
(дампану, что помню)
Идея массового электромобиля реанимировалась только с появлением литий-ионных аккумуляторов. Проблема заключалась в том, что ионники быстро деградировали (теряли емкость) в ходе эксплуатации; потеря заряда до 10-15% и вовсе грозила поломкой аккумулятора. Заряд, показываемый электроникой, рассчитывается с учетом этого эффекта - так, что еще заряженную фактически на 40-50% батарею электроника принудительно считает разряженной. Это существенно обесценивает выгоды ионников. Перегрев литиевой батареи, как и контакт с водой, грозит пожаром с температурой плавления стали, как у хорошего термита (щелочной металл, как-никак).
В конце 80-х, когда начали исследовать ионники, эти проблемы были нерешенными. Ситуацию поправила пентагоновская программа Future Combat Systems. Создавашиеся по ней гусеничные машины были заурядными в военном плане, однако уникальными в плане используемой гибридной силовой установки. Пентагон во время иракской войны 1991 года столкнулся с тем, что бронетанковые подразделения, оснащенные тяжелыми 30- и 60-тонными машинами, в ходе маршей потребляют очень много топлива; проблема осложняется еще и линейным увеличением транспортного плеча: сегодня надо перевезти десять тысяч тонн топлива на 200 км, завтра - на 400, а послезавтра - и вовсе на 600. Вдобавок нередко топливо приходится везти не в цистернах тягачах по дороге, а на менее экономичных грузовиках-вездеходах через труднопроходимую не только для противника, но и для себя местность; автоцистерны иногда страдают от засад диверсантов и обстрелов артиллерии. Быстроразворачиваемые пластиковые трубопроводы несколько облегчают положение, но и они не всегда поспевают за войсками, зависимы от рельефа и страдают от диверсантов... В общем, Пентагон задумался над экономией топлива.
Простейшим путем стало проектирование машин меньшего веса - но этого показалось мало. Военные двигатели обычно оптимизируются для выдачи максимальной мощности, поэтому при работе на малых мощностях (но наиболее частой - например, при движении в колонне) их экономичность падает. Кроме того, запуск мощного двигателя - довольно долгая (и не всегда успешная) процедура, поэтому немалое количество времени его приходится держать включенным на холостом ходу (в т.ч. и для подзарядки батарей). Поэтому для FCS понадобился рекуператор энергии, из-за емкости могший быть только электрическим. Силовая установка состояла из вращавшего генератор двигателя, батареи и тяговых электромоторов. Емкости батареи должно было хватать на 40-50 км езды (как понимаю, по шоссе - на местности вдвое меньше) без включения двигателя - этого должно было хватать для бесшумного приближения к линии фронта и внезапности последующей атаки (довольно важное преимущество).
Масса машины ограничивалась грузоподъемностью транспортного самолета C-130J (19,5 т), так что к совершенству агрегатов машины предъявлялись очень высокие требования. Не менее интересным для GAO (счетной палаты) были вопросы экономики - ведь фактически требовалось создавать целые отрасли по производству новых материалов, объемы использования других имели стратегическое значение. Например, электродвигатели: аккумуляторы выдают постоянный ток, и, казалось бы, проще использовать двигатели постоянного тока. Однако достаточно мощные и компактные постоянноточники требуют ниобия, очень дорогого и, что не менее важно, добывавшегося, в основном, в Китае, конфликтность которого была очевидной (например, по северокорейской ядерной программе). Не менее простым было и улучшение эксплуатационных свойств литий-ионных батарей, полезную емкость которых удалось повысить в разы - и на гражданском рынке они рактически вытеснили все остальные типы.
В конце концов программу FCS закрыли из-за урезания военного бюджета и высоких рисков при развертывании. Однако результаты на полку не положили: использование электротрансмиссии в самоходных гаубицах M109A7 означает постепенную массовую обкатку технологий на не слишком критичных к подвижности машинах.
В российских источниках FCS ругают за крайне высокую дороговизну - примерно 11 млрд долларов за весь период (15 в нынешних): мол, пьяный Ванька-слесарь сделает на ушатанном станке танк проще, надежнее и дешевле. Однако изюминка состоит именно в разработанных технологиях и материалах. 15 миллиардов - это много или мало по сравнению с разработкой и запуском автомобильной платформы (2 млрд)? А по сравнению с рынком цифровых фотоапаратов или мобильных телефонов, которые без литий-ионных аккумуляторов не существовали бы? Кому будут интересны биткойны, если смартфон весом в полкило работает только полчаса? Русскоязычные обличители тупых пендосов явно не в том месте ищут заговоры жыдорептилоидов.
Во время обрушения рынка нефти довольно интенсивно шла речь о вытеснении углеводородников электромобилями - по крайней мере, в сегменте легковых машин (менее многочисленные грузовики потребляют примерно столько же топлива). Я такие разговоры не поддерживал - ситуация тут достаточно противоречивая.
Во-первых, падение потребления нефти как моторного топлива потребует дорогостоящего изменения технологии строительства дорог. Сейчас практически весь битум, остающийся после выделения моторных фракций, идет на строительство/обновление дорог. Если потребление нефти сократится, необходимо думать, из чего строить недостающие дороги. Плюс остатется вопрос с легкими фракциями нефти - ведь коммерческие грузовики работают на солярке, попытка заливать бензин в дизель ведет к детонации в цилиндрах и поломке моторов. Куда его девать - пытаться чем-то вроде крекинга перерабатывать мазут и бензин в солярку?
Во-вторых, технологический резерв. Нетрудно внедрять в жизнь технологию, имеющую резервы рентабельности. Существующие литий-ионные батареи "вылизаны" почти полностью, резервов их совершенствования практически нет - см. то же закрытие Future Combat Systems.
Ситуация осложняется тем, что в высококейнсианских экономиках Европы, чьи условия наиболее привлекательны для внедрения электромобилей (габаритные, экологические, ценовые), налогообложение автолюбителей через моторные топлива играет немалую роль в бюджете. Замена нефти электричеством приведет к падению налоговых сборов, а прямое субсидирование замены еще больше углубит прореху в и без того с трудом сводимых национальных бюджетах. Это очень серьезный вопрос.
Не менее важный вопрос и со стоимостью самого жизненного цикла электромобиля. Как доказательство перспектив широко рекламируется спортивный электромобиль Tesla S. Однако стоимость его очень высока - до 77 килобаксов кэшем в минимальной комплектации (без учета экономии бензина, налоговых льгот/субсидий). Львиную долю стоимости съедает стоимость батареи - 45 килобаксов. Разумеется, платить такую стоимость за литий-ионную батарейку согласны очень немногие, поэтому пришлось ее "обвешивать" модным корпусом из пластика, мощным дорогим электродвигателем, футуристичной приборной панелью и прочими свистелками стоимостью в нефтяной автомобиль среднего класса. Не менее печальны и весовые характеристики - монстрик весит 2,1 тонны в снаряженном состоянии (в два раза больше обычной легковушки), продвинутая 90-киловаттная батарея - 560 кг. Увы, современные нефтяные автомбобили со всеми их карбюраторами и дифференциалами имеют куда более лучшие весовые характеристики. - трансмиссия на них весит примерно столько же, сколько и на электромобиле, двигатель весит в полтора-два раза легче, чем электродвигатель, топливный бак - 50-80 кг против 560 аккумулятора. А еще более тяжелый корпус...
Но есть и маленький успех - некогда озвученная себестоимость безоплатной замены батареи, рассчитанной примерно на 4 года (гарантию дают на 8, т.е. одну замену все-таки придется пройти), составляет 12 тысяч. Это примерно равно стоимости бензина, потребленного за тот же срок обычным автомобилем при нефти по 100.
Таким образом, есть возможность путем упрощения требований по скорости, дальности хода и комфорту получить более массовый и практичный электромобиль. Упрощение электродвигателя оставит примерно 7 килобаксов, батарея в 60-65% от 90-киловаттной - 30, более простой корпус даст еще 10. Минус 7 килобаксов субсидии (в некоторых штатах) и 6 от экономии бензина, и от 47 остается озвученная цена Тесла Модель 3 в 35 килобаксов.
Я полагаю, что успехи в переработке деградировавших аккумуляторов позволят снизить стоимость замены батареи с12 до 8 тысяч - т.е. на уровне стоимости потребленного за тот же срок бензина при нефти по 60-70, оптимальной для борьбы с петрократиями. Очевидно, польза от Теслы С была не столько в создании сети зарядных станций/сервиса, сколько в отработке конструкции батареи и технологии ее восстановления. Модель 3, в основном, послужит тем же целям.
Очевидно, что дальнейшее развитие пойдет путем урезания чрезмерно мощного для европейского городского цикла двигателя (кому нужен разгон до 100 км/ч за 6 секунд?) и (вдвое - до 30 Квт*ч) емкой батареи, облегчение корпуса за счет уменьшения и некоторого ухудшения комфорта снизит цену до 30 тысяч без субсидий и экономии. Дальность за счет облегчения составит порядка 180-200 км (об экономии за счет скорости сказать трудно) - негусто, но для большинства горожан, ездящих по 50 км, на день хватит. Экономия на бензине (при цене 0,8 долларов/литр) составит порядка 9-10 долларов/день, или за 4 года - 13 килобаксов. Следовательно, "покупная" стоимость такого бюджетного электромобиля составит порядка 17 килобаксов - что сравнимо с европейским C-классом. А при 6-8-летней эксплуатации возможна конкуренция и с B, и даже A-классом (уровень входа составит всего 4-6 килобаксов), как ни странно, БЕЗ ВСЯКИХ СУБСИДИЙ. Опять же, при сохранении оценок по сроку службы и стоимости замены аккумуляторов - та же Tesla S ездит всего 4 года, и в оценке живучести батарей могут быть неприятные сюрпризы.
Однако переход на электромобили потребует широкой кредитной поддержки (кредиты с низкой, практически нулевой ставкой и возможность спокойно возвращать их потом 8-10 лет), нереальной в странах с озверевшей банковской системой, или где автомобиль является мерилом благосостояния и потому стоимость топлива и автомобиля невысока.
Очевидно, что основной вопрос возникает с зарядкой батареи. В Европе большинство автомобилей ночует на стихийных площадках, где обеспечить наличие стояков с 220 В проблематично. Еще более невозможно обеспечить их вандалоустойчивость. Маленькие платные стоянки, где возможно пробросить 4-КВтный провод к машине, всех явно не вместят. Носить домой 160 кг аккумуляторов тоже малореалистично. Видимо, автоматизированныестанции по замене аккумуляторов и/или суперчарджеры, заметно ухудшающие экономику электромобилей, будут более распространены, чем это ожидается.