MOTO 2030 — это пятничная серия Gazeta.pl, в которой мы обсуждаем наиболее важные темы, касающиеся будущего автомобильной промышленности, транспорта и технологий. Также будут интересные рассказы дизайнеров и описания истории компаний, чье прошлое влияет на то, как будет выглядеть автомобильная промышленность будущего. Машины, дороги и города очень динамично меняются на наших глазах. Каждую пятницу журналисты Moto.pl будут писать об этих изменениях. Здесь вы найдете все статьи из серии MOTO 2030.
Водитель, ищущий новый автомобиль, в настоящее время имеет на выбор множество типов привода: традиционные двигатели внутреннего сгорания, работающие на бензине или дизельном топливе, различные гибриды - микро, необслуживаемые и подключаемые модули – и все больше электромобилей. В большинстве развитых стран доминируют гибридные автомобили, но только потому, что мы находимся на переходном этапе. Трансформация на этих рынках еще не завершена. Целевым решением в большинстве случаев будут электромобили, но есть ситуации и условия, в которых они работают лучше или хуже.
Электропривод не только может быть несравнимо более экологичным, чем двигатель внутреннего сгорания, но он просто лучше в техническом отношении. Что это значит? Он гораздо более эффективен (достигает более высокого КПД, т.е. больше энергии преобразуется в движение и меньше тратится на тепло), тихий, не подвержен вибрациям, более компактен и позволяет осуществлять точное управление с помощью микропроцессоров.
Электродвигатель имеет простую конструкцию, что делает его более дешевым и безотказным, можно обойтись без сложных шестерен, передающих крутящий момент. Наконец, этот привод идеально подходит для насыщенных электроникой автомобилей будущего. Поэтому электродвигатель победит ДВС, в этом нет никаких сомнений.
Единственная проблема, с которой в настоящее время сталкивается автомобильная промышленность, — это электроснабжение. Обычно это аккумуляторы, или, выражаясь профессионально, тяговые аккумуляторы. Они тяжелые, дорогие, а зарядка занимает больше времени, чем хотелось бы. С каждым годом этих проблем становится все меньше, но они по-прежнему актуальны. По этой причине электродвигатели лучше всего работают в автомобилях среднего размера.
Быстрые зарядные устройства Ionity фото: Ionity
Каковы самые большие проблемы с аккумулятором? Дело не в медленной загрузке
Если они слишком малы, они не смогут вместить достаточно большую батарею, обеспечивающую энергию, поэтому обычно их радиус действия небольшой. С другой стороны, слишком большие автомобили требуют больших, а значит, тяжелых и дорогих аккумуляторов. Это проблема, которая затрагивает не только роскошные лимузины, пикапы и внедорожники, но и гораздо больше касается автобусов и грузовиков.
Автопроизводители совместно с энергетическими компаниями пытаются найти решение этой проблемы, в том числе путем разработки аккумуляторов с твердым электролитом (так называемых твердотельных аккумуляторов), но пройдет еще несколько лет, прежде чем мы увидеть их в серийных автомобилях. Такие усилия предпринимают, например, Ford совместно с BMW, Hyundai/Kia и Toyota. На самом деле большинство компаний участвуют в гонках в этой дисциплине, но это марафон, а не спринт.
Также важны условия и условия эксплуатации электромобиля. Чем чаще мы тормозим и ускоряемся, тем лучше для электрического (и гибридного) привода. Почему? Потому что при торможении он восстанавливает значительную часть энергии, преобразуя механическую (кинетическую) энергию обратно в электричество с помощью генератора. Чем быстрее мы движемся с постоянной скоростью, тем менее эффективен электропривод. Особенно это касается скоростей выше 120 км/ч, когда сопротивление воздуха значительно возрастает.
Поэтому электромобили идеальны в городе, где вы не ездите слишком быстро, а это означает низкое сопротивление воздуха, которое нужно преодолеть. Кроме того, мы часто тормозим, а затем восстанавливаем энергию. Когда мы стоим на парковках или в пробках, в отличие от автомобилей внутреннего сгорания, электродвигатель не работает, поэтому мы не потребляем энергию. Электромобили идеальны в таких условиях не только для индивидуальной перевозки людей, но и для общественного транспорта и перевозки грузов в городах. Речь идет о местных поставках, так называемом доставка последней мили, работа курьером, доставка товаров в продуктовые магазины и т. д.
Что еще? Что имеет значение, так это благоприятный для электриков климат, но не в смысле социального отношения и правовых норм, а в буквальном смысле. Электромобили имеют гораздо больше смысла в странах, где основным компонентом энергобаланса являются источники без выбросов (возобновляемые источники немного отличаются, поскольку эти термины не ясны). Когда электричество получают из ископаемого топлива, электромобили лишь удаляют выбросы от территорий, населенных людьми. Для нас это хорошо, потому что улучшает качество жизни и здоровье горожан, а планете все равно, откуда мы выбрасываем парниковые газы.
Электрический внедорожник Seres 3 фото Сереса
Писать об электромобилях с нулевым уровнем выбросов может быть ошибкой
К сожалению, не везде одинаково легко получить неэмиссионные источники. Электромобили лучше всего работают в странах с солнечным климатом, но без экстремальных температур. Почему? Потому что фотоэлектрические и солнечные электростанции способны обеспечить там энергию большую часть года, а тяговые аккумуляторы в автомобилях оптимально работают в диапазоне средних температур.
Несмотря на молниеносное ускорение, электромобили лучше подходят для езды в странах, где движение умеренное и плавное. Тогда они потребляют меньше энергии и практичная дальность увеличивается. Еще лучше, если плотность движения низкая и расстояния не очень большие. Горы нас особо не беспокоят, потому что в конце концов нам приходится спускаться вниз, восстанавливая часть энергии, использованной для ускорения машины в гору.
Электрические автомобили лучше работают в высокоразвитых странах по понятным причинам. Жители таких стран богаче, поэтому разница в цене покупки не является для них трудным барьером, который нужно преодолеть. Структура энергетики там также лучше, потому что в бюджетах правительств есть деньги для инвестирования в новые энергетические технологии и инфраструктуру зарядки, а также достаточно здравого смысла тратить деньги на то и другое. В таких странах водители больше заботятся о безопасности и меньше торопятся. По обеим причинам там люди ездят медленнее.
Такова нынешняя ситуация и принимая решение о покупке электромобиля, стоит знать все благоприятные факторы. Но ситуация на рынке и технологический уровень автомобилей постоянно меняются. Мы не можем предсказать, что произойдет в следующее десятилетие или, скорее, как быстро это произойдет. Технологический прогресс может означать, что такие важные факторы, как цена, снаряженная масса, плотность энергии и скорость зарядки аккумулятора, вскоре изменятся в лучшую сторону. Это расширит зону комфорта их использования.
Визуализация завода по производству электронного топлива Хару Они в Патагонии фото: Siemens Energy
Какой привод, если не электрический? Есть альтернативы
Что будет с транспортом, который никогда не станет оптимальным для аккумуляторного электропривода? В случае дальних поездок можно будет использовать электромобили, работающие на топливных элементах вместо гальванических (аккумуляторов). Эта технология сокращает время восполнения энергии до нескольких минут и решает проблему хранения и транспортировки энергии. Однако для этого необходима сеть заправочных станций, поскольку топливные элементы чаще всего работают на водороде.
В случае очень тяжелых транспортных средств: грузовиков, строительных машин, автобусов и т.п. аккумуляторы должны весить много. Это увеличит стоимость перевозок и снизит их грузоподъемность. В таких ситуациях по-прежнему можно будет использовать двигатели внутреннего сгорания, но с экологическим биотопливом нового поколения и электротопливом, сгорание которого не создает дополнительных выбросов CO2. В качестве альтернативы автобусы и грузовики, следующие по фиксированным маршрутам, могут иметь электрический привод, но потребляют электроэнергию от так называемой тяга, как у троллейбусов. Подобные решения уже много лет опробованы в Германии.
Независимо от количества ступенек, по которым вам придется подняться, электромобили — это транспорт будущего. В некоторых местах мира это уже очень близко. В других придется ждать дольше, но захват мира тихими и экологически чистыми электромобилями — лишь вопрос времени.
Электрический Audi e -tron GT фото: Audi/manuel hollenbach