Ситуация чем-то напоминает ту, что сложилась в здравоохранении. Нам обещают (уже вот-вот!) вакцину от СПИДа, лекарство от рака, пилюлю от старости. Но проходят годы и десятилетия, а настоящего прорыва все нет. Электромобиль, кстати, появился в позапрошлом веке, но, как тогда, так и сегодня, главная проблема не изменилась: вся загвоздка в бензобаке. Точнее, в том, что его заменяет, — в аккумуляторе.
Конечно, прогресс есть и немалый. В нынешних вполне работоспособных электромобилях давно нет свинцовых пластин и серной кислоты. В крайнем случае стоит никель-металлгидридная батарея, а чаще — литиево-ионная, подобная той, что питает наши мобильники и ноутбуки. Но все равно ее емкости хватает маленькой машинке класса A лишь на несколько десятков (в лучшем случае — полторы сотни) километров пробега, тогда как одной заправки 40-литрового бензобака, сходного с батареей по размеру и массе, достаточно, чтобы доехать на солидном авто класса С из Москвы до Нижнего Новгорода (450 километров).
Электромобиль La Jamais Contente, установивший в 1899 году мировой рекорд скорости на суше в 105,882 км/ч!
Но почему же тогда новые модели электромобилей именно сегодня стали так успешно спихивать с подиумов своих бензиновых собратьев? Рискнем предположить, что дело не столько в соображениях экологии или скором исчерпании нефтяных месторождений. Просто автомобиль нынче уже не роскошь, и в семье он зачастую не единственный. А значит, не обязан быть универсальным транспортным средством для поездок на работу и дальних путешествий. Малый пробег — не порок автомобиля, предназначенного для поездок в офис и воскресного шопинга. В этих случаях даже 50 километров от розетки до розетки, как правило, вполне достаточно. Если, конечно, эта розетка есть. И тут мы подходим ко второй главной проблеме на пути всеобщей электромобилизации — инфраструктуре.
Розетки нужны повсюду, да не простые, а отсчитывающие киловатты и берущие за них оплату. Скажете, ерунда, дома за ночь «заправлюсь»? Да, если живете в собственном загородном доме. А если машина ночует на улице или во дворе многоквартирного дома? Не забудем, что сам процесс, ГЭС или АЭС. Потому что строить тепловые электростанции смысла не имеет: придется сжигать ту же нефть, только не баками, а цистернами. И электричество заметно подорожает.
Допустим, что «инфраструктурно-розеточную» задачу удалось решить. Израиль, например, запускает пилотный проект снабжения электромобилей энергией от солнечных батарей (погода там позволяет). И счастливый обладатель электромобиля получил возможность без хлопот еженощно перезаряжать его батарею. Но, увы, нынешние батареи выдерживают только 500–700 циклов. То есть через два года аккумулятор придется менять на новый, а он стоит как пол-автомобиля! И это не единственная «деталь», в которой кроется дьявол, стоящий на пути прогресса. Невозможно вполне преодолеть «нелюбовь» батарей к низким температурам, когда они теряют емкость, не хотят принимать заряд. Для Израиля эта проблема неактуальна, а в России, например, отопление салона электромобиля изрядно сократит и без того невеликий пробег.
Больше тока — меньше лет
Аккумуляторную батарею можно заряжать малым током, но долго, или большим, но быстро. К сожалению, последний вариант практически всегда сокращает срок ее службы. На новейшие батареи большой удельной емкости эта закономерность также распространяется. Последняя разработка ученых Бруно Скрозати и Юсефа Хассуна (Римский университет), описанная в журнале «Прикладная химия», представляет собой оловянносерно-литиево-ионный аккумулятор. Здесь отрицательный электрод состоит из композиции углерода и сульфида лития, а положительный — из наночастиц олова в углеродной оболочке. Электролит, содержащий ионы лития, не омывает электроды, а отделен от них гелевой мембраной. В итоге энергия, которую можно запасти в килограмме такой батареи, в пять раз больше, чем в современной литиево-ионной, то есть электромобиль мог бы пробежать не 50, а все 250 километров. Но только, увы, батарея выдерживает не более 50 перезарядок. Автопроизводители высоко оценили перспективы разработки, но требуют обеспечить не менее 1000 циклов перезаряда. Кстати, подобная разработка велась и в США. Там добились похожих результатов и столкнулись с той же проблемой. Природу не обманешь.
И все же нет ни одной уважающей себя фирмы, которая бы не погордилась на очередном автосалоне новым электрическим авто. Потому что тот, кто уже сегодня не застолбит новую нишу, не наработает опыта в создании таких машин, завтра окажется в аутсайдерах. Кстати, а сколько электромобилей будет «завтра»? Вот что говорят последние маркетинговые исследования. В будущем году электромобили могут составить 2% мировых продаж, к 2025 году — до 16%. А их доля в наличном мировом автопарке составит около 1,5%. Это, правда, «средняя по больнице температура». А вот что обещают отдельные страны и производители. Mitsubishi планирует к 2013 году собрать 30 000 городских электромашинок i-MiEV ежегодно, а к 2020-му довести долю электромобилей на своих сборочных конвейерах до 20%. По прикидкам Toyota, к 2050 году еще около 70% ее машин будут бегать на бензине, хотя и в комбинации с электродвигателем (гибриды). В Германии наиболее оптимистичный сценарий обещает вывести на улицы больших городов 2,5 миллиона электромобилей к 2020 году (это примерно 5%). Впрочем, первая зарядная станция открылась в Берлине только год назад, но к концу 2010 года их будет более 1000 (кстати, на 50 из них будут до конца 2011-го заряжать бесплатно). Рвется в лидеры электромобилизации и Китай: там планируют уже к 2012 году перевести на электропривод 5% выпускаемых транспортных средств. Правда, тут стоит уточнить, что в Китае речь идет не только об автомобилях, но и о велосипедах (сегодня 80 миллионов из них снабжены аккумулятором и электромоторчиком). Китай уже добился лидерства в производстве литиево-ионных аккумуляторов.
1. Современный Aptera 2E из США
2. Электронный дисплей Aptera 2E
3. Две почти стандартные розетки — для быстрой и медленной (домашней) подзарядки Aptera 2E
Высокая цена электромобилей также не способствует их широкому распространению. Сегодня уже составлены графики, описывающие постепенное снижение себестоимости электромобилей и стоимости владения ими вплоть до 2025 года. Смотрите сами: нынешний электромобиль обходится производителю в 2,47 раза дороже бензинового авто, а через 15 лет это будут лишь 1,65 раза. А вот на топливе сегодняшние обладатели электромобилей экономят втрое, причем к 2025 году этот разрыв практически не изменится. Считается, что в настоящее время за четыре года среднее европейское авто теряет в цене 12 100 евро, тогда как электрическое — все 27 200 евро! В 2025 году соответствующие цифры должны составить 16 600 и 18 900, то есть существенно сблизятся.
В общем, процесс пошел. В ряде стран Европы, США, Японии, Китае на улицах городов появляются столбики с розетками, счетчиками и терминалами, принимающими пластиковые карты. Пока еще нет единого стандарта для вилок и розеток, но он вот-вот появится, ведущие производители уже создали консорциумы для его разработки. Ситуация с мобильниками, каждому из которых нужен свой разъем, для автомобилей неприемлема. Возможно, даже унифицируются и сами батареи: тогда вместо многочасового ожидания можно будет просто заменить разряженную батарею свежей. И уже продемонстрирован робот, выполняющий эту операцию, занимающую не больше времени, чем заправка бака бензином.
Но все-таки мечтать о том, что электрификация всей колесящей Земли наступит уже завтра, наивно. А вот послезавтра и впрямь выбросим поршни с цилиндрами на свалку истории! Правда, с местом России в этом чудесном новом мире пока далеко не все ясно — не принимать же всерьез обещание миллиардера Михаила Прохорова: всего за два года разработать и поставить на поток производство нового электромобиля.
Алексей Воробьев-Обухов
Стручковые остряки