Почему гибриды, электромобили, водородомобили не станут массовыми?

Последние 20 лет только и разговоров, что о замене, экологии ради, классических ДВС на нетрадиционные силовые установки. Но массовой перспективы у них не будет никогда. Почему – попытаемся разобраться.

Гибриды

Идея гибридного транспортного средства подкупает своей очевидностью – зачем тратить энергию торможения на нагрев тормозных механизмов и воздуха, если её можно запасать в каком-нибудь накопителе? В качестве накопителя так и просятся электрические аккумуляторы. Хотя в Советском Союзе экспериментировали с накопителем на базе маховика и даже достигали топливной экономичности до 45%. Также пробовали гидропневматическую схему, в которой накопителем энергии служил сжимающийся газ. Но все эти схемы имели примитивную систему управления и не годились для массового применения.

А вот идея вырабатывать при торможении электрическую энергию и запасать её в аккумуляторах, отдавая её потом на разгоне, вроде как прижилась.

Экспериментировать на этом поприще начали ещё в начале XX века, но первый серийный гибридный автомобиль появился только в 1997 году. Это был Toyota Prius. Полуторалитровый бензиновый мотор, работающий по хитрому циклу Аткинсона, электромотор и генератор соединялись вместе в планетарном редукторе. Управлялось все это хитрой электроникой, а сама энергия запасалась в батарее никель-металл-гидридных аккумуляторов. Сразу обратим внимание, что в этой схеме применяются отдельный генератор и электродвигатель, хотя давно известно, что большинство электромашин совмещают в себе и то, и другое. Парадокс заключался в том, что схема «два в одном» потребовала бы гораздо более сложной системы управления и преобразования энергии.

И поначалу, на волне экономии и «экологии», Prius приняли, что называется, «на ура». Ещё бы – реальная экономичность в рваном городском цикле действительно оказалась заметной. А субсидируемая розничная цена гибридного автомобиля была сопоставима с классическими бензиновыми одноклассниками.

А вот на очевидные минусы глаза предпочитали закрывать. И не только на волне очарования «передовыми технологиями».

Первый очевидный минус – это лишние 300 килограммов аккумуляторно-электрического хозяйства, которые при равномерном движении по трассе являются совершенно мёртвым и лишним грузом. Да, цикл Аткинсона в этом же режиме движения даёт чуть лучшую экономичность, чем «обычный» ДВС. Тем не менее, очень многие американцы (а именно в США продавалась большая часть «Приусов») оказались неприятно удивлены, когда не ощущали обещанного снижения расхода топлива. В некотором выигрыше оказались только жители крупных городов с большим количеством светофоров.

Второй, менее очевидный минус, – немалые субсидии и льготы, которые предоставляются государством при покупке гибрида и в период владении им, оплачиваются, по сути, всеми остальными гражданами из их налогов. Конечно, всё это можно обозвать «государственным стимулированием приобретения более экологичного транспорта», но тут мы подбираемся к «в- третьих». А именно – если большинство народа захочет пересесть на гибриды, то на всех не хватит не только субсидий и льгот, но и сырья для производства аккумуляторов, а также возможностей промышленности по их вторичной переработке. А если и хватит, то всё это начнёт пользоваться повышенным спросом с очевидным в таком случае ростом цены и экологическими проблемами, связанными с утилизацией батарей.

Особый подвид гибридов – так называемые подзаряжаемые. По сути – это электромобили, но с наличием небольшого классического ДВС, который запускается при сильном разряде аккумуляторов и подзаряжает их. Получается – ни рыба, ни мясо. Место, которое занимает двигатель, его системы и бензобак можно было, по идее, заполнить дополнительными аккумуляторами, превратив аппарат в «полноценный» электромобиль. И продажи таких гибридов попросту провалились (Chevrolet Volt и Opel Ampera).

Остальные гибриды с маломощным мотором-генератором между ДВС и КПП – и вовсе профанация, призванная показать общественности стремление к прогрессу и прочую «пиаровскую» лабуду.

А единственная область, где применение гибридов более-менее оправдано – это городские автобусы.

Водородные автомобили

Поначалу водород хотели использовать в качестве газового топлива для классических ДВС. И даже реализовали такую идею во время Великой Отечественной войны, когда водородные аэростаты заграждения поднимались и опускались лебёдками, приводимыми двигателями как раз с водородным питанием. Моторы быстро выходили из строя, но такое их расточительное использование было обусловлено безвыходностью и страшным дефицитом бензина в блокадном Ленинграде.

Но водород можно «сжигать» гораздо более экономно и рационально – в так называемых топливных элементах, где происходит реакция, обратная электролизу: соединение молекул водорода и кислорода порождает электрический ток.

Буквально недавно первый серийный водородомобиль (Toyota Mirai) поступил в свободную продажу. И это не просто водородомобиль, но ещё и гибрид – энергия торможения там запасается в аккумуляторах, как в «обычных» гибридах. Получилось всё очень «высокотехнологично», но дорого – цена такой «Тойоты» переваливает за 50 тысяч долларов с учётом всех субсидий и налоговых льгот.

Но самое главное – где брать водород??? На получение его электролизом из воды нужно очень много электроэнергии – гораздо «практичнее» эту энергию использовать напрямую в электромобилях. Есть альтернатива – паровая конверсия метана. Но метан – это ископаемый и невозобновляемый углеводород (природный газ), с глобальным потреблением которого сейчас как бы борются. И в конечном итоге получается тот же самый «парниковый» углекислый газ, как и при простом сжигании природного газа.

Электромобили

Мы уже разбирали проблематику, связанную с электромобилями, на фоне презентации Kia Soul EV . Но ещё раз повторим – если даже половину современных классических автомобилей заменить на электромобили, то мощностей всех электростанций мира тупо не хватит на их зарядку. А существующие электрические сети, особенно бытовые, не выдержат нагрузки. Опять же массовое производство и последующая утилизация аккумуляторов – задача непосильная. Многие уповают на «технический прогресс» и почему-то уверены, что очень скоро изобретут аккумуляторы, как в «Подводных земледельцах» нашего прославленного писателя-фантаста Александра Беляева. Роман опубликован в 1930 году, но компактные и ёмкие аккумуляторы – до сих пор существуют только в мечтах.

Так что, как ни крути, а альтернативы классическому ДВС пока не предвидится. Вся современная индустриальная, экономическая и социальная инфраструктура этого мира завязана на ископаемые углеводороды. Очень хочется верить, что эту инфраструктуру можно успеть полностью и без потрясений поменять до того момента, когда закончатся нефть и газ. Но что-то верится в это с трудом.

Источник: svpressa.ru