Будем жечь. Почему дизельные и бензиновые авто исчезнут нескоро

Новый тренд?

Электрокары постепенно набирают популярность и выходят далеко за рамки Калифорнии и Скандинавских стран.

В Украине, к примеру, только за январь зафиксировали рост продаж электрокаров в три раза. По данным Укравтопром, скачок произошел из-за покупок автомобилей на вторичном рынке. Хитом по-прежнему остается Nissan Leaf, который, к слову, чаще всего пригоняют из США, ну а более дорогие Tesla у нас пасут задних.

Кстати, с первого января 2020-го должен был вступить в силу закон, согласно которому на электрокары нужно устанавливать зеленые номера. А за стоянку или остановку возле станций подзарядки электрокаров водители авто с ДВС теперь могут получить штраф от 340 до 510 грн. И это только в Украине.

Другие страны идут на более радикальные меры для внедрения и массового распространения электрокаров: в некоторых европейских столицах уже объявили о планах убрать все дизельные авто со своих дорог к 2025 году; в «связи с ограничениями и падением популярности дизельных моторов в Европе», Toyota и Porsche остановили производство некоторых дизельных моделей, равно как и Nissan c Volvo; а в Volkswagen говорили, что прекратят выпускать любые ДВС с 2026-го.

Немецкий автогигант начал реализовывать свои цели с представленной несколько месяцев назад модели ID.3. Маркетологи анонсируют это авто как первый массовый электрокар, целясь на продажи по несколько миллионов машин в год. Интересно только, как электрический потомок Golf выдержит конкуренцию с суперхитовой Model 3 и грядущей Model Y.

Что говорить, даже в Ford пожертвовали гордым именем Mustang ради привлечения внимания к своему первому электрокару.

Однако, стоит более критично относиться к хайпу вокруг экологически чистых авто.

Во-первых, не самые массовые, но не менее влиятельные производители по типу BMW не стесняются заявлять, что даже через 10 лет абсолютное большинство их модельного ряда будут составлять машины с ДВС. Не говоря уже о лидирующем в мире гигантском концерне Toyota, который упустил рынок электрокаров и до сих пор упорно развивает гибриды и водородные авто.

Во-вторых, что более важно, продажи электрокаров до сих пор несоизмеримы с продажами автомобилей на ископаемом топливе. Это принципиально разные рынки, и доля полностью электрических машин глобально по разным оценкам составляет всего несколько процентов.

Хорошо, что в Украине ездят несколько тысяч подержанных Leaf cо Штатов, но массово люди все равно покупают дизельные и бензиновые моторы, потому что это дешевле, надежнее и гораздо эффективнее.

Даже в США, где авторынок развит лучше всего в мире, а инфраструктура электрозаправок позволяет не заморачиваться с запасхом хода EV, компания Ford за один год продает больше одних лишь пикапов F-Series, чем все производители электрокаров суммарно.

Вероятно, ситуация может кардинально поменяться за ближайшие 10−20 лет. Но вряд ли автомобили на ископаемом топливе полностью исчезнут с рынка даже к середине XXI века.

Почему электрокары не вытеснят авто с ДВС?

Несмотря на мощное лобби ископаемого топлива, бензиновые и дизельные машины имеют больше шансов остаться на рынке только потому, что электрокары еще не скоро станут достаточно эффективными и практичными.

Не затрагивая спор о том, насколько производство электрокаров вредит окружающей среде, рассмотрим три основных недостатка «зеленых» автомобилей.

1 Энергоемкость

В прошлом году лауреатами Нобелевской премии по химии стали ученые, которые несколько десятков лет разрабатывали эффективные литий-ионные аккумуляторы.

Один из них исследовал сверхпроводники и впервые обнаружил важнейший источник лития, другой — усовершенствовал разработанный катод, добавив в него оксид кобальта, а третий собрал наработки своих коллег и создал первую коммерческую литий-ионную аккумуляторную батарею.

Благодаря этим открытиям нам доступны легкие и эффективные литий-ионные батареи, которые мы используем не только в гаджетах, но и электротранспорте. Иными словами, компактный аккумулятор в вашем смартфоне сейчас может вмещать достаточное количество электроэнергии, чтобы поддерживать работу устройства несколько суток, в зависимости от режима использования.

Этого удалось достичь благодаря увеличению плотности энергии и мощности литий-ионных АКБ, чем занимались химики с начала 1970-х. Несмотря на это, современные АКБ по-прежнему сильно уступают ископаемому топливу по показателю удельной плотности энергии на единицу объема.

К примеру, эквивалент плотности энергии бензина составляет примерно 12,7 кВт-ч/кг. Этот же показатель у самых продвинутых литий-ионных АКБ сегодня может достигать всего 265 Вт-ч/кг.

Таким образом, даже при самых лучших условиях плотность энергии бензина почти в 50 раз выше, чем у лучших литий-ионных батарей. Это означает, что один килограмм бензина (около 1,35 литра, в зависимости от состава и температуры) вмещает столько же энергии, сколько и современная АКБ, весом примерно 48 кг.

Если учитывать, что бак обычного легкового авто вмещает примерно 50 литров бензина (37 кг), его энергетический эквивалент в литий-ионной батарее приблизится к двум тоннам. Представьте себе электрокар с таким аккумулятором, — низкий центр тяжести вам гарантирован.

Еще раз, речь идет не о запаса хода, который обеспечивает полностью заряженная батарея, или расходе топлива на 100 км, а только о разнице в плотности энергии между бензином и литий-ионным аккумулятором. Хотя по этим показателям цифры не сильно отличаются, ведь в среднем аккумулятор электрокара весит от 400 до 600 кг, что эквивалентно плотности энергии 15 литров бензина.

Да, технологии аккумуляторов с каждым годом совершенствуются и их эффективность постоянно повышается. Но отставание АКБ от ископаемого топлива по-прежнему слишком велико и сегодня нам, как истинным варварам, куда проще произвести и сжечь полтора литра бензина, чем разрабатывать 50-килограммовую батарею с аналогичной плотностью энергии.

2 Утилизация аккумуляторов

Не стоит забывать, что после использования полного бака бензина, мы можем за несколько минут снова его наполнить и поехать дальше, повторяя эту процедуру неограниченное количество раз.

Хейтеры электрокаров могут припомнить скорость зарядки, но не будем учитывать это здесь. В Porsche недавно представили свой Taycan c батареей, которая может заряжаться почти полностью чуть больше чем за 20 минут. Возьмем это за отправную точку.

Ключевая проблема с EV — ресурс и утилизация их аккумуляторов. Да, у Tesla есть цикл переработки батарей своих электрокаров и они поддерживают клиентов, которые использовали весь ресурс аккумулятора.

Но, во-первых, даже в Tesla только стремятся к полному циклу переработки и повторного использования АКБ своих автомобилей. Во-вторых, нужно много времени для того, чтобы каждый производитель электрокаров на всех своих рынках создал сервисы по замене и переработке аккумуляторов, хотя бы примерно похожие на те, что есть у Tesla.

Пару месяцев назад ученые из Университета Бирмингема опубликовали исследование, согласно которому использованные аккумуляторы электрокаров могут стать настоящей проблемой не только для их владельцев, но и для окружающей среды.

Авторы работы пришли к выводу, что из около одного миллиона электрокаров, которые продали в 2017-м, в ближайшее время на свалках могут оказаться примерно 250 тыс. тонн аккумуляторов. Использованные АКБ по-прежнему имеют высокий риск возгорания и взрыва, что может привести к выбросам токсичных продуктов горения.

Ученые советуют производителям электрокаров разрабатывать батареи, которые можно легко снимать и перерабатывать их материалы в конце рабочего цикла. К примеру, в Японии из старых АКБ электрокаров делают солнечные панели.

Эксперты уверены, что автопроизводители изначально должны быть заточены на получение прибыли от старых аккумуляторов. Для этого нужно готовить специальных цикл производства.

«Идея „дизайна для утилизации“ — это то, что производители батарей должны держать у себя в голове. Такое мышление должно в целом сопровождать производство», — писали ученые.

Не стоит также забывать о проблеме добычи лития и кобальта, которые необходимы для аккумуляторов электрокаров. Основные месторождения этих материалов расположены в Чили и Конго, где распространена нелегальная эксплуатация природных ресурсов и детский труд.

Из-за этого в Tesla обещали усовершенствовать свои технологии производства и снизить количество кобальта в аккумуляторах, а другие производители батарей обязались отслеживать, насколько легально добывают необходимое сырье в этих странах.

3 Себестоимость производства и продажи

Последней, возможно самой важной, проблемой распространения электрокаров остается их низкая рентабельность для производителей.

НВ не раз писало о том, сколько нужно было пережить компании Tesla, чтобы выйти в плюс по чистой прибыли в своих квартальных отчетах. За последние несколько лет только ленивый не «хоронил» детище Илона Маска, но с выходом первого массового электрокара Model 3 дела компании пошли в гору.

А это, на секундочку, ныне самый популярный бренд электрокаров в мире, который был изначально заточен исключительно под производство EV.

Для классических автоконцернов резкая необходимость разрабатывать электрокары означала огромные затраты и инвестиции, из-за чего многие бренды стали объединятся и готовить общие платформы для новых автомобилей.

Очевидно, лидеры рынка по типу Volkswagen могут позволить себе инвестировать десятки миллиардов долларов в развитие электрокаров. Но для менее крупных производителей невыгодно тратить деньги на создание автомобилей, которые имеют мизерные показатели продаж.

В итоге, технологии электрокаров развиваются медленнее, и рыночная стоимость нового авто с ДВС остается на порядок ниже, чем у аналогичной модели с электрической силовой установкой.

Выходом для небольших компаний остается развитие и совершенствование своих бензиновых и дизельных двигателей. Одними из наиболее ярких примеров компаний, которые продолжают развивать технологии ДВС, когда все от них отказываются, остаются Mazda, Kia, Hyundai, Renault и другие.

Несмотря на выход своего первого электрокара Mazda CX-30, недавно руководство японского бренда анонсировало выход «чистого и высокоэффективного» дизельного двигателя, который должен появиться в 2020-м.

В той же BMW уверены, что технологии ДВС будет очень сложно заменить на аналогичные электрические силовые установки, из-за чего двигатели на ископаемом топливе останутся актуальными еще как минимум 30 лет. Об этом недавно заявил руководитель отдела исследований и разработок BMW Клаус Фрелих.

«Что касается дизельных двигателей, производство 1,5-литрового трехцилиндрового двигателя будет прекращено, и 400-сильный шестицилиндровый двигатель не получит замену, потому что его слишком дорого и сложно построить с четырьмя турбинами. Тем не менее, наши четырех- и шестицилиндровые дизели будут работать еще не менее 20 лет, а наши бензиновые установки — не менее 30 лет», — говорил Фрелих.

Как бы там ни было, согласно прогнозу Boston Consulting Group, к 2030-му примерно половина глобальных продаж автомобилей по-прежнему будет припадать на чистые бензиновые и дизельные авто.

Аналитики уверены, что треть новых авто будут выходить с конвейера с разными видами гибридных силовых установок, ну а количество полностью электрических машин вырастет до 18%.