363
0,1
2016-09-21
Какие технологии могут заменить электромобили
Человечество банально не готово к развитию электромобилей: у нас пока не хватит ни ресурсов, ни технологий, чтобы эффективно реализовать эту идею.
Но из-за этой «электрической истерии» альтернативные варианты многие просто не замечают.
Чистый электромобиль пока – утопия. Он слишком мало ездит и долго заряжается. Да и заряжать его, в общем-то, негде и нечем, ибо инфраструктурная сеть пока далека от совершенства, и с генерирующими мощностями в мире ситуация тоже не слишком хорошая. В конце концов, чтобы выработать электроэнергию мы продолжаем палить углеводороды. Так какая, спрашивается, разница, где они будут сгорать – в ДВС или в печах теплоэлектростанций?
Тем не менее, производители наперебой рапортуют о своих достижениях. Тот же «Nissan», к примеру, недавно похвалился 145-процентным ростом продаж LEAF. И все бы ничего, но речь о месячных результатах, если же рассмотреть абсолютные показатели, что мы говорим лишь о 650 автомобилях...
Единственный по-настоящему крутой современный электромобиль – Tesla Model S, хотя бы потому, что разгоняется он, как спорткар, мало того, фактический радиус его действия составляет 200 миль. Однако, судить о том, насколько он хорош мы сможем через год-полтора, когда первые проданные авто намотают по 100 000 миль на спидометры. К примеру, батареи LEAF с таким пробегом теряют по 20% емкости. У Model S таких проблем пока нет, но не факт, что их не будет...
Гибриды были первыми, мало того, они пока доминируют в экологическом сегменте, но в то же время, всем понятно, что вскоре это направление начнет стремительно умирать. Причин несколько: во-первых, используемый в схеме ДВС, во-вторых, низкая эффективность, в-третьих, высокая масса, в-четвертых, крайне небольшой запас «нулевого» хода.
И все же, гибридные авто все еще способны не только усилить свои позиции, но серьезно потеснить чистые электромобили. Для этого им, правда, придется трансформироваться, но схема давно отработана. ДВС никуда не исчезает, но из агрегата, предназначенного для непосредственного обеспечения движения, он превратится в генератор, подзаряжающий батареи.
Сейчас такие машины называют «электромобилями с увеличенным запасом хода». Такая схема с одной стороны позволяет обеспечить авто приемлемый радиус, а также «отвязать» ее от сети зарядок, то есть решить главные эксплуатационные проблемы традиционного электромобиля. Но в то же время, о «нулевом» выхлопе тут говорить не приходится, ибо ДВС включается постоянно (на разгоне, при высокой нагрузке на бортовую электросеть), а не только когда водитель полностью высадит запас аккумуляторов.
Ценник у такого авто, разумеется, тоже более высокий, причем, даже на фоне отнюдь не самых дешевых электромобилей. Однако, это наиболее вероятное направление развития экологического транспорта на сегодняшний день.
Многие экологи и эксперты полагают, что водородные авто – единственно правильное будущее мирового автопрома. Машины на топливных элементах уже вовсю тестируются в различных регионах, однако, несмотря на то, что вплотную этой темой автопром занялся примерно в то же время, когда он начал заниматься электромобилями, распространены водородные машины куда меньше.
Тому, впрочем, тоже есть вполне объективные причины. Среди плюсов: хороший запас хода (у современных прототипов – до 500 километров), быстрая заправка (3-5 минут)… Единственный выхлоп при этом – водяной пар.
Но в то же время, водородные машины пока слишком дороги. Скажем, авто вроде Toyota FCV в розницу сегодня стоило бы не меньше 50 000 долларов. Это на 25% больше, чем просят за BMW i3. Nissan LEAF и вовсе стоит вдвое дешевле. Кроме того, это далеко не самый драйверские авто – мощность установок редко переваливает за 100 кВт (136 л.с.).
И все же, если человечеству необходим именно экологически чистый транспорт, машины на топливных элементах – чуть ли не идеальный вариант, хотя бы потому, что двигаются они за счет химической реакции и для них не нужно генерировать электричество.
Осенью 2012 года английская газета Independent выдала заметку, в которой рассказала о группе британских ученых из «Air Fuel Synthesis», разработавших уникальную технологию производства горючего из… воздуха, точнее из содержащегося в нем углекислого газа и водяных паров. На тот момент «улов» был небольшим – синтезировать таким образом компания смогла лишь 5 литров горючего. Но в целом технологию можно назвать революционной, поскольку она предполагает утилизацию попадающего в атмосферу углекислого газа.
После демонстрации результатов в «Air Fuel Synthesis» занялись поиском инвестора, который дал бы 5-6 миллионов фунтов на вторую стадию проекта (первую профинансировал работавший прежде на «Shell» профессор Тони Мармонт, вложивший в разработку личные 1,2 миллиона).
Учитывая, что про «Air Fuel Synthesis» в широких кругах с тех пор ничего не слышно, инвестор, судя по всему, нашелся. И, скорее всего, им стала одна из крупных нефте-газодобывающих корпораций. Впрочем, в том, что нефтяники-таки приберут технологию к рукам никто и не сомневался. Дело в том, что добыча «атмосферного топлива» оказалась не такой уж и дорогой. По расчетам работавших над проектом химиков, при промышленном производстве тонна бензина, полученного таким способом обойдется в 400 фунтов стерлингов. Разумеется, это дороже, чем тонна бензина, полученного из ископаемой нефти, но не в разы.
«Электрический» метан
Пионером в этой области стала компания «Audi», взявшейся за реализацию программы со скромным названием Audi balanced mobility, направленной на достижение нейтрального баланса по диоксиду углерода на протяжении всей жизни автомобиля, начиная с момента производства и заканчивая моментом утилизации.
Причем, e-gas отчасти можно считать углеводородом, так как речь идет о выработке синтетического… метана! Этот газ сам по себе является одним из самых быстровосполняемых углеводородов на планете. Однако искусственный метан, по мнению немцев, позволит еще и очистить Землю от парниковых газов. Суть в том, что при его выработке реакция происходит с использованием воды и диоксида углерода и, следовательно, предотвращает поступление последнего в атмосферу. В результате же мы получаем замкнутый, по сути, цикл оборота СО2.
Единственным же выхлопом на первом этапе является кислород, а на втором – дистиллированная вода. Кроме того, гидролиз позволяет вырабатывать водород, который, в свою очередь также является источником энергии и в среднесрочной перспективе может использоваться на машинах с топливными ячейками.
В общем, наряду с разработкой водородных машин, эта схема выглядит более чем перспективной, поскольку уж что-что, а запасы СО2 на планете не никогда иссякнут. Кроме того, эта технология интересна еще и там, что по сути она позволяет автономно газифицировать отдельный дом, улицу или деревню. Единственное условие – наличие электричества.
Однако, есть в ней и пара существенных минусов. Первый – электролиз – процесс, который сам по себе является весьма энергозатратным. То есть, для реализации проекта необходимо массовое внедрение еще и технологий экологически чистой добычи электроэнергии. Второй – СО2. Технологий, которые позволяют брать двуокись углерода прямо из атмосферы пока не существует. «Audi» построила свой завод рядом с предприятием по выработке биотоплива, где она является побочным продуктом, поэтому соседство получилось взаимовыгодным: излишки тепла, образующиеся в ходе метанирования, используются на при производстве биогаза, а оттуда на завод поставляется высококонцентрированный CO2. По-другому технология пока не работает.
Жидкий кислород
Есть такая компания – «Dearman Engine», которая пытается усовершенствовать мотор, работающий на…воздухе. Точнее, на криогенном источнике, используя энергию, высвобождающуюся в ходе нагрева жидкости и ее превращении в пар.
То есть мы говорим об обычной ДВС, с поршнями и шатунами, коленвалом… Однако в его камеры сгорания поступает не бензин, а жидкий кислород (или азот) с температурой без малого 200 градусов ниже нуля. После в цилиндр впрыскивается обычная вода или воздух. В результате реакции смесь нагревается и, расширяясь, выталкивает поршень.
Стандартный цикл, но выброс – водяной пар. Разработчики утверждают, что такой принцип работы является не только максимально экологичным, но и вполне эффективным. Причем, настолько эффективным, что при наличии спроса такие моторы без проблем можно устанавливать на тяжелых грузовиках.
Массовое применение технологии только в грузовом транспорте позволит за год экономить больше 10 миллиардов литров солярки в одной лишь Европе. Мало того, при наличии спроса и соответствующих инвестиций поставить свой мотор на конвейер в «Dearman Engine» обещают чуть ли не через два года.
Источник: newsland.com
Но из-за этой «электрической истерии» альтернативные варианты многие просто не замечают.
Чистый электромобиль пока – утопия. Он слишком мало ездит и долго заряжается. Да и заряжать его, в общем-то, негде и нечем, ибо инфраструктурная сеть пока далека от совершенства, и с генерирующими мощностями в мире ситуация тоже не слишком хорошая. В конце концов, чтобы выработать электроэнергию мы продолжаем палить углеводороды. Так какая, спрашивается, разница, где они будут сгорать – в ДВС или в печах теплоэлектростанций?
Тем не менее, производители наперебой рапортуют о своих достижениях. Тот же «Nissan», к примеру, недавно похвалился 145-процентным ростом продаж LEAF. И все бы ничего, но речь о месячных результатах, если же рассмотреть абсолютные показатели, что мы говорим лишь о 650 автомобилях...
Единственный по-настоящему крутой современный электромобиль – Tesla Model S, хотя бы потому, что разгоняется он, как спорткар, мало того, фактический радиус его действия составляет 200 миль. Однако, судить о том, насколько он хорош мы сможем через год-полтора, когда первые проданные авто намотают по 100 000 миль на спидометры. К примеру, батареи LEAF с таким пробегом теряют по 20% емкости. У Model S таких проблем пока нет, но не факт, что их не будет...
Гибриды были первыми, мало того, они пока доминируют в экологическом сегменте, но в то же время, всем понятно, что вскоре это направление начнет стремительно умирать. Причин несколько: во-первых, используемый в схеме ДВС, во-вторых, низкая эффективность, в-третьих, высокая масса, в-четвертых, крайне небольшой запас «нулевого» хода.
И все же, гибридные авто все еще способны не только усилить свои позиции, но серьезно потеснить чистые электромобили. Для этого им, правда, придется трансформироваться, но схема давно отработана. ДВС никуда не исчезает, но из агрегата, предназначенного для непосредственного обеспечения движения, он превратится в генератор, подзаряжающий батареи.
Сейчас такие машины называют «электромобилями с увеличенным запасом хода». Такая схема с одной стороны позволяет обеспечить авто приемлемый радиус, а также «отвязать» ее от сети зарядок, то есть решить главные эксплуатационные проблемы традиционного электромобиля. Но в то же время, о «нулевом» выхлопе тут говорить не приходится, ибо ДВС включается постоянно (на разгоне, при высокой нагрузке на бортовую электросеть), а не только когда водитель полностью высадит запас аккумуляторов.
Ценник у такого авто, разумеется, тоже более высокий, причем, даже на фоне отнюдь не самых дешевых электромобилей. Однако, это наиболее вероятное направление развития экологического транспорта на сегодняшний день.
Многие экологи и эксперты полагают, что водородные авто – единственно правильное будущее мирового автопрома. Машины на топливных элементах уже вовсю тестируются в различных регионах, однако, несмотря на то, что вплотную этой темой автопром занялся примерно в то же время, когда он начал заниматься электромобилями, распространены водородные машины куда меньше.
Тому, впрочем, тоже есть вполне объективные причины. Среди плюсов: хороший запас хода (у современных прототипов – до 500 километров), быстрая заправка (3-5 минут)… Единственный выхлоп при этом – водяной пар.
Но в то же время, водородные машины пока слишком дороги. Скажем, авто вроде Toyota FCV в розницу сегодня стоило бы не меньше 50 000 долларов. Это на 25% больше, чем просят за BMW i3. Nissan LEAF и вовсе стоит вдвое дешевле. Кроме того, это далеко не самый драйверские авто – мощность установок редко переваливает за 100 кВт (136 л.с.).
И все же, если человечеству необходим именно экологически чистый транспорт, машины на топливных элементах – чуть ли не идеальный вариант, хотя бы потому, что двигаются они за счет химической реакции и для них не нужно генерировать электричество.
Осенью 2012 года английская газета Independent выдала заметку, в которой рассказала о группе британских ученых из «Air Fuel Synthesis», разработавших уникальную технологию производства горючего из… воздуха, точнее из содержащегося в нем углекислого газа и водяных паров. На тот момент «улов» был небольшим – синтезировать таким образом компания смогла лишь 5 литров горючего. Но в целом технологию можно назвать революционной, поскольку она предполагает утилизацию попадающего в атмосферу углекислого газа.
После демонстрации результатов в «Air Fuel Synthesis» занялись поиском инвестора, который дал бы 5-6 миллионов фунтов на вторую стадию проекта (первую профинансировал работавший прежде на «Shell» профессор Тони Мармонт, вложивший в разработку личные 1,2 миллиона).
Учитывая, что про «Air Fuel Synthesis» в широких кругах с тех пор ничего не слышно, инвестор, судя по всему, нашелся. И, скорее всего, им стала одна из крупных нефте-газодобывающих корпораций. Впрочем, в том, что нефтяники-таки приберут технологию к рукам никто и не сомневался. Дело в том, что добыча «атмосферного топлива» оказалась не такой уж и дорогой. По расчетам работавших над проектом химиков, при промышленном производстве тонна бензина, полученного таким способом обойдется в 400 фунтов стерлингов. Разумеется, это дороже, чем тонна бензина, полученного из ископаемой нефти, но не в разы.
«Электрический» метан
Пионером в этой области стала компания «Audi», взявшейся за реализацию программы со скромным названием Audi balanced mobility, направленной на достижение нейтрального баланса по диоксиду углерода на протяжении всей жизни автомобиля, начиная с момента производства и заканчивая моментом утилизации.
Причем, e-gas отчасти можно считать углеводородом, так как речь идет о выработке синтетического… метана! Этот газ сам по себе является одним из самых быстровосполняемых углеводородов на планете. Однако искусственный метан, по мнению немцев, позволит еще и очистить Землю от парниковых газов. Суть в том, что при его выработке реакция происходит с использованием воды и диоксида углерода и, следовательно, предотвращает поступление последнего в атмосферу. В результате же мы получаем замкнутый, по сути, цикл оборота СО2.
Единственным же выхлопом на первом этапе является кислород, а на втором – дистиллированная вода. Кроме того, гидролиз позволяет вырабатывать водород, который, в свою очередь также является источником энергии и в среднесрочной перспективе может использоваться на машинах с топливными ячейками.
В общем, наряду с разработкой водородных машин, эта схема выглядит более чем перспективной, поскольку уж что-что, а запасы СО2 на планете не никогда иссякнут. Кроме того, эта технология интересна еще и там, что по сути она позволяет автономно газифицировать отдельный дом, улицу или деревню. Единственное условие – наличие электричества.
Однако, есть в ней и пара существенных минусов. Первый – электролиз – процесс, который сам по себе является весьма энергозатратным. То есть, для реализации проекта необходимо массовое внедрение еще и технологий экологически чистой добычи электроэнергии. Второй – СО2. Технологий, которые позволяют брать двуокись углерода прямо из атмосферы пока не существует. «Audi» построила свой завод рядом с предприятием по выработке биотоплива, где она является побочным продуктом, поэтому соседство получилось взаимовыгодным: излишки тепла, образующиеся в ходе метанирования, используются на при производстве биогаза, а оттуда на завод поставляется высококонцентрированный CO2. По-другому технология пока не работает.
Жидкий кислород
Есть такая компания – «Dearman Engine», которая пытается усовершенствовать мотор, работающий на…воздухе. Точнее, на криогенном источнике, используя энергию, высвобождающуюся в ходе нагрева жидкости и ее превращении в пар.
То есть мы говорим об обычной ДВС, с поршнями и шатунами, коленвалом… Однако в его камеры сгорания поступает не бензин, а жидкий кислород (или азот) с температурой без малого 200 градусов ниже нуля. После в цилиндр впрыскивается обычная вода или воздух. В результате реакции смесь нагревается и, расширяясь, выталкивает поршень.
Стандартный цикл, но выброс – водяной пар. Разработчики утверждают, что такой принцип работы является не только максимально экологичным, но и вполне эффективным. Причем, настолько эффективным, что при наличии спроса такие моторы без проблем можно устанавливать на тяжелых грузовиках.
Массовое применение технологии только в грузовом транспорте позволит за год экономить больше 10 миллиардов литров солярки в одной лишь Европе. Мало того, при наличии спроса и соответствующих инвестиций поставить свой мотор на конвейер в «Dearman Engine» обещают чуть ли не через два года.
Источник: newsland.com
