Век электромобиля
Города всего мира задыхаются от автомобилей. Выхлопы газов колоссально отравляют атмосферу. Для Казахстана это наглядно заметно на примере таких городов как Алматы, Усть-Каменогорск, Караганда. Сегодня даже в небольших городах падает качество жизни по мере роста количества транспорта. У людей всё чаще возникают раковые заболевания, расстройства органов дыхания, астма, аллергии.
Если попытаться оценить в глобальном масштабе те объёмы загрязнения, которые биосфера Земли получила в результате воздействия человека, то мы увидим поистине шокирующие данные. Так, издание New Scientist приводит измерения и расчёты, согласно которым за последние двести лет по вине человека в атмосфере оказалось более 2 триллионов тонн CO2. За тот же период произошло окисление Мирового океана на 30%. В значительной степени всё это произошло из-за автотранспорта, который в XX веке наводнил всю Землю.
Рост выбросов парниковых газов, двуокиси углерода, серы и других ядовитых веществ в атмосферу идёт в геометрической прогрессии. Стареющие автомобили своевременно не выводятся из эксплуатации, изношенные двигатели дымят и загрязняют воздух в десятки раз больше, чем новые, но человек продолжает эксплуатировать такие автомобили. К росту выбросов стареющих машин прибавляются выбросы новых. При сжигании топлива выделяется огромное количество парниковых газов, которые становятся главной причиной глобального потепления.
Даже обычный взгляд с высоты на такие города как Алматы, Токио или Пекин, позволяет наглядно судить о масштабах этого бедствия. Жителям крупнейшего города Казахстана, например, сейчас редко удаётся даже просто видеть небо обычного синего цвета. Из-за смога оно в городе всегда белёсо-серое, и только в те редкие дни, когда пройдёт сильный дождь или снег с ветром, на несколько часов алматинскому небу возвращаются его естественные краски.
В таких крупных городах, как Алматы, объём выбросов загрязняющих веществ в воздух от транспорта составляет около 90% всех вредных выбросов. То есть автомобили портят воздух гораздо сильнее, чем все промышленные предприятия, котельные и печи частных домов вместе взятые. С ростом приобретаемого транспорта крупные и средние города всё более явно охватывает экологический коллапс.
Человечество уже нашло достаточно простой выход, позволяющий прекратить прогрессирующее загрязнение земной биосферы. Одним из путей решения проблемы является массовое внедрение электромобилей. Это не что-то новое для промышленности. Преимущества электромобиля очевидны: он не требует бензина, не выбрасывает выхлопные газы, почти бесшумен и очень дёшев в эксплуатации. Дело здесь не только в дешевизне электроэнергии по сравнению с топливом, но и в отсутствии необходимости менять масло, обслуживать и ремонтировать дорогой и сложный в обслуживании бензиновый мотор. Хотя при этом у электромобиля были и существенные минусы, которые почти век сдерживали развитие этого вида транспорта.
Электромобиль появился на 50 лет раньше первого автомобиля. Это произошло вскоре после открытия Фарадеем явлений электромагнитной индукции, которое воодушевило изобретателей и инженеров на создание новых видов транспорта. Об успехах электромобилей той поры можно судить по информации о первых рекордах скорости – они были установлены именно на электромобилях. Так, в 1895 году состоялся заезд, на котором электромобиль француза Шарля Жанто показал скорость 63 км/ч. А в 1899-м впервые в истории наземное транспортное средство разогналось быстрее 100 километров в час, и это тоже был электромобиль под названием «Jamais Contente» (Всегда недовольная), построенный бельгийцем Камилем Иенатци.
В первое десятилетие ХХ века развернулся электромобильный бум, тогда они даже применялись в качестве такси, пожарных машин и карет скорой помощи. Понемногу увеличивалась их скорость и дальность поездки без подзарядки. Но разработка двигателей внутреннего сгорания и открытие богатых месторождений нефти поставили крест на этом виде транспорта. Когда было налажено массовое производство дешёвого бензина, а по Европе и США начали прокладовать автомагистрали, у людей появилась возможность совершать дальние путешествия. Электромобили не могли здесь конкурировать с бензиновыми авто в силу малого запаса хода. В результате к 1930 году их производство практически прекратилось. И лишь к концу 1980-х, когда в мире остро встала проблема загрязнения окружающей среды, а эксперты заговорили о скором истощении запасов нефти, инженерные команды и инвестиционные группы вновь обратили своё внимание на электромобиль.
Но резкий рывок это направление промышленности совершило только к 2010-м годам. Переломным стал 2008-й, когда в технологиях электромобильных аккумуляторов и зарядных систем появились новые решения. Сейчас это направление высоких технологий развивается с огромной скоростью, практически каждый год внедряются решения, позволяющие говорить о близком закате «бензиновой эры». Сегодня в электромобилях активно применяются литий-титанатные батареи, технологии которых были позаимствованы автогигантами у производителей батарей для гаджетов (сматрфонов, планшетов, нетбуков и т. п.). Ещё несколько лет назад никто из специалистов даже не ожидал, что батарейки для телефонов, которые в последние годы стали намного ёмче и «научились» быстро заряжаться, проложат короткий путь к решениям, позволившим фактически сравнять дальность хода электромобиля и авто на бензине. Благодаря литий-титанатным системам производители решили эту проблему. Сейчас для среднего легкового электромобиля запас хода в 500 – 600 км уже является нормой, а некоторые электробусы перешагнули рубеж в 300 км. И это – не предел.
Теперь одним из главных вопросов для производителей стало создание систем скоростной зарядки. Наверное, наряду с высокой ценой это едва ли не последнее, что сдерживает массовый интерес потербителей к электромобилю. Для электробусов уже созданы решения экспресс-зарядки, восстанавливающие ресурс батареи за 8 – 10 минут. Эти системы, кстати, применяются на производимых сейчас в Алматы электробусах «Хайгер Квазар», которые уже выходят на дороги мегаполиса. Замещение автобусного автопарка электробусами во многих странах (таких как Китай, США, ряд стран Европы) сейчас рассматривается как один из способов резко снизить загрязнение атмосферы выхлопами. Достаточно сказать, что только в Алматы курсирует около полутора тысяч дизельных и газовых автобусов – когда все они будут заменены экологически безвредными электробусами, засорение воздушного бассейна мегаполиса значительно уменьшится.
По мере развития сетей зарядных станций в городах электромобиль также становится всё более привлекательным. Скорость зарядки, как показала практика – тоже решаемая проблема. Сейчас совершенствуются пиковые мощности зарядных систем для электромобилей, за счёт чего, как отмечается в публикации российского исследователя Ю. Тресковой «Электромобили и экология», «уже в скором времени «дальнобойные» электромобили следующего поколения смогут заряжаться на экспресс-станциях за считанные минуты, сравнимые со временем заправки автомобиля бензином».
Между тем, аккумуляторные технологии переживают невиданный за столетие инвестиционный бум. В результате здесь появляются принципиально всё новые и новые решения, которые уже в ближайшие годы позволят резко снизить стоимость электромобиля. А это, в свою очередь, обеспечит перелом на рынке, поскольку сейчас одним из главных сдерживающих факторов для покупателей электромобиля является его цена.
В марте текущего года появилась информация, что изобретатель литий-ионного аккумулятора Джон Гуденаф вместе с группой исследователей из Техасского университета создал принципиально новый, полностью твёрдотельный аккумулятор с очень высокой плотностью энергии. Такие аккумуляторы обеспечат электромобилям ещё больший запас хода, чем сейчас, а главное – они намного дешевле в производстве. Изобретение, по мнению ряда экспертов, способно уже в ближайшие 2-3 года ускорить глобальный переход человечества на возобновляемые энергоисточники. Дело в том, что такие сверхъёмкие аккумуляторы высокой плотности могут использоваться в системах солнечных батарей, позволяя днём накапливать колоссальные количества выработанной энергии и расходовать её в тёмное время суток, не опасаясь, что заряда не хватит до следующего дня. Также аккумулятор Гуденафа, как уже отмечалось, может в разы снизить стоимость тяговых батарей, а именно они сейчас являются основным фактором высокой цены электромобиля.
На наших глазах разворачиваются удивительные перемены. И очень хорошо, что Казахстан тоже встраивается в это движение к новой энергетической реальности. Завод по производству электробусов в Алматы, возможно, только одна из «первых ласточек» – ведь современная высокотехнологичная индустрия не знает границ, а в Казахстане инвестиционным проектам, ориентированным на хайтек, правительство оказывает особую поддержку. Рынки, в том числе и наш, казахстанский, сегодня очень ждут новый чистый транспорт, который уже в обозримом будущем позволит сделать воздух