Автомобильный транспорт переживает кардинальное изменение, которое вполне можно назвать революцией. Электромобиль идет на смену машинам с двигателями внутреннего сгорания (ДВС) и дизелями. Это не просто замена одного другим, например, более совершенным. И дело не только в экологии, так как нынешний автомобильный транспорт является источником серьезного загрязнения атмосферы и воды. В последнее время вредные выбросы автомобилей значительно уменьшились. Полностью их избежать невозможно, но все-таки определенное улучшение налицо.
Электромобиль обладает не только очевидными преимуществами перед своими предшественниками, но делает возможным то, что и будет началом революции в транспорте. Она началась в автомобилях, но, вполне очевидно, перейдет на корабли, поезда и самолеты.
- Электромобиль и связанное с ним
В декабре 1893 года французская газета Petit Journal писала, что «Человеческий ум еще не изобрел механический процесс, который бы заменил собой лошадь как средство, приводящее в движение транспорт». Президент Франции Феликс Фор после посещения одной из первых выставок автомобилей высказал большой скепсис по поводу будущего этого вида транспорта и уехал в карете с тройкой белых лошадей.
Электромобиль, как и паровой, появились раньше бензиновых, но вынуждены были отступить из-за непреодолимых в технике и технологиях того времени препятствий их широкому использованию.
В отношении электромобиля основной проблемой был источник энергии — аккумулятор. Относительно небольшая емкость, длительность зарядки, сложности в обслуживании и другие недостатки этого источника энергии надолго отодвинули электромобиль от широкого внедрения.
Положение изменилось, когда появились относительно небольшие и более емкие аккумуляторы, но не только.
Важной особенностью электрической машины является относительно простой переход из двигательного в генераторный режим и обратно. Это используется, например, на спуске. Электродвигатель переходит в режим генератора и заряжает аккумулятор. При торможении (режим рекуперации) происходит аналогично. При этом само торможение происходит более плавно и легче контролируется.
Электромобиль более безопасен, так как раздельное управление колесами позволяет во многих случаях предотвратить неуправляемое движение на скользкой дороге, так называемый юз или, по крайней мере, значительно снизить его негативный эффект.
И, наконец, именно на электромобиле появилась реальная возможность внедрить автопилот и в будущем практически исключить участие человека в процессе управления движением и контроля над ним.
При этом следует иметь в виду, что широкое внедрение электромобилей стало возможным не только из-за появления новых видов аккумуляторов. Здесь прогресс налицо, но не все так просто. К этому вопросу мы еще вернемся. Пока же отметим, что сам по себе автомобиль в любом виде не может полноценно использоваться без соответствующей индустрии и инфраструктуры.
Не следует забывать, что переход на электротранспорт потребует увеличения производства электроэнергии. Причем одновременно возникает проблема доставки ее в многочисленные пункты, где можно зарядить аккумуляторы. Относительно просто эта проблема решается в больших городах и населенных пунктах, подключенных к системе централизованного электроснабжения. Хотя и здесь увеличивается нагрузка на сети и потребуется их модернизация и увеличение пропускной способности.
Гораздо сложнее на длинных трассах вдали от населенных пунктов. Кстати, это до недавнего времени также было проблемой, затрудняющей широкое использование электротранспорта. Особенно грузовых электромобилей.
Успехи электроники и полупроводниковой техники дали решение этой проблемы. Не только вне, но и в самом электромобиле. В первую очередь это относится к возможности простого преобразования переменного тока в постоянный (выпрямление) и обратного (инвертирование).
Во-вторых. Быстрый прогресс в развитии возобновляемых источников электроэнергии, в первую очередь это относится к солнечной энергетике, сделал возможным децентрализованное электроснабжение, выработку энергии в месте потребления. На смену солнечным панелям на основе кремния идут элементы с использованием перовскита.
Традиционные солнечные батареи при толщине в 180 микрон поглощают столько же света, сколько перовскит поглотит при толщине всего в 1 микрон. К тому же спектр преобразуемого в электричество света у перовскита шире, чем у кремния. Отсюда время его работы, том числе при снижении освещенности видимым светом, и произведенной электроэнергии больше.
Такие солнечные батареи вполне могут обеспечить электроэнергией удаленные пункты обслуживания электромобилей, и не потребуется тянуть к ним кабели или воздушные линии электропередач.
Солнечные батареи на базе кремния стоят в среднем 75 центов за 1 кВт, а элементы на основе перовскита снизят их стоимость в 5-7 раз до 10-15 центов за 1 кВт при таком же или даже большем объеме производства электроэнергии. Это очень важный фактор, который будет способствовать снижению эксплуатационных расходов электромобилей.
Революция в автомобильном транспорте — это не только электромобиль, хотя одного этого хватит на многое. Принципиально изменяется взаимоотношения автомобильной промышленности со своими смежниками и развитием инфраструктуры. Это взаимосвязанные процессы и их невозможно разделить.
Так, например, металлоемкость электромобиля, если смотреть по массе используемого металла, меньше, чем у автомобиля. И это непосредственно окажет влияние на металлургию.
Второй важный момент. Изменяется структура потребления и использования металла. Конечно, колеса деревянными пока делать не будут, но доля черных металлов снизится, а цветных увеличится. В первую очередь, меди и алюминия.
Производство элементов и специализированных компьютеров точно увеличится, а это в свою очередь потребует других мощностей в соответствующих производствах и т.д.
Все это только некоторые примеры существенных изменений, которые несет технический прогресс и новые технологии в сфере транспорта. Мы стоим только на первом этапе этой революции и сейчас во многих случаях невозможно предугадать какие революционные изменения в электромобиль принесут принципиально другие компьютеры на основе квантово-механических эффектов, оперирующих в качестве единицы информации не битами, а кубитами. В первую очередь это коснется автомобильных автопилотов, хотя не обойдет стороной авиацию и морской транспорт, но не только. И это только один из примеров как новые техника и технологии в компьютерной технике и средствах связи оказывают непосредственное влияние на устройство для горизонтального передвижения.
Мы не случайно уделили такое внимание техническим проблемам, которые идут вместе с электромобилем. Их гораздо больше, чем перечислено. В частности, всеобщее восхищение и надежды на скорое решение экологических проблем, связанных с электрическим транспортом, несколько преждевременны. Любая медаль или монета всегда имеет две и даже три стороны, так и с экологическими последствиями перехода на электрический транспорт.
Выбросы от электромобиля меньше, но есть другие побочные эффекты. Использование в больших количествах кремния, лития, кобальта, да и той же меди потребует другой промышленности и инфраструктуры утилизации. И это не менее важно, чем система зарядки аккумуляторов или их обмена. Пока об этом как-то мало говорят, но это только из-за относительно небольшого количества электромобилей. Как говорится, дальше — больше.
И еще одно. Технический прогресс всегда приводит к социальным и политическим, если хотите, геополитическим последствиям. И электротранспорт как двигатель прогресса, не исключение, а подтверждение этого правила.
