Джон Бентли – Автоутопия. Будущее машин (страница 14)

Гибриды

К счастью тех из нас, кому нравится слышать рев мотора, автомобили с двигателями внутреннего сгорания стали создавать гораздо меньше выхлопов и повысили производительность. Более того, хоть они и выпускают углекислый газ, их вклад в глобальные выбросы сейчас меньше, чем можно подумать.

Основной способ, с помощью которого ДВС становится более экологичным, – комбинирование двигателя с энергией аккумулятора. Хоть производители автомобилей с политиками и заявляют, что на дорогах не будет двигателей внутреннего сгорания, стоит прочитать оговорки и станет понятно, что они ограничиваются лишь новыми машинами, которые используют только бензин или дизель. Почтенная технология не теряет своих позиций в гибридных системах или применяется в дополнительном двигателе.

В следующие 10 лет все большее число водителей будут делать выбор в пользу бензиновых гибридов.

Насколько в действительности вредны машины

Можно решить, что на автомобили приходится большая часть выбросов углекислого газа, но это не так. По данным Агентства по охране окружающей среды США, только 6 % выбросов парниковых газов во всем мире приходится на автомобили и фургоны. Правда, некоторые страны по этому показателю опережают другие (в США – 19 %). Тем не менее электричество, отопление, сельское хозяйство и промышленность наносят заметно более ощутимый ущерб.

Соответственно, часть ограничений, которые наложила Всемирная организация здравоохранения и другие учреждения, необходимо пересмотреть. По данным исследования Колорадского университета в Боулдере, из-за приготовления рождественского ужина количество взвешенных частиц дома может увеличиться до такого объема, который превышает лимиты ВОЗ в 20 раз, и оставаться в воздухе более 8 часов. Научные сотрудники Института общества Фраунгофера в Германии подсчитали предельно допустимый уровень NO_x при включении газовой плиты. Исследователи выяснили, что загрязнение воздуха взвешенными частицами на станциях лондонского метро в 30 раз выше, чем рядом с оживленными дорогами больших городов.

Покойный Тони Фрю (до недавнего времени он выступал советником британского правительства по вопросам медицинских последствий загрязнения воздуха) предложил взвесить риски и выгоды. Он поддерживал мысль о том, что высокие уровни загрязнения в городах типа Пекина и Дели нужно рассматривать отдельно. Но Фрю интересовал вопрос, сколько политических усилий и финансовых вложений потребуется на то, чтобы привести города вроде Лондона, Лос-Анджелеса или Найроби (во всех них уровень загрязнения гораздо ниже) под нормативы ВОЗ.

«Если избавиться от всего транспорта в Лондоне, получится уменьшить концентрацию частиц примерно на 2 микрограмма на кубический метр, – заметил он. – Сейчас средняя продолжительность жизни миллениалов – более 90 лет. Если избавиться только от одного источника загрязнения и ничего не делать с остальными, можно прожить [на месяц дольше]. Следует задуматься, а стоит ли этот дополнительный месяц того, чтобы отказаться от машин, общественного транспорта и автомобилей службы доставки».

Сэр Дэвид Шпигельхолтер работает в Уинтонском центре изучения риска и доказательств при Кембриджском университете. Он говорит: «Все меры воздействия загрязнения воздуха окружает множество неопределенностей. На смену недостаточным знаниям приходят новые экспертные заключения. Следует уделять больше внимания этим неопределенностям в ходе общественных обсуждений».

И хотя в том или ином виде гибридная технология используется уже давно (первые поезда, работающие на дизеле и электричестве, появились в 1920-е годы), она получила наибольшее распространение после презентации Toyota Prius в Японии в 1997 году.

Модель Prius до сих пор считается самой популярной среди гибридных автомобилей. Ее часто называют «полным» гибридом: машина движется за счет как бензинового, так и электрического двигателя. Высокотехнологичный блок управления безупречно распределяет энергию от разных источников к колесам с помощью автоматической трансмиссии. Toyota продала 6 миллионов автомобилей этой модели, так что скорее всего вы ездили на ней хотя бы раз. К примеру, в Лондоне они пользуются большой популярностью у водителей Uber. Разумеется, Toyota не единственная компания, которая выпускает полные гибриды. Их производством занимаются также Audi, BMW, Citroen, Land Rover, Lexus, Mercedes, Peugeot, Porsche, Volkswagen и другие.

Использование двух двигателей с попеременной работой может показаться нерациональным, но здесь есть свои преимущества. Идея в том, что каждый из двигателей используется там, где он наиболее эффективен. Электроэнергия лучше подходит для отправления с места и движения с частыми остановками на низких скоростях, потому что тогда задействуется крутящий момент электродвигателя. Бензиновый двигатель обеспечивает большую мощность, поэтому лучше подходит для езды на относительно высоких скоростях. Когда требуется максимальная мощность, начинают работать оба двигателя (при этом бензиновый двигатель может быть чуть меньше). Принципиальным моментом является то, что как и автомобили с аккумуляторами или на водородном топливе, полные гибриды способны рекуперировать энергию при торможении и использовать ее для заряда батарей.

Обычно машина переключается на бензиновый двигатель на скорости около 40 км/ч. Вместе оба двигателя работают лишь в том случае, когда требуется максимальное ускорение. (Это можно увидеть на приборной панели, но по моему опыту, ощущение новизны быстро исчезает.) Аккумуляторы в большинстве гибридов меньше по размеру чем те, что установлены в классических электромобилях. Дальность поездки при использовании одного только электродвигателя обычно ограничивается 2–3 километрами. Машины просто на это не рассчитаны. Они уже составляют конкуренцию дизельным автомобилям и вскоре смогут похвастаться такой же производительностью, при этом обладая лучшими показателями ускорения. Гибридные двигатели становятся нормой в средних по размеру автомобилях для повседневных задач.

Среди более компактных автомобилей все чаще будут встречаться мягкие (или умеренные) гибриды. В них относительно небольшой двигатель задействует электромотор, который установлен «параллельно» между двигателем и коробкой передач, в тех случаях, когда требуется дополнительная помощь. Главное отличие состоит в том, что электромотор не способен самостоятельно снабжать машину энергией. Аккумуляторы восстанавливают энергию во время движения автомобиля и обеспечивают небольшую, но заметную поддержку при отправлении с места. Идея, опять же, состоит в том, чтобы поместить в автомобиль бензиновый двигатель меньшего размера ради большей экономии. Мягкие гибриды позволят увеличить топливную экономичность бензинового двигателя на 10–20 %, что сделает их привлекательнее дизельных автомобилей. Эта технология, безусловно, заменит небольшие двигатели с турбонаддувом, которые выделяют слишком много оксида азота и не так экономичны в реальной жизни, как показывают испытания в лабораториях.

Подключаемые гибриды (или плагин-гибриды) ближе всего к электромобилям. Помимо усиления с помощью двигателя и торможения во время движения, эти автомобили можно подключать к сети для зарядки аккумуляторов, чтобы они могли дольше ехать только на батареях. Аккумуляторы в них обычно крупнее, чем в полных гибридах. В некоторых моделях можно проехать от 50 до 80 километров исключительно на электродвигателе. Подключаемый гибрид Mitsubishi Outlander приобрел особую популярность в Европе. В последних моделях есть возможность использовать двигатель для зарядки аккумулятора. Так что во время длинной поездки из одного города в другой можно сперва использовать аккумулятор, затем, выехав на шоссе, переключиться на двигатель внутреннего сгорания, одновременно с этим заряжая батареи, и вернуться к электродвигателю при въезде в черту города, чтобы не загрязнять среду отработавшими газами.

Зачастую было сложно оправдать покупку более дорогого гибрида, потому что экономия на топливо была незначительной. Но автомобили с двигателем внутреннего сгорания все с большим трудом проходят строгие проверки состава отработанных газов. Со временем разница в цене, вероятно, исчезнет. Тем не менее, как нередко показывает статистика по автомобилям, топливная экономичность гибридов, о которой заявляется в рекламе, способна вводить в заблуждение. Более того, если не подключать батареи или ездить на машине только по шоссе, топливо будет расходоваться даже больше. По сути, вы ездите на автомобиле с двигателем внутреннего сгорания, который отягощен блоком батарей.

Взять хотя бы популярный Mitsubishi Outlander. В 2018 году в Великобритании среди подключаемых гибридов он пользовался наибольшим спросом. Официальный показатель расхода топлива – удивительные 55,7 км/л, а выбросы углекислого газа – 46 грамм на 100 километров. За счет этого владелец освобождается от лондонского сбора за использование транспортного средства в центре города и получает налоговые льготы. Но на самом деле это попытка обыграть систему.

Эти показатели выведены из испытательного цикла, который начинается с полностью заряженной батареей. В таких условиях Outlander может проехать лишь 45 километров. Затем подключается силовой агрегат, работающий на бензине, и Outlander превращается в крупный автомобиль, который в дополнение ко всему везет два тяжелых мотора и аккумулятор. В реальной жизни автомобиль наносил бы минимальный вред окружающей среде только при условии, что на нем совершаются короткие поездки (до 45 километров), а между ними проходит зарядка аккумулятора. Сколько людей готовы на это?