5 причин, почему электричество и водород не заменят ДВС

Франция и Великобритания планируют с 2040 года запретить продажу всех новых автомобилей, работающих на бензине или дизельном топливе, а к 2050 году автомобили с ДВС должны и вовсе исчезнуть с дорог. Правда, есть несколько «но», которые могут помешать этим планам сбыться.

Пробег на одном заряде ограничен несколькими сотнями километров, после чего автомобиль нужно оставлять на зарядной станции на несколько часов.

При этом дизельные машины уже давно ездят больше тысячи километров на одном баке, и, чтобы продолжить поездку, нужно лишь найти ближайшую заправку и залить полный бак.

С другой стороны, энергетики работают над системой быстрой зарядки, которая позволяет заряжать автомобиль за минуты. Например, новый Hyundai Ioniq 5 с помощью подобной зарядки может получить 80% заряда батареи всего за 18 минут, при этом на полном заряде он проезжает 470–480 км по циклу WLTP.

Более трети электроэнергии, которая производится в мире, образуется за счет сжигания угля, — а это один из самых грязных источников энергии. С тем, что использование угля — проблема, которую нужно решать, согласен и идеолог электротранспорта Илон Маск.

Производство литий-ионных аккумуляторов, которые используются в большинстве электромобилей, тоже неэкологично. Самый яркий пример негативных последствий добычи лития — это пустыня Атакама в Чили, разрастающаяся из-за литиевых заводов. Для добычи этого редкоземельного элемента требуется гигантское количество воды, которую выкачивают из недр. Из-за этого в Атакаме осушаются оазисы и погибают животные.

Количество электрокаров в мире едва достигает 1%, а их владельцы уже испытывают проблемы с зарядными станциями — те часто не работают, на месте зарядок стоят обычные автомобили, а количество разъемов напоминает о досмартфоновской эре, когда каждый производитель создавал свой стандарт.

Если количество электротранспорта будет расти в геометрической прогрессии, нагрузка на электросети серьезно возрастет, так как быстрые зарядки потребуют более высоких напряжений и токов заряда. Это значит, что не все сети смогут справиться с возросшей нагрузкой.

Кроме того, есть и концептуальная проблема. На заправку полного бака автомобиля с традиционным двигателем уходит несколько минут. Для полной зарядки электромобиля сегодня требуется несколько часов, из-за чего нужно полностью менять подход к тому, чем увлечь клиентов на это время. По идее, АЗС должны превратиться в досуговые и деловые центры, но предпосылок к этому пока нет.

Китай выделяет субсидии на производство электрокаров и устанавливает зарядные станции за счет бюджета, в Швейцарии электромобили избавили от ввозной пошлины, а Германия инвестирует в исследования по усовершенствованию электротранспорта. Но если отменить поддержку государства, начинаются проблемы.

В странах, где власти отменили субсидии на покупку электрокаров, продажи сразу же провалились. Электромобили пока не выдерживают конкуренции со стороны традиционного транспорта.

Модельный ряд крупных автопроизводителей пополняется, в основном, электромобилями, которые построены на базе премиальных моделей. Сейчас технологии не позволяют сделать народный электрокар, который бы продавался так же, как традиционные бестселлеры, поэтому приходится компенсировать стоимость, выпуская премиум.

Пока производство электромобилей не станет рентабельным, говорить о захвате ими рынка преждевременно.

Литий-ионные батареи имеют такое неприятное свойство, как взрывоопасность. Из-за этого авиакомпании до сих пор отказываются перевозить аккумуляторы такого типа.

Внутри этих батарей образуются «усы» — микроскопические нити из лития, которые вызывают короткое замыкание и провоцируют взрыв батареи. Из-за короткого замыкания электролит внутри аккумуляторов начинает кипеть и раскаляться. Корпус батареи не выдерживает температуры, и его содержимое начинает выливаться наружу.

Поэтому электромобили так быстро сгорают, если попадают в аварию. Более того, металлический литий вступает в реакцию с водой и образует водород, потому тушить литиевые аккумуляторы водой — плохая идея. Конечно, ученые ищут решения проблемы. Недавно они разобрались, как образуются «усы», и теперь думают, как минимизировать их появление.

Но мир по-прежнему ждет более безопасной альтернативы литий-ионных батарей для электрокаров.

Водородный двигатель гораздо экологичнее ДВС, так как вообще не выделяет вредных для окружающей среды газов, при этом имеет гораздо более высокий КПД. На одной заправке водородные автомобили уже сейчас могут проезжать до 500 километров, а заправка водородом длится не дольше, чем бензином.

Но есть проблема — в природе водород в чистом виде практически не встречается. Поэтому приходится обходиться электролизом: под электрическим током дистиллированная вода разлагается на водород и кислород. К сожалению, сейчас для массового производства водорода дешевле всего получать электроэнергию при помощи сжигания газа или угля.

Но компании не просто так инвестируют сегодня в эту технологию десятки миллионов долларов — они верят, что со временем водородные автомобили станут новыми электрокарами.

***

Мы перечислили несколько проблем двигателей, представляющих альтернативу современным ДВС. Но важно понимать, что технологии идут вперед, и с каждым годом пробег на одном заряде увеличивается, мощность повышается, а механизмы рекуперации становятся более совершенными.

Каким будет электромобиль, который сможет потеснить традиционные машины с ДВС? Первое, о чем мечтают автомобилисты, — огромный запас хода. Второе — мощность, которой хватит, чтобы прокатиться с ветерком. И третье — не космическая цена.

Источник