Без шума и пыли / Автомобили

Без шума и пыли / Автомобили

«Я просто не услышала, как он подъехал», — объясняла полицейским жительница Парижа, попавшая в начале декабря под машину. К счастью, все обошлось несколькими царапинами. Инцидент, тем не менее, привлек внимание местных СМИ. А все потому, что именно в этот день, 5 декабря, мэрия города запустила программу проката электромобилей, выпустив на дороги 250 бесшумных хетчбэков. Один из них и «зевнула» беспечная парижанка. Скоро всем нам придется привыкать к электрифицированным авто: за последние месяцы такими моделями обзавелось большинство крупных автоконцернов. Бесшумность — лишь одна из множества особенностей, связанных с эксплуатацией электрокаров. Так стоит ли копить деньги на новомодное средство передвижения?

Забытое старое

В минувшем году снова разгорелись споры насчет первенства изобретения автомобиля, уже в который раз. Если принять точку зрения компании Daimler, то случилось это 125 лет тому назад, когда Карл Бенц запатентовал свою трехколесную машину с двигателем внутреннего сгорания. Однако еще в двадцатые годы XIX века различные конструкторы создавали четырехколесные тележки с электромоторами получается, что транспортные средства на электротяге появились намного раньше. Более того, долгие годы именно такой тип автомобилей считался самым перспективным: в 1899 году французский сигарообразный болид La Jamais Contente стал первой в мире машиной, превысившей скорость 100 километров в час не без помощи электрического тока.

До 20-х годов прошлого века электромобили успешно конкурировали с машинами, в которых использовался ДВС. Но затем их ожидали десятилетия забвения. Почему? Во-первых, еще не изобрели достаточно емкие, компактные и долговечные аккумуляторные батареи. Построить мощный мотор, приводимый в движение силой тока, не было проблемой, но вот хранить заряд инженеры не научились. А во-вторых, двигатели внутреннего сгорания к тому моменту здорово продвинулись. В итоге автомобильный мир стал таким, каким мы знаем его сейчас.

Не то чтобы про электрические машины забыли окончательно, разработки в этом направлении велись всегда. Достаточно вспомнить знаменитый LRV — первый четырехколесный транспорт, побывавший на Луне. Просто о массовом производстве не могло идти и речи из-за пресловутого батарейного вопроса. Даже попытки крупных концернов переломить ситуацию терпели крах: такая участь постигла, к примеру, амбициозный проект General Motors — EV1. Правда, уже на стыке веков наметился определенный прогресс, а в последние годы автопроизводителей словно прорвало: в конце 90-х — начале 2000-х Toyota выпустила полторы тысячи электрических кроссоверов RAV4, половина из которых до сих пор в строю, в 2008 году в США стартовали продажи спорткара Tesla Roadster, в 2009-м BMW запустила дорожные испытания пятисот электрических Mini, в конце 2010-го началось производство первого современного массового электрокара Nissan Leaf, а в 2011-м о новой тенденции говорили уже все основные игроки: Ford, Volvo, Renault, BMW, Mercedes-Benz, Volkswagen, Hyundai, Opel.

Что же такого произошло, что подзабытые идеи вытащили из ящика стола, стряхнули с них пыль и поставили на коммерческие рельсы? Революция, которую мы сейчас наблюдаем, началась в девяностые годы, когда получили массовое распространение… мобильные телефоны. Для них были созданы новые мощности по производству аккумуляторов. Оказалось, что используемые в портативных электронных устройствах батареи пригодны и в автопроме. Впрочем, есть и другая причина. В неформальных разговорах представители многих компаний признавались «Итогам», что к разработке электрических машин их подтолкнул успех тойотовских бензоэлектрических гибридов. Представив в 1998 году свой Toyota Prius и постоянно обновляя его, японский концерн столь прочно укрепился в звании лидера сегмента экологически привлекательных авто, что остальным пришлось сыграть на упреждение и сосредоточиться на стопроцентных электрокарах.

Розеткой не поделитесь?

Чем отличается современный электромобиль от моделей с традиционным ДВС? Разве что отсутствием выхлопной трубы, меньшим размером радиаторной решетки да узкими шинами с минимальным сопротивлением качению. Производители часто берут за основу обычные серийные машины — это позволяет сэкономить на производстве. В салоне отличий больше. О таком приборе, как тахометр, можно забыть. Зато часто встречаются эконометры различных конструкций — они помогают водителю выбрать наиболее эффективный стиль вождения. Управление трансмиссией напоминает стандартный рычаг АКПП, хотя большинство представителей электрической братии довольствуется одной-единственной передней передачей: рабочего диапазона мотора хватает с лихвой. Вместо указателя уровня топлива — датчик заряда батареи. Сама батарея прячется, как правило, в багажнике, центральном тоннеле или под задними сиденьями, из-за чего при сложенном диване ровный пол редко получается.

Мотор в общих случаях может выполнять функцию генератора, превращая кинетическую энергию машины в электрическую. Расположен он либо под капотом, либо, как у BMW i3, у задней оси. Кажется, все просто. Так почему же инженеры тратят на разработку электромобилей уйму сил и времени? Все дело опять же в батареях. За прошедшие сто с лишним лет химическая промышленность достигла определенного прогресса, но основная проблема так и остается нерешенной. Аккумуляторы по-прежнему дороги, громоздки, а их емкость недостаточна. А значит, чтобы обеспечить автомобилю приемлемую динамику и запас хода, технарям приходится биться над повышением эффективности всех систем: мотора, трансмиссии, вспомогательной электроники и так далее. Чтобы уменьшить цену готовой машины, в Renault, например, решили продавать автомобили отдельно от батарей: аккумуляторы владельцам модной электротехники приходится арендовать. Плюсы несомненны: такие аппараты сравнялись по стоимости с классическими машинами, а вместо многочасовой зарядки от розетки достаточно потратить несколько минут на специальной станции, где батарею просто поменяют. В минусе ежемесячный платеж в несколько сотен евро. Однако в компании уже подсчитали, что при ежегодном пробеге в 17 000 километров и более владелец все равно может сэкономить за счет разницы между ценой литра бензина и киловатта электричества. Это в России, в Европе и того меньше. Концерн GM нашел иное решение: в электрокарах-близнецах Chevrolet Volt и Opel Ampera заряда хватает максимум на 80 километров пути, после чего автоматически запускается бензиновый двигатель, который вырабатывает ток, превращая машину в некое подобие гибрида. Это дало возможность взять более дешевую батарею меньшей емкости. К тому же, как уверяют исследователи, большинство горожан в день и восьмидесяти верст не проезжают, так что бензиновый движок под капотом лишь страховка на всякий пожарный.

Наконец, производители машин премиум-класса могут позволить себе строить максимально эффективные авто за счет более дорогих технологий. Например, в уже упомянутом BMW i3 будут использоваться легкая алюминиевая рама и углепластиковый кузов: это заметно снизит массу и уменьшит расход энергии. Правда, сколько будет стоить такое чудо техники, пока неясно. А почему бы, например, не установить на электромобиль солнечные батареи, чтобы в хорошую погоду они давали дополнительное питание? У Nissan Leaf уже есть такие панели, только они снабжают энергией не тяговый электромотор, а систему вентиляции салона. Оказывается, и в этом сходятся инженеры всех компаний: использование солнечной энергии увеличивает себестоимость машины, а вот на других ее характеристиках почти не отражается.

Здоровое питание

Несмотря на все технические ухищрения, современные электромобили все равно оказываются почти вдвое дороже одноклассников с ДВС, а их запас хода в реальных, а не «стерильных» условиях редко превышает 150 километров. Для города, может, и хватит, но в путешествие уже не отправишься. Так есть ли надежда на то, что в обозримом будущем изобретут более емкие и дешевые аккумуляторы? «Нет», доктор Кунстман, участвовавший в разработке Opel Ampera, по-немецки лаконичен. Сейчас главным образом используются литий-ионные батареи, и прогресс, даже если химики предложат что-то более удачное, будет измеряться в процентах, а не в порядках, убежден эксперт. То же касается и стоимости аккумуляторов: при увеличении объемов производства она упадет, но не более чем вдвое, а значит, традиционные машины все равно будут дешевле.

Альтернатива — использование водородных топливных ячеек. Эта идея тоже не нова: на автомобиле размещается бак с водородом, откуда газ поступает в топливный элемент. Там он вступает в реакцию с кислородом, который берется из воздуха, — молекулы соединяются, образуя воду и выделяя электрическую энергию. Технология пока еще отрабатывается, но прототипы подобных авто уже колесят по полигонам. А водородные Mercedes A-класса в прошлом году можно было встретить и на дорогах России: компания проводила испытания по всей Евразии. И все же водород остается весьма далекой перспективой. Проблема в том, что этот элемент придется добывать методом электролиза — процесса, обратного тому, который протекает в топливных ячейках. Под действием электрического тока вода разделяется на кислород и водород, причем требуются колоссальные затраты энергии. Где ее взять? Да и для заряда обычных электрокаров необходимо, чтобы в розетке был ток. Не секрет, что львиную долю энергии мы получаем от теплоэлектростанций — то есть вместо того чтобы сжигать бензин в моторе, нам предлагают заряжать батареи энергией, полученной от сжигания угля и газа на ТЭЦ. Гидроэлектростанции с точки зрения экологов также неоптимальны: их строительство наносит колоссальный вред экосистемам рек. Об опасности «мирного» атома, наверное, говорить излишне: мир до сих пор лихорадит после Чернобыля и Фукусимы. А энергии потребуется много!

И все же экологи всячески поддерживают развитие электротранспорта. «Если брать КПД машин с ДВС и электромобилей, то вторые выигрывают», — объясняет руководитель энергетического отдела «Гринпис России» Владимир Чупров. Отчасти это связано со способностью машин с электроприводом рекуперировать энергию торможения, отчасти с тем, что у больших ТЭЦ КПД заметно выше, чем у компактных ДВС. Специалист отмечает, что в транспортной системе России электротяга активно используется еще с советских времен: «Доля электроэнергии в транспортном секторе России — семь процентов, при том что в мире это только один процент». Правда, речь идет о поездах, трамваях и троллейбусах — о тех видах транспорта, которые обходятся без аккумуляторов. Последним наш климат не очень-то подходит. Все мы пользуемся мобильным телефоном и знаем, что зимой на морозе батарея садится быстрее. Так и с электромобилями: при минусовой температуре запас хода сокращается весьма существенно. Прибавьте к этому расход энергии на отопление салона, свет фар — и радужная картина, которую рисуют нам автомобильные конструкторы, окончательно поблекнет. Да и экономия на использовании дешевой электроэнергии вместо дорогого топлива в России не столь велика, как в Европе. Между тем иностранные компании не спешат ставить крест на нашем рынке. Этим летом для презентации в Россию привезли электромобили Renault, Nissan, Volvo, а чуть раньше стартовали продажи Mitsubishi i-MiEV. «Проблема потери емкости батарей в условиях холодного климата в перспективе будет решена», — уверен заместитель директора программы Renault Fluence Z.E. Николя Ремиз.

Только наши клиенты, похоже, ждать не готовы: за два первых месяца продаж малютка i-MiEV нашел 29 покупателей  при высокой цене, отсутствии инфраструктуры, без какой-либо поддержки федеральных властей. Что это  дань моде, забота об экологии или здоровый прагматизм? Попробуем посчитать. За i-MiEV просят 1 миллион 799 тысяч рублей. Аналогичный по размерам и динамике Chevrolet Spark с литровым мотором и АКПП обойдется в 441 тысячу рублей. При официальном расходе бензина в городе 8,2 литра на сотню стоимость километра у «Спарка» составляет 2 рубля 46 копеек. Mitsubishi, если его заряжать по выгодному ночному тарифу, будет кушать электричество в расчете 7,5 копейки на километр. Казалось бы, сплошной профит, да вот досада: первоначальная переплата за i-MiEV отобьется, только когда счетчик пробега перевалит за отметку в 570 тысяч километров! Впрочем, если власти введут льготы на растаможку экологически чистых машин и частично субсидируют их покупку, а углеводородное топливо продолжит дорожать, через несколько лет в таком приобретении появится смысл.

Сергей Иванов