется 22 литра дизеля или 25 литров бензина. Но дизельное топливо такого объема весит 4,25 килограмма, и этот показатель только уменьшается, а аккумулятор весит целых 700 килограммов – это чуть меньше, чем Volkswagen Golf Mk1. Поэтому скорее всего электромобиль будет по меньшей мере на 20 % тяжелее машины на бензине. Чем больше дальность поездки, тем крупнее аккумулятор и заметнее разница, а вместе с тем и потребность в дополнительной энергии, чтобы привести транспортное средство в движение.
В ближайшее время значительных изменений не предвидится. Ионы лития привели к большому прорыву в области аккумуляторов, но сейчас они продвинулись гораздо дальше по пути развития. В теории можно рассчитать удельную энергоемкость идеального литий-ионного аккумулятора, если принять во внимание электрохимические характеристики элементов. Она в два раза превосходит лучшие современные аккумуляторы. Но достичь ее можно только в том случае, если она на 100 % эффективна, а вес блока аккумуляторов равен нулю – ни того, ни другого добиться невозможно.
Зарядиться по максимуму
Разработка аккумуляторов нового типа, которые будут заметно отличаться от имеющихся, займет годы. При этом в лабораториях трудится множество ученых в надежде совершить открытие. Наиболее перспективный вариант – твердотельные аккумуляторы, в которых вместо жидкого электролита используется твердый материал. Они появятся не раньше середины или конца 2020-х годов. Их разработкой занимаются в том числе Dyson и Toyota. Такие аккумуляторы должны обладать большей емкостью, быстрее заряжаться, иметь более долгий срок службы, измеряемый в циклах зарядки, а также дать возможность конструкторам подстраивать их форму под корпус автомобиля. Твердый электролит считается более жаростойким и способным работать в широком диапазоне температур.
Литий-воздушные аккумуляторы больше похожи на топливные элементы, чем на батареи. Ожидается, что они будут обладать большей удельной энергоемкостью, а дальность поездки составит тысячи километров. Но экспериментальные модели забивались из-за того, что в воздухе ионы лития соединялись с углекислым газом и водяным паром, что приводило к короткому сроку службы.
Идея создания стеклянного аккумулятора может показаться глупой, но изобретатель литий-ионных батарей Джон Гуденаф, которому уже далеко за 90, относится к ней со всей серьезностью. Гуденаф сообщил, что у него есть образцы, сделанные исключительно из соли и натрия без использования горючего или редко-земельных элементов. Изобретатель заявил, что по сравнению с литий-ионными батареями у новых аккумуляторов в разы выше удельная энергоемкость, долгий срок службы и быстрая зарядка. Другие ученые относятся к этому скептически.
Суперконденсаторы (ионисторы) могут накапливать и отдавать энергию очень быстро. И в отличие от аккумуляторов для них не существует теоретических ограничений по количеству сохраненной энергии на заданный вес. Проблема в том, что их удельная энергоемкость на данном этапе никуда не годится: она составляет четверть от показателей литий-ионных батарей. Но научные открытия не за горами. Британская компания Super Dielectrics Ltd совместно с университетом Суррея и Бристольским университетом исследует возможности использования полимеров вроде тех, что встречаются в одноразовых контактных линзах, для создания суперконденсаторов следующего поколения. Они должны догнать или даже перегнать существующие аккумуляторы по удельной энергоемкости. Графен, вокруг которого много шума, благодаря обширной поверхности также имеет потенциал для формирования структуры будущего суперконденсатора, который изменит отрасль.
Ситуацию удастся постепенно улучшить с помощью более совершенного охлаждения и подобных вещей, но революции не произойдет. Альтернативные технологии появятся лишь через много лет. Вольфганг Зибарт работает в Jaguar и отвечает за программу I-Pace – созданный в ее рамках автомобиль должен стать конкурентом Tesla. Зибарт предупреждает, что не стоит возлагать большие надежды на аккумуляторы: «Мы каждый месяц читаем, что кто-то изобрел нечто великое и перевернул игру. Но на самом деле за последние 10 лет просто увеличивалась энергоемкость – на 5 % каждый год. А еще уменьшалась стоимость элементов – на 10–12 % в год. Я знаю, что сейчас происходит в отрасли, поэтому могу сказать, что в следующие пять лет ситуация будет такой же. Мне кажется, что в целом мы продолжим использовать ту же технологию, которая лежит в основе современных аккумуляторов».
По какой бы технологии ни изготавливался аккумулятор, автомобиль все равно придется заряжать, а законы физики не позволят воссоздать процесс заправки бензином на АЗС. Чтобы машина заряжалась за 2 минуты, к ней нужно направить 3 МВт электричества, но кабель с сечением для 3 МВт был бы неподъемным. Кроме того, снабжение станции таким количеством энергии и борьба с перегревом тоже относятся к практически непреодолимым трудностям.
Заядлые автолюбители вроде меня задаются вопросом, насколько экологичны электромобили в действительности. Они тяжелее машин с двигателем внутреннего сгорания, поэтому при езде и торможении от шин отделяется большее количество частиц. Помимо этого, при производстве аккумуляторов выделяется углекислый газ, а сырье для батарей добывают люди, работающие в ужасных условиях в странах вроде Демократической Республики Конго и Боливии. Политики готовы запретить небольшие машины на бензине, которые наносят не такой большой вред окружающей среде, и при этом поддержать производство электромобилей внушительных размеров, которые работают на аккумуляторах и выделяют вредные частицы и углекислый газ.
Переработка – другая крупная проблема, связанная с батареями. Литий содержится в аккумуляторе в малом количестве, и так сложилось, что перерабатывать его экономически невыгодно. Обычно батареи разбивают на части для образования однородной массы и затем нагревают, чтобы отделить различные металлы. Но при таком способе теряется много лития. Но помимо всех этих недостатков, которых уже немало, существует еще одна проблема: нет уверенности в том, что аккумулятор проработает так же долго, как и сама машина. Это серьезный повод для беспокойства, если вы собираетесь покупать машину, а не арендовать ее.
Позитивное мышление
Тем не менее у электроэнергии есть очевидные преимущества. Электромобиль с электродвигателем на 85 % эффективнее переводит энергию в движение, и этот показатель может дойти до 90 %. В то же время у двигателя внутреннего сгорания он никогда не превысит 50 %. Самые эффективные ДВС сейчас показывают 35–40 %. Самый низкий показатель – 25 % энергии топлива переходит в движение, а остальное тратится впустую при нагреве. Обычная машина, работающая на топливе, рассеивает 100 кВт тепла от двигателя, несмотря на решетки и воздухозаборники, которые установлены на всех автомобилях. Это крайне неэффективно.
Автомобили с аккумуляторами, без коробки передач и с меньшим количеством подвижных деталей проще производить и обслуживать. По сравнению с машинами с двигателями внутреннего сгорания, они тише и едут более плавно, а зачастую и гораздо быстрее. Особенно это заметно при разгоне на малых скоростях. Вскоре после выхода автомобилей Tesla Model S и Model X мне выпала возможность на них прокатиться. Разумеется, пресс-служба всегда предоставляет самую быструю модель. Я отлично помню, как у меня глаза на лоб полезли от быстрого разгона, который в Tesla удачно назвали Ludicrous Mode («Смехотворный режим»). По меркам обычных автомобилей такой производительности можно достичь заманчиво дешево. На момент написания книги Model S в стандартной комплектации стоимостью 77 200 фунтов разгоняется до 100 км/ч за 3,7 секунды. Модель, в которой есть «Смехотворный режим», стоит на 14 600 фунтов дороже. Она способна разогнаться до 100 км/ч за 2,4 секунды – это делает ее одним из самых быстрых автомобилей по разгону в мире. Модель Porsche 911 GT3 RS стоит в два раза дороже, но при этом разгоняется до такой скорости лишь через 3 секунды.
Возобновляемая энергия приобретает более широкое распространение и становится дешевле, так что все больше электричества от National Grid[4] классифицируется как безуглеродное. Благодаря этому устраняется одно из привычных возражений против электромобилей: вклад в глобальное потепление и загрязнение окружающей среды переносится с машин на электростанции. Тенденция сохранится: в ветреный солнечный летний день более половины электричества в Великобритании можно произвести с помощью возобновляемых источников. По подсчетам, к 2030 году более двух третей всей электроэнергии в Соединенном Королевстве будет добываться из возобновляемых ресурсов. Та же ситуация наблюдается и в мире.
Из-за этих факторов сравнивать влияние на окружающую среду автомобилей на аккумуляторах и на обычном топливе становится очень сложно. В МТИ подсчитали, что Tesla Model S P100D выделяет больше углекислого газа (226 г/км), чем компактный автомобиль вроде Mitsubishi Mirage (192 г/км). Но это неудачное сравнение небольшой машины на топливе с крупным электромобилем. К тому же испытание проводилось на Среднем Западе США, где электросети отличаются углеродоемкостью. В целом в большинстве стран с развитой экономикой объем выбросов углекислого газа электромобиля за весь срок службы (включая производство машины и энергии для нее) составляет примерно половину от того объема, что требуется для обычного автомобиля.
Эрик Фейрберн – основатель и руководитель компании Pod Point, одного из ведущих британских поставщиков зарядных станций для электромобилей. Их головной офис располагается в лондонском районе Кларкенуэлл. Будучи по натуре предпринимателем, Фейрберн какое-то время управлял клубом владельцев суперкаров, прежде чем нам него снизошло озарение о необходимости заботы об окружающей среде. С 2009 года его компания произвела более 70 000 зарядных станций. Примерно одна пятая из них пришлась на Норвегию, которая сходит с ума по электромобилям. Офисы Pod Point сочетают в себе классику и современность: обычные столы соседствуют с чем-то, что можно описать как высококлассные кабинки для встреч. К моему удивлению, Эрик согласился со мной и признал некоторые недостатки питания от аккумулятора.
«Основная причина, по которой на современном рынке всего 2–3 % электромобилей, – недостаточная дальность поездки в моделях по приемлемой цене. Большинство ищет машины, на которых можно проехать 300–400 километров без подзарядки. Этого достаточно в большинстве случаев».
Фейрберн считает, что незначительные улучшения аккумуляторов и снижение стоимости вскоре переломят ситуацию. Уже сейчас производить электромобили стало дешевле. К тому же их не так дорого заправлять – выгода в пересчете на милю до 10 раз. Когда стоимость аккумулятора снизится настолько, что электромобиль сравняется по цене с обычной машиной и при этом будет проезжать 400 километров на одном заряде, тогда «люди всерьез задумаются, не пересесть ли им на электромобили». Фейрберн предсказывает, что цены продолжат идти вниз. Из дорогого транспорта с ограниченной дальностью поездки электромобили превратятся в машины, которые дешевле для покупки и обслуживания, чем автомобили на обычном топливе.
На этом этапе снижение рыночной стоимости (еще один недостаток электромобилей) перестанет быть проблемой. Сейчас стоимость электромобилей после покупки заметно снижается несмотря на устойчивый спрос, потому что у новых моделей заметно лучшая дальность поездки. Вряд ли кто-то захочет купить старый автомобиль с огромным аккумулятором, когда есть новая машина, способная проехать вдвое больше на одном заряде. По мнению Фейрберна, емкость аккумуляторных батарей для относительно крупных автомобилей остановится на отметке 90–100 кВт ч. После этого снижение стоимости автомобилей, заправляемых бензином, может ускориться, так как их станет меньше, а правительство неизбежно введет ограничения. К этому может добавиться и социальное давление. «Знакомые начнут спрашивать, почему вы не пересаживаетесь на электромобиль. Напоминает пассивное курение. Друзья и коллеги будут знать, что существует вполне приличная электрическая альтернатива двигателю внутреннего сгорания и она не вредит окружающей среде».
Что касается зарядки, Фейрберн считает, что нам не нужно стремиться к той же скорости, что и на обычной АЗС. Электричество уже повсюду. Нам лишь надо добиться того, чтобы оно текло к автомобилю, где бы вы его ни припарковали. Большинство людей, скорее всего, будет заряжать автомобиль дома. В Соединенном Королевстве 7 кВт – это максимум. Такое количество энергии требуется для работы двух чайников. В Германии с их трехфазной системой электроснабжения стандарт выше – 11 кВт. В любом случае автомобиль с дальностью поездки в 400 километров можно зарядить за ночь. Всего-то.
Первыми на электромобили перейдут люди, у которых есть такая роскошь, как гараж или место на внеуличной парковке. В Великобритании это примерно 60 % домохозяйств, которые представляют 75 % владельцев автомобилей. Фейрберн полагает, что в городах уличные зарядные станции появятся только тогда, когда электромобили будут у 10 % от общего числа автовладельцев. Станции станут размещать исходя из того, что автомобиль получится зарядить на любом парковочном месте, и высокая скорость для этого не потребуется. У частных предприятий стоимость и скорость зарядки будут отличаться в зависимости от времени, на которое человек там останавливается. В гостинице постоялец задерживается на всю ночь, поэтому медленная скорость зарядки ему подходит. В супермаркете же человек проводит час, в зоопарке – 5 часов, поэтому в таких местах зарядка должна идти быстрее. Владельцы магазинов и общественных пространств будут планировать исходя из этих данных и, возможно, постараются привлечь посетителей с помощью бесплатной электроэнергии.
В более длинных поездках автовладельцы захотят зарядиться побыстрее. Соответствующие зарядные станции дороже в установке, поэтому и их использование будет недешевым. Надежда лишь на то, что 10–15 минут зарядки на дорогой станции покажутся приемлемой ценой за то, чтобы добраться до дома в тех редких случаях, когда вы остановились посреди шоссе.
Вероятно, максимальная мощность зарядных станций составит 350 кВт. Именно такой показатель у сети IONITY, основанной компаниями BMW, Daimler, Ford и Volkswagen Group. В их планы входит установить зарядные станции на главных автомобильных дорогах Европы через каждые 120 километров. Менее чем через полчаса зарядки на станции такой мощности электромобиль с высокими характеристиками сможет проехать еще 380 километров. Чтобы избежать проблем с совместимостью, в IONITY используют стандарт CCS (от англ. Combined Charging System), который переняли практически все производители. Сеть также позволяет заряжать небольшие автомобили на меньших мощностях.
Подобные зарядные станции могут стать нормой в странах, где распространены поездки на большие расстояния, например в США и Австралии. Но несмотря на возможность установки станций с быстрой зарядкой, премьер-министр Австралии Скотт Моррисон выразил сомнения по поводу распространения электромобилей. Он считает, что у машин не хватит дальности поездки, чтобы семьи смогли путешествовать по любимым местам отдыха. Кроме того, из-за высокой стоимости кажется невыполнимой и цель оппозиции – увеличить долю электромобилей до 50 % от всех новых купленных машин к 2030 году.
Электричество в тупике
Зарядка электромобилей – препятствие, которое нужно преодолеть. По этому поводу уже поступил целый ряд новаторских предложений. Не все они применимы на практике (или вообще имеют смысл).
Беспроводная зарядка быстро распространилась в сегменте смартфонов. Но она не такая уж эффективная, особенно при увеличении мощности. Наверное, медленная зарядка автомобиля, припаркованного четко по указателям, при мощности 3 кВт выглядит реалистично. Но беспроводная зарядка на ходу точно невозможна, так как мешает воздушный просвет и необходимость перестраиваться в потоке машин. Автомобилю попросту не хватит энергии. И это без учета стоимости дорожных работ и установки оборудования для зарядки. Дороги для частных машин, по принципу напоминающие трассовые гонки, ближе к реальности. Энергию передавать можно, но существует много ограничений. Ведь главное преимущество автомобиля – свобода передвижения.
Смена разряженного аккумулятора на полностью заряженный может занять всего 2 минуты. Это применимо к вилочным погрузчикам, потому что их активно используют в замкнутом пространстве. Но хранить дубликаты самой дорогой детали автомобиля на станциях по замене невыгодно.
Солнечные батареи кажутся удачной идеей. С 1987 года в сердце Австралии, на дороге от Дарвина до Аделаиды, проходят всемирно известные гонки автомобилей на солнечных батареях. Правда, машины, которые способны преодолеть 3000 километров, напоминают огромные кровати на колесах с покрывалом из солнечных батарей, где для головы водителя предусмотрено крошечное сферическое окно. Недавно появился класс «автомобилей-кораблей» для чуть более практических задач. Пятиместная модель Stella Vie, разработанная в Техническом университете Эйндховена, выиграла в гонках в 2017 году. Ее средняя скорость составила 69 км/ч. Но мало где на земле так же солнечно, как в Австралии. В целом гораздо эффективнее заряжать аккумуляторы с помощью статичных солнечных батарей, которые будут расположены под правильным углом. Небольшие солнечные панели появляются на крышах и капотах машин, но они лишь дополняют более мощные способы зарядки. Если на весь день оставить автомобиль с такими панелями стоять на солнце, то полученной энергии хватит всего на 2–3 километра.
По мнению премьер-министра, это вытеснит популярные в стране внедорожники, которые потребляют много топлива, и послужит предзнаменованием «конца всего».
На мой взгляд, для реализации такой технологии потребуется провести большой объем дорожных работ. Но даже если мы дойдем до этапа, когда заряжать электромобиль можно на парковочном месте, справится ли с этим энергетическая инфраструктура? В 2018 году по дорогам Великобритании ездило почти 32 миллиона машин. Представьте, что все они одновременно стоят на зарядке. Получится, как в перерыв на чай[5] во время чемпионата мира по футболу, но в 1000 раз хуже. Мощностей хватит на одновременную зарядку примерно 1,5 миллиона автомобилей в пиковые часы (например, в 18:30 зимой, когда все возвращаются с работы, включают отопление и готовят ужин). Но если рассматривать мощность сетей в течение суток, то система, вероятно, сможет выдержать.
Ключ к успеху – управление энергией с помощью «умных» систем зарядки. Приложения позволят запускать процесс ночью по плану в то время, когда спрос на электричество меньше и само оно стоит дешевле. В системах общего пользования и на парковках рядом с бизнес-центрами пункты заряда смогут сообщаться, чтобы перераспределять нагрузку. За дополнительную плату станут доступны отказы от запланированной зарядки через приложение, если автовладельцу пришлось срочно уйти.
Эрик Фейрберн считает, что к середине 2020-х годов основные продажи машин будут приходиться на электромобили, а к концу десятилетия они составят 90 % от всех новых купленных автомобилей в Европе. Однако большинство представителей автомобильной отрасли в Европе более сдержанны в оценках. По их подсчетам, к 2030-му лишь треть рынка выпадет на долю машин на аккумуляторах. Вольфганг Зибарт предполагает, что количество электромобилей в Европе к 2025 году будет составлять 10 % от общего объема. В 2017 году этот показатель равнялся 1,4 %. Он считает, что в США доля будет чуть меньше, а в странах вроде Китая, нацеленных на развитие технологий, наоборот, больше.
Я склоняюсь к более консервативным прогнозам. Даже после разговора с приверженцем автомобилей на аккумуляторах я не могу отделаться от мысли, что многие водители все равно будут переживать из-за ограничений дальности поездки и тратить много времени на станциях зарядки. К счастью, зарождаются новые технологии, которые смогут лучше удовлетворить их потребности.