Двс как источник энергии

Направление гибридных энергетических установок на электромоторах и двигателях внутреннего сгорания (ДВС), а также использование водородного топлива вместо бензина и керосина набирают популярность в автомобилестроении и авиации.

Японская фирма Mazda и Центральный институт авиационного моторостроения имени П. Баранова (ЦИАМ) создают энергетические установки, в которых будут задействованы роторно-поршневые двигатели (РПД). Одна из причин возрождения РПД или, как его еще называют, «Двигателя Ванкеля» (в честь немецкого изобретателя Феликса Ванкеля) состоит в том, что его легче, чем другие типы ДВС, перевести на водородное топливо. Решение, предлагаемое японцами – четырехместный электромобиль MX-30 в варианте со вспомогательным РПД. Прямой связи с колесами у ротора нет, он может использоваться только для подзарядки бортовых батарей.

ЭУ-РПД-350Т на авиасалоне МАКС-2021

В свою очередь, конструкторское бюро РПД в составе ЦИАМ создает энергетическую установку ЭУ-РПД-350Т на основе двухсекционного РПД-350Т и соосного с ним мотора-генератора. В ее составе также присутствует силовой контроллер, обеспечивающий надежное управление обратимой электрической машиной. Сухой вес с генератором и выпрямителем – 210 кг. Образец ЭУ-РПД-350Т выставлялся на аэрокосмическом салоне «МАКС-2021».

Установка предназначена для применения в составе гибридной силовой установки летательного аппарата вертикального взлета и сверхкороткого взлета и посадки. «Параллельная схема с приводом движителей непосредственно от вала РПД и/или интегрированного электродвигателя позволяет реализовать преимущества как традиционной трансмиссии с редуктором, так и последовательной гибридной или электро-трансмиссии», – сообщается в буклете ЦИАМ.

Разработка ЭУ-РПД-350Т ведется совместно с Фондом Перспективных Исследований, завершение проекта – 2024 год. К настоящему времени успешно завершен аванпроект. Судя по приводимым параметрам, РПД-350Т рабочим объемом 1,308 литра имеет много общего с РПД-150Т, что разрабатывается в рамках ОКР по заказу Минпромторга с окончанием работ в 2024 году. На взлете ЭУ-РПД-350Т развивает мощность 350 л. , причем, в дальнейшем значение может быть повышено благодаря раскрутке ротора с 7 до 8 тыс. оборотов в минуту. На крейсерском режиме мощность составляет 190 л. , расход топлива – 250-280 гр/л.

По словам Владимира Путина, Россия готова участвовать в формировании справедливых правил решения климатических проблем. Наша страна входит в число лидеров глобальной декарбонизации. Один из инструментов воплощения данной политики – программа повышения энергоэффективности на период до 2035 года.

Все больше промышленно развитых государств заявляют о своем желании радикально сократить выделение парниковых газов. Евросоюз и Великобритания взяли обязательства по сокращению выбросов углерода к 2030 году более чем на половину, пообещав к 2050-му добиться нулевого нетто-показателя. Не позднее 2060 года на «углеродную нейтральность» выйдет и Россия.

Одна за другой страны Запада вводят ограничения на продажи и использование загрязняющей воздух дорожной техники. По нашей оценке, требования, что сегодня формулируются к автомобилям, а также те практические решения «по технике», что принимают автогиганты, окажут серьезное влияние и на дальнейшее развитие авиации, особенно той её части, которую принято называть «малой» или «легкомоторной».

Президент США Джо Байден подписал указ, ставящий задачу довести к 2030 году долю электромобилей до половины от всех, продаваемых в стране пассажирских транспортных средств. Великобритания заявила о запрете с 2030 года продажи новых бензиновых и дизельных автомобилей. Европейская комиссия предложила к 2035 году отказаться от подобных машин на территории Евросоюза и пускать на рынок исключительно новые транспортные средства с нулевым уровнем вредных выбросов. Нью-Йорк, Калифорния, Квебек и Британская Колумбия заявили о запрете продаж новых легковых автомобилей с ДВС с 2035 года.

Китай рассматривает разработанные под эгидой правительства предложения о том, что в 2035 году половина всех продаваемых в стране автомобилей должна быть представлена электромобилями, транспортными средствами на топливных элементах и водороде, а также гибридами, в основном рассчитанными на электро-движение; вторая половина — «неподключаемые» гибриды.

Четко обозначенная позиция властей на «декарбонизацию» подвигает автовладельцев ускорить переход на передовую технику. Доля электромобилей и гибридов в продажах на территории Франции и Германии достигла двухзначных значений в процентах от общего числа реализованных единиц автотранспорта. Заметный рост продаж подобной техники также наблюдается и в других странах Запада.

Среди автогигантов, занимающихся электромобилями и гибридами, присутствует и фирма «Мазда». Она вела серийное строительство роторных автомобилей с 1967 по 2012 год, а сегодня усиленно развивает гибридное направление, где РПД будет использоваться в качестве привода электрогенератора. Первая подобная связка предлагается на специальном варианте «кроссовера» MX-30, переданного весной в серийное производство.

Осенью на японском рынке открылись продажи машины базового исполнения: электромобиль мощностью 144 л. , оснащенный батареей емкостью 35,5 киловатт-часов. Режим быстрой зарядки в условиях специально оснащенной станции позволяет поднять «пустую» батарею до 80% за 36 минут, и зарядить полностью за 4-5 часов.

Главный недостаток – дальность хода ограничена 200 км. Поэтому тем, кто много ездит по автобанам, предлагается купить гибридный вариант MX-30 c РПД следующего поколения. У ротора нет прямой связи с колесами; он может использоваться только для подзарядки бортовых батарей, что существенно увеличивает допустимое для безостановочной поездки расстояние.

Принимая во внимание новую ситуацию, складывающуюся в мире, Мазда рассматривает и иные варианты применения РПД. Для жителей мегаполисов, где запретят использование ДВС, будут предлагаться «чистые» электромобили, а тем, кто живет загородом – гибриды. Предполагается, что на въезде в мегаполис водители «гибридов» будут отключать РПД, а вмести с ним – и режим «подзарядки на ходу», продолжая движение на запасенном электричестве.

Какими параметрами будет обладать новый японский РПД пока не известно. Считается, что в его конструкции найдут применение решения, опробованные на концепте Taiki 2007 года. Эта спортивная машина оснащалась двигателем Renesis II (16Х) мощностью 300 л. Она должна была сменить на конвейере RX-8, построенную в количестве около 192 тысяч в период с 2003 по 2012 год.

Эта модель была снята с производства после ужесточения экологических норм в Европе. Для соответствие им «Мазда» и разработала значительно обновленный Renesis II (16Х). При сухой массе с обвязкой 112 кг, серийный 13B-MSP на RX-8 в варианте для японского рынка развивал максимальную мощность 250 л. , что выводило его в «передовики» среди ДВС по величине отношения мощности к единице веса.

Роторный двигатель гибридного автомобиля Mazda 2

Фирма изначально проектировала «Ренесис» так, чтобы его можно было перевести на водородное топливо. Через пару лет после начала выпуска RX-8, «Мазда» получила разрешение на эксплуатацию «двух-топливных» RX-8 HRE,  и следующим летом поставила первую партию таких машин японским потребителям на условиях лизинга.

Осенью 2007 года 30 RX-8 HRE отправились в Норвегию для участия в проекте Hynor. Двух-топливный вариант «Ренесис» мог работать как на бензине (поступал из штатного бака 61 литр), так и водороде. Последний (2,4 кг) хранился под высоким давлением в специальном 110-литровом баке из алюминия, усиленном углеродными нитями. Переключение между топливом выполнялось нажатием кнопки на приборной панели.

При работе на водороде, мотор не выделял вредных выбросов (только пар), но дальность хода была невысока – всего лишь сто километров. Крутящий момент, развиваемый мотором, уменьшался на 60%, мощность – почти вдвое, но располагаемых сто «лошадей» вполне хватало, чтобы уверенно держаться в потоке.

«Мазда» также выпустила несколько десятков полуэкспериментальных шестиместных Mazda 5 Hydrogen RE Hybrid c ротором от RX-8 HRE и 40-сильным электродвигателем, запитанным бортовой батареей. Хотя тема «двух-топливных» машин и не получила распространения, был получен интересный опыт практической эксплуатации подобной техники. А самое главное – доказано, что, при необходимости, РПД можно питать водородом, и, тем самым, добиться «углеродной нейтральности», лишь немного подпорченной сгоранием небольшого количества моторного масла.

Электролёты и гидриды

Пока речей о каких-либо ограничениях на использование летательных аппаратов с ДВС в воздушном пространстве над мегаполисами не ведется. Однако подобное развитие событий представляется логичным продолжением политики ведущих стран Запада на сворачивание производства автомобилей с ДВС в пользу таковых на электротяге.

Среди решений, которые могут предложить самолетостроители – использование гибридной авиатехники, в составе которой присутствует электродвигатель. Полный отказ от ДВС пока трудно обеспечить технически; исключение составляют разве что малые беспилотные аппараты – таковые уже существуют и применяются как в военном деле, так и на гражданке.

При этом конструкторам придется решить множество задач, связанных с обеспечением энергетической эффективности авиатехники. Данной темы коснулся руководитель компании «Кронштадт» в интервью «Интерфакс», опубликованном 24 августа с. Вот что сказал Сергей Богатиков: «Главным препятствием для применения электроэнергии в авиации является малая, по сравнению в углеводородным топливом, удельная энергетическая емкость аккумуляторных батарей. Примерно на порядок. То есть 10 кг бензина обеспечат такую же продолжительность полета, как 100 кг аккумуляторов. У водородных источников тока этот показатель лучше, но там есть другие проблемы. Тем не менее, мы внимательно следим за развитием технологий гибридных силовых установок и полностью электрических летательных аппаратов».

Как видно, соотношение — не в пользу «электролётов». А вот гибриды могут дать решение: взлет с городской площадки аппарат выполнит на электричестве, а выйдя за пределы мегаполиса – переключится на ДВС. Тем самым будет обеспечены высокие экологические показатели при полетах над густонаселенными городскими районами и экономичность при движении от одного населенного пункта к другому.

Помимо того, гибридная энергетическая установка обеспечивает повышенный уровень безопасности. При отказе ДВС летательный аппарат продолжит полет на электротяге (и наоборот). Данный вариант со вспомогательными электромоторами рассматривается применительно к перспективной машине местных авиалиний «Байкал», впервые представленном в полноразмерном виде на «МАКС-2021». Правда, система, планируемая к установке на ЛМС-901, декларируется как резервная, для осуществления контролируемой аварийной посадки при отказе основного двигателя, в роли которого выступает турбовинтовой ВК-800СМ разработки Завода имени В. Климова.

Отработка подобной схемы ведется на опытном самолете ТВС-2МС с регистрационным номером 48986, созданном на базе биплана Ан-2. Он участвовал в программе демонстрационных полетов МАКС-2021. Вместо штатного поршневого мотора АШ-62, эта машина оснащается ТВД и восемью мини электромоторами под нижним крылом, каждый из которых комплектуется складным винтом. Практическая реализация этой схемы будет предпринята на самолете укороченного взлета-посадки «Партизан».

Министр промышленности и торговли Денис Мантуров пообещал, что многоцелевой местный самолёт ЛМС-901 «Байкал» завершит сертификацию и поступит в серию в 2023 году. При взлете с предельной массой 4800 кг, он будет способен перевезти две тонны груза на расстояние до 3000 км с крейсерской скоростью 300 км/ч. Также на «Байкале» будет автоматическая система парашютирования. За счет всего этого машина может рассчитывать на разрешение авиационных властей выполнять коммерческие полеты не с 9 (ограничение для одномоторных самолетов), а 14 пассажирами.

Ожидается, что Россия создаст полный набор технологий для регионального самолета с гибридной силовой установкой к 2026-2027 годам, что позволит построить такую машину к  2030 году. Об этом рассказал руководитель Национального Исследовательского Центра «Институт имени Н. Жуковского» Андрей Дутов. Следующим шагом станет использование  сжиженного водорода в качестве топлива и, одновременно, хладагента. Тем самым получится самолет, не загрязняющий атмосферу выбросами углекислого газа и другими вредными веществами.

Логично предположить, что главным потребителем водорода на борту гибридного летательного аппарата станет РПД. К числу приятных особенностей «Двигателя Ванкеля» относят возможность повышения мощности за счет добавления секций. Так, например, ВАЗ-526 имел 4 секции, мощность 400 л. и вес 175 кг. За счет высокого турбонаддува, рекордные РПД типа 26В фирмы «Мазда» для болидов – победителей гонок «24 часа Ле-Мана» развивали 500-700 л.

Андрей Владимирович также отметил, что подход российских специалистов расходится с тем, что принят в Европе. Там активно занимаются электрическими самолетами, полностью полагаясь на аккумуляторы. С учетом развития, их емкости должно хватить для перелета на 200-400 км, что для европейских условий вполне достаточно. Россия же, с ее огромными просторами, нуждается в самолетах, способных покрыть значительно большее расстояние, минимум одну-две тысячи километров. Вот почему для нас предпочтительнее гибрид.

Типичная программа его полета, по мнению Дутова, будет следующей: взлет и начальный набор высоты на электромоторе, затем включается газотурбинный двигатель на разрешенной высоте и часть его мощности используется для подзарядки аккумуляторных батарей. На этапе снижения и захода на посадку вновь задействован электромотор.

Важное место в отработке необходимых технологий отводится летающей лаборатории Як-40МС СибНИА с бортовым номером 87251. Вместо штатных двигателей АИ-25, он оснащен двумя маршевыми ТРДД TFE731-5BR, а также вспомогательной энергетической установкой и бортовой электрической системой рекордного напряжения – 800 Вольт. Она включает электродвигатель компании «СуперОкс» мощностью 860 л. , в котором применены сверхпроводящие материалы обмоток.

«СуперОкс» в связке с ТВ2-117 на авиасалоне МАКС-2021

Для них созданы «комфортные условия»: температура 77 градусов по Кельвину, внутри — жидкий азот, благодаря чему сопротивление на обмотках близко к нулю. Это позволяет реализовывать огромные мощности при сравнительно небольших размерах. Для обеспечение тепла и выработки электроэнергии для подзарядки батарей используется ВСУ на базе вертолетного двигателя ТВ2-117 и 500-киловатного генератора.

Говоря об отличиях российского и европейско-американского подходов, нужно отметить различие методов по стимулированию производителей и потребителей к переходу на более современные машины с лучшими параметрами по экологии. По словам Мантурова, вместо запретов, правительство будет поощрять покупку «экотранспорта» предоставлением доступного кредитования и распространением программы льготного лизинга: с 2022 года на электроавтомобили, а в последующем – и на водородные.

Разработчики подобной техники, а также ее «начинки», получат субсидии и компенсации части затрат на НИОКР. Хотя эти меры главным образом рассчитаны на автопроизводителей, в результате отечественная промышленность освоит новые технологии, которые также пригодятся и для авиации. Например, по части емких аккумуляторных батарей, электрики и электроники, топливной автоматики и конструкционных материалов.

Материал по теме: Роторные двигатели взлетят благодаря нано-технологиям

Полная или частичная публикация материалов сайта возможна только с письменного разрешения редакции Aviation EXplorer.

В то время, когда все прогрессивное человечество в лице крупнейших автоконцернов придумывает концепты электромобилей и ищут пути их внедрения, некие американцы создали совершенно не похожий ни на что двигатель внутреннего сгорания.

На фоне слухов о том, что с 2035 года могут запретить выпуск автомобилей с ДВС, информация о разработке нового типа двигателя, способного работать на разном топливе, становится определенной сенсацией. Компания Astron Aerospace представила проект двигателя Omega 1, единственного в своем роде.

Разработчики разделили четыре такта двигателя на два, получив две независимые камеры сгорания, между которыми есть форкамера. Два первичных вала расположены вертикально и соединены синхронизирующими шестернями так, что они вращаются с одинаковыми оборотами в противоположных направлениях. Четыре ротора размещены на двух валах и вращаются двумя парами: одна на переднем конце для тактов впуска и сжатия, а другая на заднем конце для тактов сгорания и выпуска. Поворотный дисковый клапан и форкамера расположены между двумя наборами роторов.

В этом двигателе есть свеча накаливания и свеча зажигания, а также температурный датчик, впускной и выпускной коллекторы. Причем в выхлопе будет водяной пар с небольшим содержанием оксида азота, либо вообще с нулевым его содержанием. Этот двигатель может быть отнесен к роторным, но он совершенно не похож на традиционный роторный двигатель с треугольником Рёло.

По данным Astron Aerospace, двигатель Omega 1 в его нынешнем виде весит всего 15,9 килограмма и выдает невиданные для такого размера 160 лошадиных сил и 230 Нм крутящего момента. Он работает на холостом ходу при тысяче оборотов в минуту, максимальные его обороты находятся на уровне 25 тысяч оборотов в минуту. Инженеры утверждают, что компания создала рабочий прототип, который может работать на различных видах топлива. Сообщается, что двигатель такого типа может иметь разные размеры и устанавливаться на самые разные транспортные средства.

При этом двигатель Omega 1 имеет воздушное охлаждение, он имеет невероятные энергоэффективность и характеристики, как у суперзаряженного мотора. У него нет поршней, клапанов и распредвалов, нет утечек масла, а смену масла в системе смазки можно производить не раньше, чем через 100 тысяч километров пробега.

При этом модули двигателя можно соединять в линию из нескольких экземпляров, что позволяет кратно увеличивать все показатели по мощности.

Хочется спросить: ребята, а где вы раньше были?

Водородный ДВС V-8 Yamaha разработает для Toyota

В течение многих лет различные компании обещают разработать водородные двигатели, утверждая, что водород — это чистое топливо будущего. При этом особого прогресса в этом отношении ранее не наблюдалось.

Энергоэффективность домов будет определяться с помощью космических спутников

Обычные солнечные элементы задействуют в системах беспроводной оптической связи под водой

Новое решение для преобразования CO2 в топливо за счет солнечной энергии

Создан супердешевый опреснитель морской воды на солнечной энергии

Самые энергоемкие батареи Amprius вмещают на 73% больше, чем аккумуляторы Tesla Model 3

Создана молекула, в 46 раз увеличивающая разрядную емкость литий-воздушных аккумуляторов

Одной из ключевых проблем, препятствующих более быстрому переходу на электромобили, является озабоченность автолюбителей по поводу расстояния, которое они могут проехать без подзарядки.

Новое поколение светящихся растений заменит фонари на улицах

Инженеры MIT создали светоизлучающее растение, которое можно заряжать светодиодной лампой. В своей работе они использовали интегрированные в листья наночастицы, которым достаточно 10 секунд зарядки для яркого свечения в течение нескольких минут.

Робот из жидкого металла трансформируется из наземного в воздушное транспортное средство

Аккумулятор на морской воде получил новый анод и выдерживает 1500 циклов перезарядки

Дороги с динамической зарядкой электромобилей построят в США

Компания Electreon, разработчик технологий беспроводной передачи электричества, объявила о создании первой общедоступной дорожной системы дистанционной зарядки для электромобилей в США.

Новый метаматериал способен поглощать и высвобождать огромное количество энергии

Транспорт на топливных элементах получит LOHC – более простую, дешевую и безопасную водородную технологию

«Невозможный» материал из 2D-полимера получился крепче стали и легче пластика

Химики Массачусетского технологического института (MIT) создали новый материал, который прочнее стали, легче пластика, и может быть легко изготовлен в промышленных масштабах.

Дроны-сборщики фруктов помогут фермерам с нехваткой рабочей силы

Роботы способны заменить человека во множестве сфер, и в первую очередь они пригодятся там, где необходим рутинный низкоквалифицированный труд. Учитывая развитие технологий, фермеры все чаще интересуются возможностью применения робототехники.

Электромобили и автомобили внутреннего сгорания в зимних условиях – на что обратить внимание?

25 января 2022

Разрядка аккумуляторов, замерзание жидкостей или очистка лобового стекла от инея – это ежедневная рутина всех водителей в зимний период. Период отрицательных температур требователен как для автомобилей с двигателем внутреннего сгорания, так и для электромобилей. Будет ли один из этих двух типов привода лучше работать в зимних условиях?

В целом отрицательные температуры являются серьезным испытанием на надежность для всех автомобилей. В таких условиях эффективность как электромобиля, так и обычных аккумуляторов снижается. Это происходит потому, что электролит, в котором хранится электроэнергия, при низких температурах загустевает, в результате чего эффективность батарей падает. Это усугубляется короткими поездками, длительными периодами стоянки на холоде и необходимостью питания других систем комфорта и безопасности, таких как подогрев зеркал, сидений и кондиционер. В случае электромобилей аккумулятор также отвечает не только за подачу энергии, необходимой для работы двигателя во время поездки, но и за работу всех функций автомобиля, включая обогрев кабины. Однако, несмотря на свой скромный внешний вид, электропривод в электромобиле может быть более надежным при условии соблюдения нескольких основных правил.

Запуск двигателя внутреннего сгорания зимой

В автомобилях внутреннего сгорания используются свинцовые аккумуляторы, емкость которых падает примерно до 80% при температуре -10°C, и чем ниже температура, тем больше это падение. На состояние автомобильного аккумулятора дополнительно влияет способ эксплуатации автомобиля. Альтернаторы генератора способны адекватно заряжать аккумулятор только при длительной езде. Однако если автомобиль используется для поездок на короткие расстояния и в пробках, он постоянно испытывает дефицит энергии. Иногда достаточно всего нескольких таких дней с отрицательными температурами, и электролит, содержащий дистиллированную воду, может замерзнуть, что приведет к невозможности запуска двигателя. Уже некоторое время автомобили с двигателем внутреннего сгорания дополнительно оснащаются специальными системами, такими как: «Stop&Go», которые также влияют на срок службы аккумулятора. Они предназначены для снижения токсичности выхлопных газов путем выключения двигателя, когда автомобиль неподвижен. При повторном запуске стартер снова запускает двигатель, используя энергию от аккумулятора, что увеличивает расход электроэнергии. Надежный способ избежать проблем с работой свинцового аккумулятора зимой – заряжать его на ночь с помощью выпрямителя и защищать от низких температур, например, с помощью специальных теплоизолирующих чехлов, и желательно ставить автомобиль в отапливаемом гараже. Однако, как правило, производители советуют заменять автомобильный аккумулятор каждые четыре-шесть лет, чтобы быть на 100% уверенным в том, что он не разрядится неожиданно во время запланированной поездки.

также: Как увеличить работоспособность электромобилей зимой?

Электромобиль и мороз

Существует распространенное заблуждение, что электромобили хуже переносят отрицательные температуры, чем двигатели внутреннего сгорания. Литий-ионные батареи электромобилей в таких условиях разряжаются быстрее, что напрямую влияет на уменьшение дальности пробега на несколько десятков километров по сравнению с летним сезоном. Оптимальная рабочая температура батареи составляет около 20°C. Поэтому зимой особенно важно иметь резервную емкость аккумулятора в электромобиле перед запланированной поездкой. Решение очень простое – чаще заряжайте аккумулятор, например, подключая его на ночь к зарядному устройству, и не позволяйте ему полностью разрядиться. В кризисных ситуациях можно также сократить работу некоторых систем, например, снизить температуру отопления или полностью его отключить. Считается, что оптимальный уровень, при котором следует прекратить зарядку аккумулятора автомобиля, составляет 80%. Кроме того, производители электромобилей используют системы для регулирования рабочей температуры элементов, а также специальные оболочки с теплоизоляционными свойствами. Идеальным материалом для такого применения является вспененный полипропилен EPP, перерабатываемый на заводах Knauf Industries, который сочетает высокую теплоизоляцию с легким весом, устойчивостью к повреждениям и отличными демпфирующими свойствами. Специально разработанные изоляторы, входящие в комплект батарей, снижают теплопередачу между компонентами батареи, устраняя риск тепловых потерь. Этот материал также имеет очень высокое значение напряжения пробоя, поэтому он минимизирует риск протекания тока между элементами и, следовательно, снижает риск возникновения внутренних дефектов в автомобильных батареях во время эксплуатации.

Электромобиль или автомобиль с двигателем внутреннего сгорания?

Хотя может показаться, что электромобиль менее морозоустойчив, чем автомобиль с двигателем внутреннего сгорания, на самом деле все зависит от того, как вы его эксплуатируете. Достаточно соблюдать регулярность зарядки и контролировать все параметры систем, чтобы избежать непредвиденных ситуаций, которые могут возникнуть у автомобилей с двигателем внутреннего сгорания, более сложных по конструкции. Бортовой компьютер, связанный с электроникой, установленной на борту автомобилей с электрическим приводом, предоставляет пользователям всю необходимую информацию об ожидаемом уровне заряда и дальности действия батареи, тогда как в автомобилях внутреннего сгорания не всегда возможно постоянно следить за состоянием всех систем и жидкостей в них.

Например, пользователи часто узнают о необходимости замены аккумулятора в автомобилях внутреннего сгорания только тогда, когда они уже не могут запустить двигатель. Это обычно приводит к увеличению расходов на ремонтные услуги или транспортировку на автомобильном прицепе. В свою очередь, состояние электромобиля легче контролировать и принимать необходимые меры до возникновения проблемы. Обязательно стоит проводить техническое обслуживание автомобиля перед каждой зимой, независимо от того, какой у него двигатель – внутреннего сгорания или электрический. Некоторые производители автомобилей предоставляют такие услуги бесплатно или за символическую сумму. Тогда вы сможете заранее проверить, в каком состоянии находится ваш автомобиль и как лучше подготовить его к предстоящей зиме.

Одна из отличительных особенностей электромобилей – повышенная энергоэффективность: это означает, что электрокарам на выполнение аналогичной задачи, не связанной с движением, требуется меньше энергии, чем гибридным авто или моделям с ДВС. Американская компания, занимающаяся вопросами потребления энергии, решила досконально разобраться в этом вопросе, рассчитав показатели энергетической эффективности для разных типов транспортных средств.

Сравнение энергоэффективности

Электрокарами на приведение колёс в движение тратится не более 65% энергии. При создании многих современных электромобилей используется технология рекуперации, позволяющая повысить данный показатель до 82%.

Наиболее энергозатратными процессами являются зарядка батареи и работа трансмиссии. Наилучшую энергоэффективность электродвигатель демонстрирует в городе (до 94% при рекуперации более 30%), самую худшую, как это ни странно – на трассе (максимум 74% при возвращении энергии на уровне 6%).

Гибриды показывают куда менее впечатляющие результаты — до 38% в комбинированном режиме движения, от 26 до 36% на трассе и не выше 40% на городских дорогах. Основные затраты приходятся на функционирование гибридной установки (до 70% от общего запаса энергии), а вот трансмиссия потребляет всего пару процентов имеющейся энергии.

Самые плохие результаты – у автомобилей с традиционными моторами. Оказалось, что непосредственно на движение двигатель тратит всего 12-30% (в зависимости от особенностей езды). Наибольшие потери приносит непродуктивная работа силового агрегата (порядка 65%).

Исходя из этого, становится понятно, что рано или поздно электрокары вытеснят с рынка машины с ДВС: помимо прочих причин, на это повлияет эффективность энергоустановки.

Изменение климата грозит миру природными катастрофами и беспрецедентным экономическим ущербом. Человечество вынуждено срочно трансформировать энергетический сектор, наносящий серьезный удар по атмосфере. Все большую популярность в мире приобретают электромобили. В стороне от глобального тренда не остается и Россия — правительство приняло концепцию развития электротранспорта, которая должна поддержать экологическую трансформацию и помочь развитию промышленности. Жители страны начинают отказываться от традиционных автомобилей, а власти даже небольших городов при реформировании транспортной системы стараются уделять внимание экологии. «Лента. ру» в рамках проекта «Новое общество» рассказывает, как эволюционирует транспорт и какие перемены помогут защитить окружающую среду.

Угроза глобального потепления, которое провоцируют выбросы парниковых газов, заставляет мир начать серьезную борьбу с изменением климата. Если ничего не предпринимать, ущерб окажется колоссальным: мировая экономика потеряет триллионы долларов, человечество столкнется с разрушительными стихийными бедствиями, с лица земли исчезнут целые страны. Перед лицом смертельной опасности государства начинают кардинально менять энергетический сектор, серьезно вредящий экологии. Перестраиваться начинает и транспорт: от ископаемого топлива отказываются в пользу экологичной альтернативы — электромобилей, которые должны внести значительный вклад в снижение уровня выбросов.

Плюсы такого перехода очевидны. Электрокары отличаются большей энергоэффективностью: двигатель внутреннего сгорания (ДВС) впустую расходует до 75 процентов энергии, а у электродвигателя потери не превышают 20 процентов. Хотя производство электричества наносит определенный вред окружающей среде, в дальнейшем оно будет становиться чище благодаря развитию альтернативной энергетики. В мире на возобновляемые источники энергии уже приходится около трети электрогенерации. В России доля энергии от гидроэлектростанций, атомных, ветряных и солнечных электростанций приближается к 40 процентам.

Амбициозные планы

Электромобили активно развиваются: к концу 2020 года по всему миру их насчитывалось уже около 11 миллионов, хотя еще десять лет назад они считались экзотикой. Наибольший рост за прошлый год показала Европа, где купили 1,4 миллиона электрокаров. Для достижения чистого нулевого уровня выбросов к 2050 году Европа думает с 2035 года ограничить продажи новых автомобилей с ДВС.

электромобилей будет в России к 2030 году

Мировые производители тоже объявляют о планах постепенного ухода от традиционных машин: к настоящему времени о подобных намерениях заявили 18 из 20 крупнейших автоконцернов, на которые приходится почти 90 процентов новых машин. Например, Volvo собирается довести долю электрокаров до половины уже к 2025 году, а на европейском рынке к концу десятилетия достичь 100 процентов. Китайские производители BAIC и FAW к 2030 году ориентируются на 50 и 60 процентов электромобилей соответственно. В Поднебесной сегодня крупнейший в мире парк электроавтомобилей — около 4,5 миллиона, что соотносится с намерением Пекина добиться нулевых выбросов к 2060 году.

Россия тоже намерена сокращать эмиссию парниковых газов: обойти Европу в вопросе защиты климата призывал президент страны Владимир Путин. Чтобы не отставать от глобальных процессов и поддержать борьбу за экологию, Россия приняла «Концепцию по развитию производства и использования электрического автомобильного транспорта на период до 2030 года».

Реализация проекта поделена на два этапа: первый должен быть завершен к 2024 году с показателем собственного производства в 25 тысяч электромобилей; второй рассчитан до 2030 года, запланированное производство должно составить примерно 220 тысяч машин. Общий электроавтопарк к концу нынешнего десятилетия должен составлять около 1,4 миллиона машин. Планы на будущее выглядят довольно скромными на фоне достижений лидеров сектора, но речь идет о 127-кратном росте парка за десять лет: в 2020 году в России было всего 11 тысяч электрокаров.

Производство электромобилей в стране пока только начинается: к следующему году его объемы должны составить 2500 экземпляров. Главные успехи связаны с сегментом общественного транспорта: серийный выпуск ведут «КамАЗ», ГАЗ и «Волгабас», на их электробусах возят пассажиров по всей стране, от Москвы до Владивостока. В Нижнем Новгороде летом 2021 года на маршрут вышел GAZelle e-NN, первый в России легкий коммерческий электромобиль. В остальном сегмент, как отмечают авторы концепции, «представлен моделями разного уровня готовности». Но в ближайшие годы российских электрокаров станет больше: на рынок выйдут «Моторинвест» и Zetta, потом покупателям станет доступен автомобиль «Кама-1», разработанный «КамАЗом» и Петербургским политехническим университетом. Еще через несколько лет могут появиться электрические Lada.

составит максимальный размер скидки на электромобили в России

Кроме того, электрокары в России собирают и иностранные компании: в 2023 году на базе холдинга «Автотор» их начнут собирать KIA и Hyundai. Новые проекты позволят поддержать собственные технологические разработки и занятость: благодаря развитию сектора к 2030 году в России будет создано не менее 39 тысяч дополнительных рабочих мест.

Зарядиться на полную

Развитие электротранспорта невозможно без полноценной сети заправок. На одной зарядке машина может проехать пока в среднем 200-250 километров. Для бесперебойного движения расстояние между двумя станциями на трассе не должно превышать 100 километров, а в крупных мегаполисах размещать их нужно каждые четыре километра, оценивают в правительстве. К 2030 году России понадобится более 140 тысяч станций, из расчета десять машин на одну станцию. Большая часть заправок будет быстрыми, на них электрокар можно зарядить до 80 процентов всего за 20 минут.

Пока в стране около 1500 зарядных станций, что очень немного. В этом уверена председатель Ассоциации развития электромобильного, беспилотного и подключенного транспорта и инфраструктуры (АЭТИ) Ия Гордеева.

Инфраструктура сама по себе способствует развитию электротранспорта, считает председатель АЭТИ. Она сослалась на опыт белорусской сети зарядных станций «Маланка», которую поддерживает «Белоруснефть». По словам Гордеевой, в первый год появления зарядок компания не увидела никакого влияния на продажи электроавто. Но когда люди обратили внимание на развитие инфраструктуры, то стали понимать, что без проблем могут зарядиться, и спрос на электрокары сильно вырос. В российской концепции станций предусмотрено достаточно: люди начнут активнее переходить к электромобилям, когда убедятся, что пользоваться ими просто, уверена Гордеева.

рабочих мест должно появиться в России благодаря развитию электрического транспорта

Сеть зарядных станций действительно может стимулировать рост электропарка, а более крупный парк, в свою очередь, поддержит развитие инфраструктуры, согласен аналитик «ВТБ Капитал» Владимир Беспалов. При этом для развития сети зарядных станций пригодится государственная поддержка. «Мне кажется, должно быть государственное финансирование на начальном этапе или какое-то партнерство. Для частного капитала такая тема не совсем подъемна с учетом окупаемости инвестиций», — отметил Беспалов. В концепции российского правительства необходимость поддержки учтена: мировой опыт показывает, что средний срок окупаемости станции составляет до десяти лет, поэтому государство готово компенсировать до 60 процентов расходов.

Спрос на электрокары сдерживает не только отсутствие инфраструктуры, но и их высокая стоимость. Разница в цене электромобиля среднего класса и бензинового аналога может доходить до 750 тысяч рублей. Зато в эксплуатации они выгоднее: если каждый год в течение пяти лет проезжать на электрокаре по 45 тысяч километров, экономия на топливе компенсирует сравнительную дороговизну машины. Для дополнительной стимуляции спроса в России покупателям электромобилей предложат скидки на сумму до 625 тысяч рублей — правда, только на электрокары отечественной сборки. Стоимость электромобилей постепенно снижается, что позволяет в некоторых странах продавать электромобили и без специальных мер поддержки, замечает Гордеева. В будущем же электрокары станут даже дешевле привычных машин.

Отношение к электрокарам в мире тоже меняется. Опрос консалтинговой компании BCG показал, что экологические соображения играют значительную роль при выборе транспорта, особенно у молодых людей. Исследование проводилось в нескольких мировых мегаполисах, включая Москву.

В перспективе и в России машины с ДВС неизбежно станут воспринимать как что-то архаичное и немодное, отмечает директор Центра исследований транспортных проблем мегаполисов Высшей школы экономики (ВШЭ) Константин Трофименко: «Электрификация личного транспорта — безусловно, тренд, который будет наблюдаться лет через 15». Общество постепенно осознает важность экологической проблематики, уверен он. «Есть определенный прогресс в этом направлении по сравнению с тем, что было десять лет назад, а тем более раньше. Просто потому, что вопросы экологии ранее игнорировались, их считали причудой богатых стран, которым больше нечем заняться. Сейчас все-таки смещается общественное мнение в сторону того, что это обеспечит здоровье людей, здоровье детей», — рассуждает Трофименко.

«Людям станет легче дышать»

Алексей Ахмадеев из Сургута мечтал о собственном автомобиле с детства. «Я думаю, это у всех так: отец автомобилями занимается, ты смотришь, а он говорит, мол, станешь взрослым — своим обзаведешься», — вспоминает он. Первой машиной Алексея было обычное авто с ДВС, но однажды во время поездки в Москву ему удалось попробовать электрокар. «По ощущениям это больший комфорт, отсутствие гула двигателя внутреннего сгорания, вибраций, легкость движения», — объясняет Ахмадеев.

Приобретение собственного электромобиля было делом времени, и в итоге Алексей выбрал популярную на вторичном рынке недорогую японскую модель. В обслуживании электрокар оказался дешевле: на предыдущей машине он тратил 8-10 тысяч рублей на бензин, а в случае с электрокаром месячные счета за подзарядку его аккумулятора не превышают 700 рублей. Притом Алексей ездит на своем электромобиле каждый день — по делам, в магазин, погулять с детьми: «Я ни в чем себе не отказываю».

Одной зарядки аккумулятора хватает на 100 километров, но в день Ахмадеев проезжает гораздо больше. «У меня нет проблемы с розетками: остановился, зарядился, поехал дальше», — рассказывает он. Получасовой зарядки хватает, чтобы проехать из одного конца города в другой. Правда, общедоступных зарядных станций в Сургуте пока всего две, и у одной нет нужного разъема, а вторая работает на половине мощности. Поэтому чаще всего Алексей заряжает свой автомобиль на личном парковочном месте, нужное оборудование он установил по договору с управляющей компанией своего дома. Тариф выше, чем в квартире, но расходы все равно невелики.

Однако спрос на инфраструктуру есть, и скоро в Сургуте должны открыть еще одну станцию. Электромобилисты и сами проявляют инициативу: «Мы стучимся во все двери — к губернатору, в администрацию города, со всеми держим связь, везде просим-требуем. Надеемся, скоро с инфраструктурой будет получше». Алексей призывает знакомых поступать так же, а не ждать появления массовых недорогих электромобилей, которые будут проезжать полтысячи километров на одном заряде. В будущем Алексей готов приобрести российский электрокар. Он не сомневается, что лет через пять электрическим будет каждый десятый автомобиль. «Людям станет легче дышать, будет меньше заболеваний, которые связаны косвенно с выхлопами», — уверен Ахмадеев.

Трамваи спасения

Электромобили — не единственный перспективный вид экологичного транспорта. Многие российские города сейчас задумываются над развитием более привычных трамваев и троллейбусов, тем более что электробусы могут позволить себе не все регионы, отмечает Трофименко. «Для нашей страны характерен электротранспорт, и в Советском Союзе был на этот счет хороший задел. Ничего сверхъестественного нет в том, чтобы сделать качественный электрический транспорт в городах России. Вполне простая задача, которую городские власти должны решать», — подчеркнул специалист.

Возрождение электротранспорта должно стать ключевой задачей городов, считают специалисты госкорпорации ВЭБ. Самым экономичным и экологичным решением в сфере перевозок эксперты называют трамваи. Директор Института экономики транспорта и транспортной политики ВШЭ Михаил Блинкин считает, что они гораздо выгоднее троллейбусов и электробусов, в том числе потому, что могут перевозить больше людей. «Обновление именно трамвайного парка — это очень актуальный мировой тренд. Будущее электротранспорта, безусловно, за рельсовыми системами», — уверен эксперт.

Однако электротранспортная система в российских городах в 90-е годы деградировала, отмечают в ВЭБ. К концу 2020 года, по оценке эксперта SBS Consulting Дмитрия Бабанского, устарело около 60 процентов российских трамваев и троллейбусов. Износ инфраструктуры электротранспорта составил почти 90 процентов, указывал Феликс Винокур, президент компании «ПК Транспортные системы», производящей трамваи.

Константин Трофименко, в свою очередь, считает, что пока есть шанс исправить ситуацию без серьезных последствий. «Действительно, федеральная поддержка пошла по этому направлению — модернизации общественного транспорта, которая подразумевает и модернизацию инфраструктуры», — объяснил Трофименко. С техникой же проблем быть не должно, полагает он: «Наши производители готовы производить крупные партии и трамваев, и троллейбусов, и электробусов. Просто надо, чтобы федеральные деньги доходили до конечной точки и работали на благо городов».

В России уже приступают к реализации единой программы по обновлению общественного транспорта. «Приоритетным направлением является модернизация и развитие электрического транспорта. Акцент мы делаем на новых, современных отечественных трамваях и электробусах», — объяснял заместитель председателя правительства Дмитрий Григоренко. На первом этапе в программе участвуют 13 регионов, общий бюджет проекта — около 350 миллиардов рублей, сроки — от двух до семи лет. На эти деньги реконструируют, в частности, около тысячи километров трамвайных путей и закупят более 500 электробусов.

Активное использование общественного транспорта тоже сыграет важную роль в снижении уровня выбросов. По оценкам московских властей, на автотранспорт приходится до 90 процентов вредных выбросов. В 2010 году город начал реализацию экологической программы, которая позволила к 2020 году снизить общий объем выбросов более чем на 20 процентов.

Москву можно считать особым случаем в зеленых преобразованиях, отмечает Трофименко, но в стране есть и другие успешные примеры. Лидерами по экологизации транспорта он называет Казань и Пермь: «В Перми работу трамвая хорошо наладили. Казань — один из городов-отличников в части развития электротранспорта». По словам Трофименко, крупные реформы предстоят в Новосибирске, Екатеринбурге, Нижнем Новгороде и Челябинске.

Пермь к числу «электрооптимистов» относят и в ВЭБ. В городе идет реконструкция трамвайной сети, планируется строительство новых линий, появляются новые трамваи. В Казани трамвайный парк — один из самых молодых в России, но, по оценкам специалистов, городу необходимо заняться реконструкцией путей, иначе новая техника быстро станет изношенной. Эксперты ВЭБ. РФ обращают внимание и на позитивный опыт Санкт-Петербурга: к 2030 году город намерен полностью отказаться от бензина и дизеля в системе общественных перевозок, перейдя на электричество и газомоторное топливо.

Еще одним экологичным решением станет развитие микромобильности — передвижения на компактных транспортных средствах, например, самокатах и велосипедах. Они способны заменить автомобиль на небольших расстояниях, и в последние годы этот сектор активно развивается во всех странах мира. По прогнозам консалтинговой компании McKinsey, к 2030 году объем этого рынка в США вырастет до 200-300 миллиардов долларов, в Европе — до 100-150 миллиардов, в Китае — до 30-50 миллиардов. Рост интереса к компактным транспортным средствам поддержит в том числе забота об окружающей среде, полагают специалисты.

— таков примерный объем рынка аренды электросамокатов в России

Импульс микромобильности задали городские точки автоматической аренды велосипедов, а настоящий бум связывают с появлением пунктов аренды электросамокатов, набравших популярность и в России. Объем рынка по итогам года может вырасти до десяти миллиардов рублей против трех миллиардов в 2020 году, на нем уже присутствует около 30 компаний, включая IT-гигант «Яндекс». К концу 2020 года предлагаемых в аренду электросамокатов стало больше, чем велосипедов. Сооснователь сервиса по аренде электросамокатов Urent Андрей Азаров считает, что сектор будет расти быстрее, чем конкурирующий велошеринг, и составит до 80 процентов рынка.

Впрочем, велосипеды и самокаты требуют адекватного развития городской среды — с учетом комфорта пешеходов, в противном случае возможны конфликты. Электросамокаты развивают большую скорость, что может привести к серьезным авариям. Глава Союза пешеходов Владимир Соколов считает, что самокаты должны двигаться только по велодорожкам, а если их нет, нужно спешиться и вести транспортное средство по тротуару. Власти российских городов уже продумывают систему ограничений, которые сделают средства микромобильности более безопасными. В Минтрансе полагают, что максимальная скорость на тротуарах, велодорожках и обочинах должна составлять 25 километров в час. Ограничения предусмотрены и в других странах: помимо лимита скорости, устанавливаются и требования к возрасту пользователя.