Электромобиль проиграл автомобилю потому, что был громоздкой неуклюжей повозкой с огромными емкостями, наполненными соляной кислотой и погруженными в нее электродами[51]. Для пробега в 50 км двухтонному электроэкипажу была необходима 1000-килограммовая батарея! К тому же из-за коррозии пластин их каждые два года приходилось менять.
Повысить автономный ход электромобиля можно было одним способом: наращивая размеры батареи аккумуляторов. А ДВС быстро прогрессировали: уменьшался их вес, размеры, мощность. Бензин стремительно дешевел. Изобретенный в 1912 г. Чарльзом Кеттерингом электрический стартер существенно упростил запуск бензиновых двигателей.
Окончательно добил электромобили (а с ними и паромобили) Генри Форд. В 1912 г. электромобиль стоил 1750 долларов, а автомобиль (превосходящий его по ряду параметров) — 650 долларов. По дорогам Америки побежали юркие «фордики», а электромобиль сохранился в трех хорошо известных нам формах: троллейбуса, трамвая и электрички.
Новый виток интереса к электромобилю начался после энергетического кризиса 1973–1975 гг.
Грустная история ОПЕК
Организация стран-экспортеров нефти (ОПЕК) (Organization of Petroleum Exporting Countries, OPEC) была создана в 1960 г. Ираном, Ираком, Кувейтом, Саудовской Аравией и Венесуэлой для координации их отношений с западными нефтеперерабатывающими компаниями. Как международная экономическая организация ОПЕК зарегистрирована в ООН 6 сентября 1962 г. ОПЕК объединила 13 стран, которые контролировали примерно 80% достоверных запасов, 60% добычи и 90% экспорта нефти в несоциалистических странах.
Чем ОПЕК и воспользовалась в 1973 г., во время очередной Арабо-израильской войны. Запад поддерживал Израиль... Демонстрируя солидарность в борьбе с Израилем и его союзниками, страны ОПЕК на некоторое время вообще прекратили им отгрузку нефти. Из-за «нефтяного шока» кризис 1973–1975 гг. оказался самым тяжелым мировым экономическим кризисом за весь период после Второй мировой войны. Цены на нефть в 1973–1974 гг. ОПЕК взлетели в 4 раза, в 1979 г. — еще в 2 раза. Бензин в США стоил 30 центов за литр... За год цена поднялась до 1,2 доллара и продолжала расти. В моду вошли малолитражные автомобили, а бизнесмены и политики стали очень интересоваться электромобилями. И водородом.
Электромобиль и водород
Химические источники тока известны достаточно давно. Самые лучшие из известных источников тока — это топливные элементы, изобретенные более полутора веков назад. Топливные элементы — это электрохимические устройства, которые получают электроэнергию за счет реакций взаимодействия водорода и кислорода. Единственным выбросом, образующимся в результате работы подобных двигателей, является вода.
По данным Центра технологий и политики в области национальной безопасности США, первые исследования по использованию водорода были начаты в 1944 г. Их курировало Министерство обороны США, которое было заинтересовано в создании водородного топлива для ракет. В 1950-е предпринимались попытки построить реактивные самолеты на водородных двигателях. В 1970-е г. такие же исследования стал проводить военно-морской флот США. Все эти эксперименты закончились неудачей, но в космосе топливные элементы применили на практике в рамках американской лунной программы. На долговременной орбитальной станции NASA Skylab (1973–1979 гг.) они были едва ли не основными источниками энергии.
В наше время электромобиль стал реальностью потому, что топливные элементы постоянно совершенствуются, и их стало можно поставить в автомобиль.
Проблема водородного двигателя
Даже сегодня изготовление водородного топлива для автомобилей ныне в четыре раза дороже, чем производство автомобильного бензина. Кроме того, остается проблемой создание «водородной инфраструктуры» — сети заправочных станций и сервисных центров, необходимых для обслуживания автомобилей, работающих на водородном топливе. По оценкам Аргоннской национальной лаборатории, в масштабах США для этого требуется затратить более 600 млрд долл.
Означает ли это что водородное топливо НИКОГДА не станет экономичным? Конечно же, НЕТ!
Технологические и экологические препятствия использования водорода в качестве топлива — дело совершенно обычное для любого вида топлива. Похожие проблемы были у природного газа, бензина и солнечной энергии. С момента начала производства солнечных батарей до вывода их на уровень коммерческой окупаемости прошло более двух десятилетий.
В последние годы стоимость топливных элементов значительно снизилась. По оценкам Rocky Mountain Institute, в 1998 г., когда был создан первый современный топливный элемент, его себестоимость составляла несколько тысяч долларов на киловатт. Ныне она упала до 500–800 долл., а если будет начато массовое производство подобных устройств, то цена упадет до 50–100 долл. за киловатт.
Недавно во Франции президент PSA Peugeot Citroen Жан-Мартин Фольц и исполнительный директор исследовательской организации СЕА Ален Бюга представили публике первый в мире компактный водородный топливный элемент. При заправке 54 л сжатого водорода он весит всего 5 кг и позволяет машине ехать на одной заправке 500 км.
Двигатели, созданные по этой технологии, позволяют создать полностью электрический автомобиль. Причем с такими качествами, что он может иметь успех не только у фанатов экологии, но и у обычных автовладельцев, глобальными проблемами не интересующихся. При этом все, что потребуется для его работы, — это чистый водород.
Существует проект израильских ученых, предусматривающий создание топливной системы для автомобиля, которая позволит вырабатывать водород прямо в авто. Такому автомобилю вообще не нужны зарядка и заправка.
«Водородный» автомобиль израильской компании Engineuity в качестве химических реагентов использует такие металлы, как алюминий и цинк, которые входят в состав устройства, напоминающего длинную катушку. Бензобак в таком автомобиле заменен так называемым combustor
Metal-Steam — полостью, выделяющей водород из нагретой воды.
Специалисты утверждают, что в течение следующих нескольких лет вполне реально поставить эту технологию на конвейер.
Сегодня специалисты Engineuity занимаются поиском инвесторов, на чьи средства через 3 года будут собраны их первые «водородные» автомобили. После прохождения соответствующих тестов и испытаний планируется развернуть инфраструктуру (которая может вырасти вскоре по стоимости до нескольких миллиардов долларов). Ученые утверждают, что при условии создания этой инфраструктуры экологичные автомобили не предполагают быть очень дорогими по сравнению с бензиновыми аналогами.
Пока готовил эту книгу к изданию, появились сведения еще о трех проектах такого рода.
Гибридные автомобили
В конце 90-х г. прошлого века в мире появилось много так называемых гибридных автомобилей, где для создания тяги используются оба вида двигателей: ДВС и электрический.
Толчком для их появления стало принятие в США Акта о чистом воздухе. Тогда сенаторы обязали автопроизводителей Америки к 1998 г. довести выпуск абсолютно экологически чистых транспортных средств до 2% от общего объема производства.
Таких машин выпущено уже немало, есть они и в нашей стране. Например, Toyota Prius продается в России официально с 2004 г. и имеет уже немало поклонников.
Гибридные автомобили действительно экономичней классических бензиновых, и спрос на них растет вместе с Ценами на нефть. Почти все основные производители заявили подобные машины в своих модельных рядах на ближайшие годы.
В 2007 г. и группа PSA Peugeot Citroen представила общественности экспериментальные модели Peugeot 307 и Citroen C4 с новым гибридным двигателем. Эффективность гибридных двигателей их модели очевидна. Приоритетным направлением работы группы станет снижение стоимости их производства и последующая установка на серийные модели.
Пока я готовил к изданию эту книгу, появились сведения еще о четырех модификациях гибридных автомобилей.
Водородная программа Запада
Подобные исследования ныне активно проводят многие автомобилестроительные компании. Honda Mofor, General Motors, Ford Motor, Mazda, Toyota, DaimlerChrysler начали выпуск экспериментальных автомобилей, работающих на водородных двигателях (в США их называют «автомобили на топливных элементах» — fuel-cells cars).
Власти США создали ряд программ, поощряющих американцев пересаживаться на «экологические» автомобили: федеральные власти и власти некоторых штатов предоставляют им значительные налоговые льготы. Подобные усилия предпринимаются и на уровне отдельных штатов. Калифорния, в которой традиционно самые высокие цены на бензин в США, планирует в течение ближайших нескольких лет создать «водородные автомагистрали» — с сетью АЗС, на которых будет продаваться водородное топливо. Компаниям, создающим станции заправки альтернативным топливом, предоставляются льготы.
