На чём будут ездить автомобили будущего: альтернатива привычным видам топлива

Общественное внимание направлено на проблемы климатических изменений. Глобальное потепление, вызываемое парниковым эффектом, образуется ввиду выбросов СО2. Почти 20% этих выбросов — следствие использования автотранспорта. Снизить вредное влияние на окружающий мир — задача, стоящая на государственном уровне, а потому с каждым годом всё шире распространяется использование альтернативных, экологически безопасных видов топлива. О будущем автотранспорта с низкими или нулевыми выбросами порталу RB.ru рассказал основатель и главный конструктор компании Change Mobility Together Олег Клявин.

  

 

Зачем нужно альтернативное топливо

Европейские страны, США и Азия заявляют о необходимости декарбонизации — сокращения выбросов углекислого газа. В 2015 году организовалось движение за углеродную нейтральность, создание которого обязано Парижскому соглашению 2015 года.

Одним из первых о декарбонизации заявил Евросоюз, представив «дорожную карту» — «Зелёный пакет для ЕС». Было принято решение сократить производство автомобилей с ДВС на 15% к 2025 году, а к 2030 — на 55%. К 2035 году Евросоюз планирует и вовсе полностью отказаться от производства авто с двигателями внутреннего сгорания.

На замену классическому виду транспорта приходят «зелёные» технологии производства. Распространяются в применении электрические и водородные двигатели, а также двигатели на биотопливе. Каждый вид транспорта оборудуется наиболее подходящим вариантом: например, крупнотоннажные тягачи работают на водородных двигателях, а легковые авто — на электрических.

Россия присоединилась к переходу на экологичность. В 2021 году был подготовлен проект «Стратегии долгосрочного развития РФ с низким уровнем выбросов парниковых газов до 2050 года», предполагающий уменьшение выбросов парниковых газов до объёма 60% от уровня 2019 года. Полной углеродной нейтральности планируется достичь к 2060 году.

  

 

Будущее за электротранспортом?

Электротранспорт при использовании выдаёт нулевой выброс углеводорода — то есть, в этом отношении он абсолютно безопасен. Ряд стран Европы на законодательном уровне регулирует рыночное развитие электромобилей. Так, в 2021 году в Норвегии из всех проданных автомобилей 65% составили электрокары.

Крупнейшие автоконцерны мира планируют перейти на производство экологичного транспорта в ближайшие 10-20 лет. Параллельно этому европейские страны развивают инфраструктуру: к 2025 году планируют ввести в работу 1 миллион электрозаправок, к 2035 году — 3 миллиона.

Россия также включается в разработку и внедрение экотранспорта: в 2020 году Мосгортранс объявил, что в течение 10 лет столица перейдёт на электробусы. Уже сейчас Москва находится на уровне европейских городов по их количеству.

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. 

В 2021 году Правительство РФ утвердило «Концепцию по развитию производства и использования электоавтомобильного транспорта в РФ до 2030 года», главная особенность которой — ставка на собственное производства в России электрокаров и их ключевых элементов (двигателей, батарей).

Упор преимущественно на электрокары обязан тем, что технологии его производства изучены и освоены настолько, насколько необходимо для массового производства. В этой области нет дефицита поставщиков и есть возможность точного прогнозирования стоимости. Эксплуатация и обслуживание электрокара дешевле, чем любого другого виды транспорта, включая дизельный и бензиновый.

Однако, инфраструктура для введения электромобилей развита недостаточно. Транспортная стратегия РФ включает в себя создание 144 тысяч зарядных станций к 2030 году. Электрокары владельцам потребуется заряжать не так, как автомобили с ДВС, так как подзарядка требуется чаще. Также электрокары должны быть подключены к электросети, когда не находятся в движении, если не используются станции быстрой подзарядки. Для этого потребуется оснастить зарядными пунктами парковки жилых районов, деловых и торговых центров.

В настоящее время электрокары — самый экологичный вид транспорта ввиду нулевого выброса СО2 и возможности использовать до 96% лития из батарей.

  

 

Перспективы водородного транспорта

По своей сути водородный автомобиль — почти то же, что электомобиль. Разница в том, что для первого источником энергии является водородный топливный элемент, преобразующий водород в электричество, а не батарея. При этом в обоих случаях автомобиль движется за счёт электрической энергии, а значит, углеродный выброс — нулевой.

Водородный автомобиль в использовании привычнее, чем электрокар: он заправляется почти так же, как дизельный и бензиновый. Однако он более зависим от температуры: с понижением на каждые на 10 градусов энергоэффективность его топлива снижается. Варианты обогрева двигателя уже разрабатываются.

С точки зрения декарбонизации водородный автомобиль очень эффективен, но его технологические особенности не дают быстро развивать это вид транспортных средств. Компоненты такого транспорта стоят дорого, поэтому позволить себе массовое производство водородных автомобилей могут себе позволить только очень крупные автоконцерны.

Помимо этого, топливная система водородного автомобиля занимает много пространства, из-за чего размеры транспортного средства приходится увеличивать, а пространство для водителей — сокращать. Лучший выход из ситуации — использование водородного транспорта в качестве коммерческого или грузового. Для массового распространения и индивидуального пользования такой транспорт пока не проработан.

  

 

Биологическое топливо

Биологическое топливо (этанол, биогаз, биодизель, FlexFuel)— экологически чистая альтернатива традиционным видам топлива. Оно изготавливается на основе органических компонентов — растений, отходов от сельского хозяйства и даже жизнедеятельности человека. Биотопливо можно использовать самостоятельно, а можно в составе с бензином (смесь Е85).

Использовать чистый этанол в стандартном авто не стоит — все соприкасающиеся с составом детали должны быть из пластика или нержавеющей стали, в ином случае подвергнутся негативному воздействию растворителя и окислителя. В то же время транспортные средства, созданные для работы на этаноле, не смогут ездить на дизеле и бензине: при сгорании 1 литра этанола выделяется на 34% меньше энергии, чем при сгорании того же объёма бензина.

Транспорт, использующий биотопливо, будет оставлять углеродный след, хотя и незначительный. Чтобы обеспечить массовое внедрения такого топлива, потребуются колоссальные ресурсы земель под рост сырья — картофеля, кукурузы, тростника и т. д. Так, для внедрения больших объёмов этанола из сахарного тростника в Бразилии вырубили деревья в лесах Амазонии, что является большим ударом по экосистеме.

Однако развитие биотоплива не стоит на месте: его пробуют производить из водорослей, что является значительно более упрощённым процессом.

Основная выгода от использования такого топлива — возможность оставить прежнюю инфраструктуру заправок.

 

 

На чём будут ездить автомобили в будущем?

В России подавляющее число покупаемых транспортных средств — автомобили с ДВС. Альтернативные виды топлива и транспортных средств не пользуются высоких спросом у частных потребителей и компаний. При этом Правительство РФ постепенно вводит льготные условия для автовладельцев, чей транспорт оставляет нулевой углеродный след. Так, в Москве для владельцев электрокаров действуют бесплатные парковочные места.

Динамика спроса при этом положительная: в 2020 году россияне приобрели практически в два раза больше электрокаров, чем в 2019 году. В 2021 этот показатель увеличился в 3 раза по сравнению с предыдущим годом.

Автомобили с водородным двигателем ещё недоступны для массового потребителя, однако к 2025 году в РФ планируется строительство 100 заправок.

Переходным вариантом между классических авто с ДВС и экологическим транспортом может стать гибридный: он работает и с нефтепродуктами, и с электричеством. По прогнозам Олега Клявина, страна перейдёт в новую эру до 2032 года: доля транспорта с двигателями внутреннего сгорания снизится, свою нишу займут водородный транспорт, электрокары, автомобили на биотопливе и гибриды. Альтернативный транспорт не заменит традиционный, но станет важной частью транспортной инфраструктуры страны.

Информация опубликована 25.02.2022 г.