Паровые двигатели – вот на чем мы ездили почти 200 лет. На смену углю пришли бензин и дизель, паровые котлы заменили двигатели внутреннего сгорания. Транспорт стал ездить чище и быстрее. Вот только скоро он может остановиться. Нефть и газ заканчиваются. Возможно, нам придется менять средства передвижения или придумывать новое топливо. Так на чем будем ездить? Что заменит бензин в баках наших автомобилей? И почему Генри Форд отказался от двигателей на ядерном топливе? Об этом рассказывает программа «Наука и техника» с ведущим Михаилом Борзенковым на РЕН ТВ.
Беспроводная автозарядка
Нефть закончится через 50 лет. Природный газ – через 53 года. Угля хватит всего на два с половиной века. Это не страшные сказки, а реальный подсчет энергетиков. Человечество слишком быстро сжигает углеводороды. Нам уже давно пора подумать об альтернативном топливе – новых источниках энергии и абсолютно новом транспорте, которому не нужны бензин или дизель.
Первое, что приходит в голову, – электромобили. Инженеры всего мира уже давно и успешно реализуют эту идею. Но чистых электрокаров, машин без двигателей внутреннего сгорания, пока на наших улицах не так много. Одна из причин – отсутствие большой сети зарядных станций.
«Наша компания уже 30 лет работает с электромобилями. И сейчас мы придумали нечто невероятное – беспроводную автозарядку», — сказал ведущий инженер компании Qualcomm Эдвард Ван Бохемен.
Американские инженеры обещают – водителям электрокаров не придется бегать по городу в поисках розетки. Зарядкой может стать любая поверхность: хоть стена соседнего здания, хоть дорожное покрытие.
Фото: © Скриншот видео
«На автомобиле установлена беспроводная зарядная система. Такой настенный блок питания передает энергию на покрытие в вашем гараже. А оттуда энергию получает машина через специальный блок. Зарядка происходит гораздо быстрее, чем от розетки. И оборудование не занимает много места», — пояснил Эдвард Ван Бохемен.
Эта технология чем-то напоминает беспроводную зарядку для телефона. В ее основе – электромагнитная индукция. Если подобным оборудованием оснастить дороги, можно вообще забыть об остановках для заправки машины. Заряжаться электрокар будет прямо на ходу.
Электрокатер
Обкатывают свое изобретение американцы во Франции, недалеко от Версаля. Там проложили 100 метров такой дорожной зарядки. Пока это лишь тестовый трек, но разработчики обещают — совсем скоро технология шагнет на городские улицы.
В ожидании этого момента сами французы не сидят без дела. Они придумывают новый транспорт для перемещения по каналам. Недавно в Париже спустили на воду первый электрокатер.
Фото: © Скриншот видео
Создатели назвали свое изобретение «Морским пузырем», потому что это судно на воздушной подушке. Пузырь практически бесшумный и может разгоняться до 18 километров в час.
«Мы планируем сделать наши пузыри водными такси. Они быстрые, тихие, но главное – экологичные. Никакого смога или разводов топлива на воде. Для такого мегаполиса, как Париж, это просто транспорт будущего», — отметил главный инженер компании SeaBubbles Оскар Гаше.
Электрический самолет
В Англии подумали, что водные просторы есть далеко не в каждом городе. А значит, такой транспорт будущего не всем подходит. В итоге англичане устремились в небо и придумали концепт инновационного скоростного самолета. В его аккумуляторе 6000 элементов. И это самый мощный накопитель из когда-либо установленных на воздушном судне.
Фото: © Скриншот видео
«Технология в нашем полностью электрическом самолете основана на литийионных батареях, поэтому мы назвали его «Ионная птица». Сейчас мы полностью тестируем оборудование, набираем летную команду, чтобы доказать, что это возможно», — сказал менеджер проекта Мэтью Парр.
Эта железная птица готовится войти в книгу рекордов как самый скоростной самолет на электрической тяге. По расчетам инженеров, он сможет развить скорость до 480 километров в час.
Автомобиль, работающий от сквозняка
Кажется, что вот оно – решение проблемы с топливом – электрические двигатели. Хочешь – езди, хочешь – плавай, хочешь – летай. Одно «но». Для получения электричества тоже нужны углеводороды.
«Проблема с электродвигателями в том, что энергию для них вырабатывают электростанции, большинство из которых работает на нефти, угле или газе. Выходит, чтобы получить энергию, мы должны потратить энергию. Это не выход из положения. Это замкнутый круг», — пояснил американский эколог Майкл Шелленбергер.
Возможно, решение проблемы в возобновляемых источниках электроэнергии, таких как солнце или ветер? Вот, например, изобретатель из Колумбии придумал автомобиль, который буквально летает от сквозняка.
Фото: © Скриншот видео
«Там есть два трубопровода, которые захватывают воздух при движении. Напор воздуха крутит звездочки под капотом. А турбина механическую энергию перерабатывает в электрическую», — пояснил создатель автомобиля Хавьер Родан.
Аэромобиль Хавьера Родана может разогнаться до 130 километров. Причем чем выше скорость, тем больше зарядка — не то что привычные нам двигатели внутреннего сгорания, у которых высокие обороты всегда значат большой расход. Однако в этом и главная проблема аэрокара. На низкой скорости, в тех же городских пробках, он быстро теряет заряд.
«Поэтому я поставил разъем, как в электромобиле. И если турбины не могут достаточно разогнаться, чтобы зарядить батареи, машину включают в розетку», — сказал Хавьер Родан.
Получается, что и здесь без углеводородов никуда? Но ведь человечество так давно использует энергию природы. Неужели ее не хватит, чтобы заменить нефть, уголь и газ?
Летающий ветрогенератор
Разработкой летающего ветрогенератора инженеры из Норвегии занимались пять лет. Это ноу-хау – альтернатива наземным ветрякам.
«Наземные ветряки не всегда могут работать в полную силу, потому что у поверхности бывает слабый ветер. У нашего параплана таких проблем нет. Он летает на высоте, где всегда сильные потоки. Поэтому он стабильно вырабатывает большой объем энергии», — отметил разработчик Джесси Мвараге.
Фото: © Скриншот видео
Десятки летающих ветрогенераторов уже совсем скоро планируют закрепить на морских платформах и заставить их работать круглосуточно. Вот вам и решение. Тысячи таких парапланов, ветряки и солнечные батареи. И не нужны нам дефицитные углеводороды. Но все не так просто. Иногда и эта система будущего может дать сбой.
Прошлой зимой на один из самых теплых американских штатов обрушились аномальные холода. Газовые электростанции замерзли и вышли из строя.
Поначалу спасали ветрогенераторы и солнечные батареи, но вскоре отключились и они. Лопасти ветряков обледенели, а батареи занесло снегом. Сотни тысяч людей остались без света и тепла. Получается, что возобновляемые источники энергии и электродвигатели – это дорога в никуда.
Двигатели на атомном топливе
Давайте рассмотрим другой вариант – двигатели на атомном топливе. Разрабатывать такие автомобили еще в середине прошлого века стал сам Генри Форд. Он мечтал о машине с небольшим ядерным реактором под капотом.
Автомобили с таким двигателем смогли бы ездить на одной зарядке десятки лет. Скорее износился бы кузов и в пыль стерлись шины, чем в машине закончилось топливо.
Однако от этой идеи Форд отказался, потому что весил бы такой двигатель несколько тонн и машина была бы размером с дом. Причем большую часть занимал бы не сам реактор, а система охлаждения.
Фото: © Скриншот видео
Ученые до сих пор не могут придумать установку, способную поместиться под капот современного автомобиля. Но даже если придумают, только представьте, как могла бы выглядеть даже небольшая авария автомобилей с атомным реактором вместо двигателя.
Гибридный автомобиль на водородном топливе
Итак, о машинах на ядерном топливе пока лучше забыть. Но на чем же нам ездить? Гибридный автомобиль на водородном топливе. Именно на таком транспорте нам предлагают ездить автоконструкторы.
Это настоящий химзавод на колесах. Под капотом – ячейки с водородом и кислородом. В результате химической реакции получается электричество, которое поступает в двигатель.
Фото: © Скриншот видео
«У нас есть система топливных элементов высокой мощности, она может произвести до 125 киловатт электроэнергии, выпуская в окружающую среду лишь водяной пар. Посередине у нас два водородных бака, которые содержат 6 литров водорода, и их можно заправить за 3-4 минуты», — говорит вице-президент инновационных проектов автокомпании Юрген Гельднер.
Одной заправки хватает на 650 километров. А максимальная скорость такого гибрида – 175 километров в час. При этом менять масло и свечи в таком автомобиле не нужно, так как нет копоти. Сплошная экономия.
Почему же мы до сих пор не ездим на водороде? Потому что хранится он при температуре минус 253 градуса. А самое главное – водород невероятно взрывоопасен. Любая утечка и случайная искра – и все вокруг разлетается на куски.
Пожар на цеппелине «Гинденбург»
О том, что водород – далеко не самый безопасный газ, люди узнали еще в 30-х годах прошлого века. Тогда самым быстрым и комфортным видом транспорта считали дирижабли. Летающие исполины пересекали Атлантику и перевозили огромные грузы.
Оболочки заправляли легким гелием. Но он был дорогим и дефицитным, а потому частенько гелий заменяли водородом. Так было до 6 мая 1937 года.
В тот день гордость Германии цеппелин «Гинденбург» пришвартовался у причальной мачты американского Нью-Джерси. Люди на летном поле готовились встречать пассажиров, как друг огромная летающая сигара загорелась.
Фото: © Скриншот видео
Водород вспыхнул мгновенно. Пламя охватило гондолу, в которой находилось 97 человек. 36 из них погибли на месте. После этой трагедии от полетов на дирижаблях отказались во всем мире.
Рюкзаки, вырабатывающие энергию
Получается, что водородные двигатели пока не самый лучший выбор. Но ведь должен быть дешевый и безопасный источник энергии, который обеспечит человечество теплом и светом? Возможно, ответ на этот вопрос спрятан в китайских инновационных рюкзаках.
Эти рюкзаки – китайская разработка. Ученые из Поднебесной придумали девайс, который не только разгружает плечи, но и позволяет вырабатывать электроэнергию во время движения.
Фото: © Скриншот видео
«Когда вы идете, рюкзак движется по специальным рельсам вверх и вниз. Так он вырабатывает кинетическую энергию, а специальное устройство преобразует ее в электрическую», — отметил инженер компании-производителя Шон Кэрмоди.
Этого хватит, чтобы подзарядить мобильный телефон или подключить небольшой фонарик. Отличная идея для похода. Но сколько же нужно пройти, чтобы зарядить даже самый маленький автомобиль? Получается, что пока полностью заменить нефть мы не можем.
Неужели через 50 лет нам светят гужевой транспорт и велосипеды? Послушайте, ведь это нефть закончится через полвека. А угля хватит еще на два с половиной. В общем, не убирайте далеко лопаты. Они вам еще пригодятся.
«Наука и техника» – программа о самых невероятных достижениях прогресса и открытиях ученых, об инновациях, способных изменить будущее человечества. Это настоящий научный блокбастер с ведущим Михаилом Борзенковым, который выходит по субботам в 12:00 на РЕН ТВ.
Содержание:
- Зачем нам «альтернатива»?
- Электротранспорт — это ближайшее будущее?
- Водородный автомобиль: есть ли перспективы?
- (Не)экологичное биотопливо
- Что будет дальше?
Зачем нам «альтернатива»?
Тенденция к декарбонизации захватывает мир: о планах по сокращению выбросов СО2 заявили США, страны Европы и Азии. Важной вехой стало принятие Парижского соглашения в 2015 году — оно породило движение за углеродную нейтральность.
Евросоюз одним из первых заявил о планах по сокращению выбросов и представил «дорожную карту» — «Зеленый пакт для ЕС» (EU Green Deal). Поскольку на долю автотранспорта приходится около 14% парниковых газов, было принято решение о сокращении на 15% производства автомобилей с двигателями внутреннего сгорания (ДВС) к 2025 году, а к 2030 г. — на 55%. К 2035 г. страны Евросоюза и вовсе хотят отказаться от производства автомобилей с ДВС.
Отказ от «неэкологичного» транспорта обеспечивается внедрением «зеленых» технологий в производство. Появляются электрические двигатели, водородные, двигатели на биотопливе. В зависимости от типа транспортного средства выбирается своя технология. Например, в перспективе до 2030 года для крупнотоннажных тягачей наиболее оптимальным будет использование водородного двигателя, а для легковых автомобилей в крупных городах — электрического.
15 марта состоится встреча инвесторов и проектов по AltEnergy.
Инвесторы из АФК «Система», АХ «СТЕПЬ», «Центр водородных технологий», МТС, Электрозавод (ERSO), группа «Черкизово» и другие ищут стартапы и технологии по альтернативной энергетике.
Заявки принимаются до 7 марта на сайте.
Встреча подготовлена RB.RU совместно с АХ «СТЕПЬ» при поддержке АФК «Система».
Несмотря на богатые запасы углеводородного сырья, Россия также взяла курс на переход к экологичному транспорту. В прошлом году был подготовлен проект «Стратегии долгосрочного развития Российской Федерации с низким уровнем выбросов парниковых газов до 2050 года». Базовый сценарий стратегии предполагает, что к 2050 году будут уменьшены выбросы парниковых газов до объема 60% от уровня 2019 года и на 80% от уровня 1990 года. К 2060 году планируется достичь углеродной нейтральности.
Отдельное место в программе отводится снижению уровня выбросов, производимых автомобильных транспортом. В 2021 году была принята «Транспортная стратегия до 2030 года», где акцент делается на сокращение выбросов СО2. В соответствии с ней будут поэтапно вводить ограничения на транспортные средства «низких экологических классов». Например, планируется создать специальные зоны, куда въезд автомобилей с неэкологичными двигателями будет запрещен. К слову, соответствующий дорожный знак был официально принят в ПДД в 2017 году, но до сих пор не применялся.
Электротранспорт — это ближайшее будущее?
Если говорить о транспорте с нулевым выбросом углерода, то внимание мирового сообщества сфокусировано на электротранспорте. Некоторые европейские страны на законодательном уровне регулируют развитие рынка электромобилей: например, власти Норвегии планируют прекратить продажу автомобилей с ДВС уже к 2025 году. В 2021 году на электрокары пришлось 65% (114,5 тыс. единиц) всех продаж автомобилей.
Крупнейшие мировые автоконцерны объявляют о переходе на выпуск электротранспорта в ближайшие 10-20 лет. Например, General Motors планирует к 2025 году показать 30 новых электрокаров. Предполагается, что к этому моменту они будут занимать до 40% всего модельного ряда.
Параллельно европейские страны занимаются развитием инфраструктуры: к 2025 году в ЕС планируется построить 1 млн зарядных станций для электромобилей и 3 млн — к 2035 г. В течение 10 лет за счет государственных и частных инвестиций планируется вложить в эту отрасль около 50 млрд евро.
Россию «электромобилизация» тоже коснулась, причем началось все не с автотранспорта, а общественного. В 2020 году Мосгортранс заявил, что в течение десяти лет в Москве завершится переход на электробусы, сейчас в Москве их около 600 — по доле электробусов в автопарке Москва находится на уровне европейских городов.
А 2021 год стал «переломным» для рынка электротранспорта: Правительство РФ утвердило «Концепцию по развитию производства и использования электроавтомобильного транспорта в РФ до 2030 года». В ее основе — расчеты экспертно-аналитического доклада «Перспективы развития рынка электротранспорта и зарядной инфраструктуры в России», подготовленного группой экспертов — мной в том числе. Главная особенность «Концепции» в том, что делается ставка на собственное производство в России и электромобилей, и ключевых компонентов: батарей, двигателей.
Почему государство уделяет внимание развитию электромобилей, а не других видов альтернативного транспорта? Дело в том, что технологии производства электрокаров достаточно освоены, чтобы запустить массовое производство. Есть большое количество поставщиков компонентов, а также можно сделать конкретный прогноз стоимости электрического автомобиля.
Кроме того, эксплуатация и обслуживание электромобиля значительно дешевле, чем любого другого транспорта, в том числе дизельного или бензинового. Экономия идет за счет дешевизны электроэнергии, а также отсутствия компонентов, которые нуждаются в техническом обслуживании — не требуется замена масла, фильтров, свечей зажигания и прочего. Их просто нет.
Однако нельзя не отметить, что инфраструктура сейчас все же недостаточно развита, что делает использование электромобиля комфортным только в крупных городах — где есть сеть зарядных станций. В соответствии с Транспортной стратегией, в России будет создано 144 тыс. зарядных станций к 2030 году. Пока же перемещение, например, из Москвы в Минск может вызвать затруднения.
Эксплуатация электромобиля также меняет пользовательский опыт. Мы привыкли к периодической заправке «железного коня», но на дозарядку электромобиль должен ставиться чаще — быть подключенным к электросети, когда не находится в движении, если не используются станции быстрой зарядки. Для такой модели эксплуатации необходимо обеспечить зарядными станциями парковки торговых и деловых центров, жилищные массивы и т.п.
Таким образом, электромобиль как вид транспорта с нулевыми выбросами имеет ряд особенностей, но благодаря преимуществам постепенно занимает свою нишу. На данный момент это самый экологичный вид транспорта, и не только из-за нулевого выброса СО2: аккумуляторы электромобилей уже сейчас можно перерабатывать, например, до 96% лития можно повторно использовать в новых батареях.
Технологии развиваются стремительно, емкость батареи увеличивается, а цена на электромобили снижается — по моим прогнозам, к концу десятилетия число электромобилей составит 25-30 % от общего количества.
Водородный автомобиль: есть ли перспективы?
Перспективным направлением в декарбонизации транспорта может стать разработка автомобилей на водородном топливе. В сущности, это тот же электромобиль, но источником энергии для электромотора является не батарея, а водородный топливный элемент, превращающий водород в электричество. То есть и в том, и другом случае мы имеем дело с электричеством, а углеродный выброс равен нулю.
С точки зрения традиционной эксплуатации такой автомобиль привычнее, чем электромобиль: он заправляется не от розетки, а почти так же, как бензиновый или дизельный аналог — на заправочной станции. Однако водородный автомобиль очень зависим от температуры окружающей среды: с понижением на каждые 10 градусов скорость химической реакции падает в 2-4 раза, что снижает энергоэффективность топлива. Для России такой вариант пока не подходит, но разрабатываются технологии обогрева двигателя.
Несмотря на то, что водородный транспорт перспективен, поскольку отвечает запросу на декарбонизацию, технологические особенности не дают быстро развивать этот тип транспорта. Компоненты водородного автомобиля очень дорогостоящие, и позволить их себе могут только крупные концерны, а это тормозит и развитие технологии, и спрос.
Кроме того, сейчас топливная система водородного автомобиля занимает очень много пространства. Это ведет к увеличению объемов транспортного средства, но при этом пространство для водителя сокращается. Поэтому наиболее оптимальным будет использование водородного топлива в коммерческом или грузовом транспорте, например, в автобусах.
Так что ответ на вопрос «Есть ли надежда на распространение водородного транспорта?» однозначно утвердительный. Да, есть. Вполне вероятно, что в ближайшие два десятилетия технологии совершенствуются, но пока для массового распространения водородный автомобиль не подходит.
(Не)экологичное биотопливо
Биологическое топливо, созданное на основе органических компонентов, — этанол, FlexFuel, биодизель, биогаз — представляет из себя практически полноценную альтернативу бензину или дизелю, но производится из возобновляемых природных ресурсов. Растения, сельскохозяйственные отходы, даже отходы жизнедеятельности человека могут стать основой для биотоплива. Оно может использоваться как вместе с бензином (смесь Е85), так и отдельно — в таком случае потребуются модификации двигателя.
Использовать чистый этанол в обычном автомобиле не рекомендуется — он является растворителем и окислителем, и все соприкасающиеся с ним детали должны быть изготовлены либо из нержавеющей стали, либо из пластика. Автомобили, двигатель которых создан для биотоплива, уже не смогут использовать бензин или дизель — при сгорании 1 литра этилового спирта выделяется на 34% меньше энергии, чем при сгорании того же объема бензина.
Один из главных недостатков биологического топлива в том, что транспортное средство продолжает выделять СО2, поэтому выброс нулевым не будет. Хотя углеродный баланс планеты такие выбросы не нарушают — они компенсируются поглощением углекислого газа растениями, которые используются при производстве топлива.
Но чтобы обеспечить потребности в топливе при массовом переходе, потребуется большое количество биомассы, и тут могут возникнуть проблемы: нужны колоссальные земельные ресурсы для выращивания сырья — кукурузы, тростника, картофеля и т.д. Например, в Бразилии сейчас налажено производство этанола, но для выращивания сахарного тростника, необходимого для его производства, пришлось вырубить деревья в лесах Амазонии, а это тяжелейший удар по экосистеме.
Тем не менее, технология совершенствуется. Уже появляются варианты производства топлива из водорослей, которые проще вырастить и переработать.
Самым большим преимуществом «биологической альтернативы» перед дизелем или бензином является тот факт, что для использования биотоплива не требуется перестройка инфраструктуры или серьезная модификация всей конструкции автомобиля. Оно вливается в баки традиционным способом, привычно расходуется и т.п. Биоэтанол, например, можно сжигать в двигателях с большей степенью сжатия, что открывает новые перспективы развития технологии производства: могут быть созданы более экономичные и более мощные двигатели.
При этом углеродная нейтральность достигается за счет производства, но не эксплуатации. То есть в глобальном смысле это способствует декарбонизации, но не решает проблему загазованности в городах, а, значит, не делает качество жизни отдельного человека лучше.
Что будет дальше?
На данный момент в России подавляющее число продаж автомобилей приходится на транспорт с двигателем внутреннего сгорания. Альтернативные источники энергии еще не пользуются массовым спросом, хотя государство постепенно вводит льготы для владельцев транспорта с нулевым углеродный следом. Например, в ряде регионов отсутствует транспортный налог для владельцев электротранспорта, а в Москве для них созданы бесплатные места на парковках.
Электромобиль постепенно перестает быть «дорогой игрушкой» и начинает занимать свою нишу: по итогам 2020 года россияне приобрели почти в два раза больше электромобилей, чем в 2019 году (687 единиц против 353), а в прошлом году продажи выросли уже в 3,1 раза, до 2254 единиц.
Водородные автомобили пока представлены штучно и недоступны для массового пользователя. Однако «Концепция по развитию электрического транспорта» включает в себя строительство первых 100 заправочных станций для водородных автомобилей к 2025 году. По заявлениям Минэнерго, к 2050 году Россия будет поставлять на мировой рынок от 7,9 до 33,4 млн тонн экологически чистого водородного топлива.
Переход на биотопливо в России возможен лишь частично, и попытки предпринимались. Еще в 2008 году три «Лады Калины», заправленные смесью биобутанола и бензина, проехали 4 тысячи километров от Иркутска до Тольятти. Год назад создана и биотопливная «Лада Гранта».
Еще один вариант — это гибридные автомобили. Они используют и нефтепродукты, и электричество, поэтому могут рассматриваться как переходный вариант между автомобилями на дизеле и бензине и транспортом с нулевыми выбросами.
По моему прогнозу, в ближайшие 5-10 лет мы перейдем в новую эру, где будут существовать разные виды транспорта. Автомобили с двигателем внутреннего сгорания однозначно никуда не исчезнут, но их доля снизится. Свою нишу займут электромобили, водородный транспорт и транспорт на биотопливе, гибриды. Они перестанут восприниматься как «диковинка», и возникнет более четкое разделение по целям эксплуатации.
Автомобили с «альтернативным топливом» не заменят классические машины, но станут важной частью транспортного рынка.
Фото на обложке и в тексте: Pixabay
Топливо будущего: каким оно может быть
Комментарии: 1
Традиционные двигатели внутреннего сгорая постепенно уходят на второй план. Но какое же будущее ждет человечество и на каком топливе будут ездить машины в будущем? Быть может появится то, что позволит передвигаться между городами за считанные часы, при этом в атмосферу будет выделяться минимум вредных веществ.
Альтернативные варианты. Уже сегодня существует много вариантов для замены солярки, бензина. Почему бы не использовать биодизель, тем самым оказывая поддержку всем фермерам страны? Для кого-то этот вариант звучит смешно, но почему нет, ведь безопасность здесь на первом месте. Спирт – это еще одно интересное решение. Водители часто шутят на этот счет, ведь если заправку спиртом допустят, то он перестанет являться аргументом для лишения прав. Вроде и запах присутствует, и спирт в автомобиле есть, но он приводит ее в движение, а не пьянит водителя.
Иные способы заправки могут быть безопасны для климата, а для также бюджетные для кошелька. Так, например, обслуживание на газе дешевле. Возможны варианты перехода на природный газ. И несмотря на то, что он так же, как и нефтяной газ, экологически чист, на метане установки считаются безопаснее.
Водородные заправки. Главный альтернативный вариант, обсуждаемый чаще всего – водород. С помощью него транспортное средство может приводиться в действие двумя способами: топливо, что горит в моторном отсеке или основы для создания топливного элемента.
Способов хранения водорода два: в газообразном виде и в жидком. Второй вариант удобен при транспортировке.
Ученые и эксперты много лет обсуждают возможность использования водорода для заправки транспорта, дальше дело не двигается. Как бы парадоксально это не звучало, но в нашей богатой стране всего несколько автомобилей имеют мотор на водороде. Остается надеяться на то, что вопрос сдвинется дальше и появится видимый прогресс.
Сжатый воздух. Это топливо с нулевым уровнем выбросов. Из резервуара выпускается постепенно, тем самым приводя в движение поршни пневмодвигателя. Подобная система обещает бесшумную работу, выбросы в атмосферу отсутствуют.
Чтобы инфраструктура для новой технологии была развита, не нужны огромные финансовые вложения. Оборудовать компрессорами можно заправочные станции, магазины, общественные места.
Электричество. В разработку топлива будущего уже вкладываются баснословные денежные средства. Электромобили уже существуют, производители же стараются сделать их совершеннее. Если раньше одного заряда хватало на 100 км пути, то теперь они проезжают без подзарядки до 500 км. Нет никаких сомнений, что в будущем этот запас будет развиваться. Появляются новые станции заправки, но пока в черте города.
Если верить прогнозу автомобильных аналитиков, то спустя 10-15 лет производство электромобилей станет доступнее. Через 30 лет большинство автовладельцев перейдут на электрокары, тем более, что цена на них будет становиться только доступнее.
Доступное топливо. Гибридные автомобили – это то, что уже сейчас доступно людям. Они сочетают в себе ДВС и электропривод. В отличие от традиционных ДВС, такие автомобили позволяют использовать топливо на 20/30% эффективнее. Выбросы в атмосферу минимальные.
Каким будет топливо через 30 лет, остается большой загадкой, собственно, как и сами автомобили. Транспорт постоянно совершенствуется, появляются новые модели, способные развивать невероятную скорость в считанные секунды. Уже сегодня ученые занимаются вопросом, чем заправлять транспорт в будущем, чтобы это было экономно и безопасно для окружающей среды.
оцените материал
-
👍
1
-
😄
0
-
😲
0
-
😡
0
-
😥
0
Опубликовано 08.02.2023, 11:18
Сможет ли водород стать автомобильным топливом будущего
Переход к зеленой экономике — решение, уже принятое правительствами многих стран. Однако, несмотря на решимость чиновников, полноценный переход на электрическую тягу требует ответа на вопрос: какое топливо станет основой зеленой экономики?
Между 2033 и 2035 годом производство новых автомобилей с двигателями внутреннего сгорания (ДВС) в Европейском союзе будет прекращено, а с 2035 года власти запретят продажу таких авто, за исключением подержанных. Все это — часть стратегии ЕС, которая предполагает, что союз к 2050 году достигнет углеродной нейтральности. В США продажу работающих на бензине авто также предполагается прекратить к 2035 году. Готовы ли к этому рынок и потребители, есть ли технологии, способные заменить двигатели внутренного сгорания?
Рынок электромобилей-2022
Не только проблема с выбором подходящего топлива может затруднить трансформацию транспорта. Выход из пандемии, проблемы в мировой экономике и конфликты между странами создали дополнительное давление на сектор, который раньше пользовался популярностью как у частных инвесторов, так и у государства, считает Сергей Трощенков, инвестиционный советник «Открытие Инвестиции».
С развитием науки и технологий в автопроме планомерно происходила эволюция от паровых и электрических (да-да, их придумали еще на стыке 19-20 веков!) автомобильных двигателей до новейших разработок машин на водороде или биотопливе. Какая из экологичных альтернатив бензиновому двигателю наиболее перспективна, попробуем разобраться.
О классическом топливе
Говорить о закате автомобилей на бензине говорить пока рано – залежи «черного золота» не так быстро истощимы, как иногда пугают эксперты. Тем более плотная сеть автозаправок делает машину на бензине более доступной для простого обывателя, чем, например, электрокары. Между тем многие давно привыкли к более дешевым и менее вредным для атмосферы видам топлива – дизелю и газу. Правда эти виды все же остаются ископаемыми, а потому на экологичность едва ли претендуют.
То же касается и гибридных автомобилей, сочетающих в себе двигатель внутреннего сгорания и электропривод с аккумуляторами. Такие двигатели позволяют использовать топливо на 20-30 процентов эффективнее, чем обычные ДВС, выбросов от них действительно значительно меньше. Если бы ещё и бензин не использовать…)
Электрокары
Электрокары – достаточно перспективное направление, ставшее в некоторых странах почти обыденностью (в Китае, например). Однако полноценной конкуренции бензиновым автомобилям они составить все еще не могут. Старые модели проходили на одной батарее всего 100-200 км, новые – уже 300-400. Но необходимость создания громадной сети электрозаправок (читай – просто электроколонка с розеткой на обычной заправке) создает большой барьер для развития этого направления. Особенно, если говорить о протяженности дорог в России. И еще одно но: если найти заветную розетку удастся – коих даже в Москве по пальцам можно пересчитать – то процесс зарядки аккумулятора занимает целые часы. А все мы помним, что для современного человека время – один из наиболее ценных ресурсов. Поэтому захват авторынка электрокарами невозможно себе представить, пока процесс зарядки не сократится до 10-20 минут.
Спиртовое топливо и биотопливо
Еще один вариант – альтернативное топливо. Речь идет о спиртовом и биотопливе. В теории – идея отличная, но на практике экономические и экологические последствия могут быть плачевными. Дело в том, что для производства биотоплива необходимы громадные посевные площади – эта сфера может потеснить производителей продуктов питания, что вызовет рост цен на продовольствие. Кроме того, неизбежна будет и массовая вырубка лесов под новые поля. А как мы помним еще со школьных лет, леса – это легкие нашей планеты.
Водородный двигатель
Одним из самых перспективных, наряду с электрическим двигателем, является двигатель водородный. Масса водородной батареи ниже, заправка происходит быстрее, а сам водород — экологичен. Правда, производство таких аккумуляторов обходится дорого, так что и автомобили на водороде для большинства из нас будут скорее роскошью, а не средством передвижения. Впрочем, направление только развивается, и его расцвет еще впереди.
Пока же компания Илона Маска Tesla даже с учетом множества справедливых претензий со стороны водителей продолжает увеличивать ежегодные объемы продаж электрокаров, да и крупнейшие производители бензиновых автомобилей вкладывают в программы по развитию альтернативных двигателей десятки миллионов долларов. Среди них Ford, Volkswagen, BMW, General Motors и другие автоконцерны. Это наталкивает на мысль, что революция на рынке не за горами…
Ecodays
Рассказываем, как жить экологичнее без резкого изменения привычек.