Война или гибридное перемирие

Он изменил мир. Можно даже сказать, что он оторвал его от земли, хотя сторонники паровых двигателей, вероятно, не оставили бы это заявление без реакции. Но теперь может показаться, что пришло время распрощаться со сжиганием нефтепродуктов, как мы когда-то распрощались с паровым братом нашего заслуженного энергоблока.

В этом разделе мы часто пытаемся смягчить чрезмерно категоричные прогнозы конца того или иного. Сигналы о грядущих переменах могут быть обманчивы, как и упускать из виду признаки процессов, быстро ведущих к революции.

Крадущийся электрический тигр возвращается

1. Гонка Париж-Руан на обложке «Le Petit Journal» от 1894 года.

Это, вероятно, было упущено из виду в 1893 году французской газетой Le Petit Journal, которая, игнорируя прогресс новых двигателей внутреннего сгорания, с сожалением писала, что «человеческое изобретение еще не нашло механический процесс замены лошадей в качестве движущей силы для транспортных средств». Через год была организована гонка Париж-Руан (1) для конных экипажей. Среди ста двух участников были автомобили, работающие на паре, бензине, электричестве, сжатом воздухе и гидравлических механизмах.

Двигатель внутреннего сгорания оказался явным победителем. Это еще не определило глобальную победу, ведь в то время ценились и электродвигатели. Однако потребовалось всего несколько изобретений, в том числе карбюратор и электрический стартер в течение следующих двух десятилетий, чтобы электродвигатели перестали учитываться в автомобильной промышленности на десятилетия вперед.

Конечно, электропривод никуда не исчез, а в некоторых областях, например, на железных дорогах, даже стал доминировать. Однако в мире дорожных транспортных средств он несколько пригнулся, ожидая возможности вернуться.

И возможность пришла. Во-первых, благодаря большому сдвигу в сторону чистых и безвредных для климата технологий. Во-вторых, благодаря достижениям в аккумуляторная технология.

В Париже в 1894 году электромобили вышли из строя отчасти потому, что им требовалась станция замены батарей каждые 30 км.

Сегодняшние электромобили с литий-ионными батареями продолжают работать на одном заряде из года в год.

Ожидается, что запас хода новых электрофургонов Cybertruck составит до 800 км. По данным The Economist, в 2017 году UBS подсчитал, что «общая стоимость владения» электромобилем достигнет уровня электромобиля уже в 2018 году. дело нескольких лет. Стоимость аккумуляторной батареи снизилась с 1 тыс. долларов за кВт мощности, которую нужно было платить в 2010 году, до 130-200 долларов в 2017 году. Предполагается, что в ближайшие месяцы цена аккумуляторов снизится на 90% по сравнению с началом десятилетия, т.е. составляют около 100 долларов за киловатт, и это, вероятно, не конец этой тенденции.

Литий-ионные аккумуляторы увеличивают плотность энергии со скоростью 5-8% в год. Mercedes объявил, что его полностью электрическая модель EQC (2) будет иметь запас хода 500 км без подзарядки. В независимых тестах автомобиль показал себя слабее, но с пробегом менее 300 км это все еще неплохо для относительно тяжелой машины. Ожидается, что заявленный диапазон Tesla Roadster, который будет запущен в 2020 году, достигнет 1 тысяча км. Как мы привыкли, обычно эти расстояния не соответствуют действительности, но в данном случае они наверняка составят не менее 600 км, что заставит бензиновые машины лишиться последних аргументов.

Более того, Аккумуляторные технологии, более эффективные, чем литий-ионные, анонсированы на первую половину следующего десятилетия – например полупроводники, о которых мы недавно писали в «МТ». Если они, наконец, будут приняты на вооружение, аккумуляторы станут дешевле и быстрее заряжаться, а их запас хода станет еще больше.

кроме того Вопреки распространенному мнению, аккумуляторы в электромобилях не должны со временем быстро и сильно деградировать.. Испытания автомобилей Tesla Model S/X показывают, что после пробега 270 тыс. км, их аккумуляторы сохранили аж 91% своей первоначальной емкости. Потери составляют примерно 1% мощности каждые 30 тысяч. км. Это означает, что первоначальная стоимость электромобиля может амортизироваться в течение гораздо более длительного периода, чем считалось ранее, что значительно снижает общую стоимость владения. Однако следует отметить, что приведенные результаты относятся к батареям Tesla и могут быть не такими хорошими для других производителей.

Есть также много признаков того, что электромобили намного надежнее двигателей внутреннего сгорания. Система привода последнего обычно содержит более двух тысяч движущихся частей, тогда как в электромобиле она колеблется около… двадцати. В автомобильных списках наиболее часто устраняемых неисправностей практически нет ни одной, характерной для электромобилей.

Китай дирижирует электрическим оркестром

Загрязнение, вызванное автомобилями с двигателями внутреннего сгорания, ежегодно убивает около 3 миллионов человек во всем мире.

Растущая экологическая осведомленность и глобальная оппозиция использованию грязного топлива, особенно дизельного, безусловно, будут способствовать этому.

В отчете Bloomberg, опубликованном два года назад, прогнозировалось, что к 2023 году электромобили смогут заменить спрос на 2 миллиона баррелей сырой нефти в день, чего, по мнению авторов, достаточно, чтобы разрушить рынок нефти.

По оптимистичным прогнозам, к 2025 году на электромобили будет приходиться 14% мировых продаж автомобилей. Другие оценки не столь смелые, но следует помнить, что этот процесс не регулируется обычным рынком. Многие страны просто вводят планы и правила по отказу от двигателей внутреннего сгорания, как правило, через два десятилетия (Великобритания и Франция).

Производители также делают все больше и больше заявлений. Шведская Volvo давно объявила, что с 2019 года все новые автомобили компании будут электрифицированы (чисто или гибридно). Многие другие производители ставили перед собой не менее амбициозные цели. Volkswagen Group, крупнейший в мире производитель автомобилей, объявил, что к 2025 году начнет предлагать автомобили. Генеральный директор Porsche даже объявил, что после 2030 года все автомобили Porsche будут полностью электрическими.

По мнению некоторых комментаторов, дополнительных аргументов в пользу неизбежности выброса выхлопных газов искать не приходится. Вы только посмотрите, что происходит в Китае. Поднебесная в настоящее время является крупнейшим автомобильным рынком в мире. Из 86 миллионов автомобилей, проданных по всему миру в 2017 году, там было продано 30% — по сравнению с 20% (17,2 млн) в США и 18% (15,6 млн) в ЕС. В то же время в Китае принят закон, обязывающий каждого производителя транспортных средств к 2019 году получать не менее 10% электрических моделей в общем объеме продаж новых автомобилей, который увеличится до 2020% с 12 года и даже до 2025% с 20 года.

Азиатский доминант форсирует увеличение доли электромобилей, что, разумеется, затрагивает не только сам Китай, но и весь мировой рынок. И это настоящее объяснение заявлений производителей гоночных электромобилей.

Путь выживания, отмеченный бензином

Однако мир продуктов горения так просто не отдает поле. Здесь много интересных нововведений.

Mazda, например, недавно сообщает о крупных достижениях в широко известном методе сжигания топлива. как гомогенное воспламенение от сжатия. Их внедрение привело бы к увеличению КПД бензиновых двигателей на 20-30% по сравнению с лучшими существующими двигателями компании. Mazda, которая не продает ни электромобили, ни даже гибриды, в 2019 году представила новый тип двигателя под названием Skyactiv-X (3).

Проще говоря, большое отличие от старых типов бензиновых двигателей заключается в том, что при определенных условиях эксплуатации бензин зажигается без свечей зажигания — чем-то похоже на дизельные двигатели. Повышение КПД связано с возможностью работы на очень бедной смеси, с ничтожным содержанием топлива в воздухе. Типичный двигатель с искровым зажиганием не сможет воспламенить эту смесь.

Вопрос, конечно, – насколько еще можно улучшить бензиновые двигатели? Традиционные поршневые модели прошли долгий путь, и в настоящее время широко распространены технические усовершенствования, такие как непосредственный впрыск топлива, система изменения фаз газораспределения и система отключения цилиндров. Благодаря инновациям в легких материалах и трансмиссии с двусторонним сцеплением производительность продолжает улучшаться, хотя, конечно, когда старая технология находится на должном уровне, добиться дальнейшего прогресса становится труднее. Обычно они рассчитываются как одиночные проценты.

Представители концерна Mercedes-Benz не очень-то верят в вытеснение двигателей внутреннего сгорания электрическими. Бернхард Хейл (4 года), вице-президент компании, недавно высказался в этом духе, и это мнение поддержал Вилко Старк, руководитель отдела продуктов и стратегии, отметив: «даже одно из трехсот транспортных средств на дорогах еще не оснащено электроприводом. , а 99% клиентов по-прежнему выбирают двигатели внутреннего сгорания».

В последние годы их число растет намного быстрее, чем электромобилей. гибридные решенияв котором двигатель внутреннего сгорания до сих пор работает наряду с электрическим. Так что, если такие темпы роста сохранятся, именно эти типы автомобилей могут доминировать на рынке в будущем, что означает не конец, а продолжение использования двигателей, работающих на ископаемом топливе, в модифицированном виде.

Так что вместо возвращения войны бензина и электрики вполне вероятным видится долгосрочное гибридное перемирие и совместная работа во все более эффективных и чистых автомобилях будущего. Со временем антагонисты могут примириться с чем-то новым — топливными элементами или понятиями, которые мы сейчас даже не понимаем.