Электричество кончилось

Ученые убедились в неэффективности электромобилей, но Москва все равно будет их покупать

06.05.2008Владимир Демченко

Мэр Москвы Юрий Лужков решил пересадить столицу на электромобили. Этот почин сразу нашел горячих сторонников — кто же будет выступать против чистого воздуха в городе. Даже скептики лишь сомневались в реализуемости проекта, не оспаривая правильности выбранного вектора. Но так ли экологичны электромобили? И во что превратится город и его окрестности, если электричество победит? "Известия" попытались разобраться в этом вопросе и пришли к выводу, что московским властям кто-то пытается продать технологию, давно признанную неэффективной.

Размах московских электроэкологических мероприятий вызывает трепет. Уже летом по Тверской двинется собранный в Италии электроавтобус. Тогда же правительство города закупит и первые электромобили. На Тушинском заводе и ЗИЛе начинаются проектно-изыскательские работы — машины без выхлопа будут делать из "Газелей" и "Бычков". Уже выделяются деньги на строительство заправочных станций — розеток на дорогах. Чтобы электричество пришло не только на городской транспорт, стимулировать продажи электромобилей решено налоговыми послаблениями.

— Давно пора, — воскликнул кто-то, — ведь нефть дорожает и скоро кончится. Надо переходить на электричество.

Словно электричество добывается в розетках.

Какой расход топлива у электромобиля?

Экономичность электромобиля — миф, который эксплуатируется уже несколько десятилетий. Гидроэлектростанции дают ничтожно мало энергии, электричество в розетках получается после сожжения топлива — тех же нефтепродуктов или газа, который можно было бы сжигать непосредственно в двигателе автомобиля. Да, его сжигают не в том месте, где едет электромобиль. Но в этом случае выброс продуктов горения просто перемещается из города в подмосковные леса.

Нурбей Гулиа, доктор технических наук, профессор, завкафедрой "Детали машин" Московского государственного индустриального университета занимается проблемами экологичности и экономичности транспорта уже больше 40 лет. Он убежден, что ключ к решению экологической проблемы не в том, чтобы переместить место сжигания топлива на пару десятков километров за МКАД, а в эффективном использовании полученной энергии. А в этом электромобиль у дизельного и бензинового собрата почти ни в чем не выигрывает.

— В идеальном рабочем режиме двигатель внутреннего сгорания дает коэффициент полезного действия (КПД) около 40 процентов, а в перспективе и еще больше, — говорит Нурбей Гулиа, — и в этом режиме он также наиболее экологичен. Электростанции дают почти такой же результат. Но при любом переводе энергии из одного состояния в другое приходится платить "налог" в виде "потерь" энергии — ее переходе в тепло. Преобразование на электростанциях механической энергии в электрическую, затем в ток высокого напряжения, потом в ток низкого, получение постоянного тока, зарядка аккумулятора, разрядка, переход энергии снова в механическую для вращения колес... В итоге КПД электромобиля составляет всего около 10 процентов.

Получается, что на один километр пробега электромобиль потребляет даже больше топлива? Нет. На идеальный режим двигатель автомобиля выходит примерно на скорости 120—150 километров в час. В городе же — постоянные разгоны и торможения. В итоге двигатели легковых автомобилей со средней мощностью 100 киловатт выдают для движения (опять же в среднем) только киловатта три. А КПД двигателя падает до тех же 10 процентов. То есть и автомобиль, и электромобиль на километр пробега потребляют практически одинаковое количество топлива.

Шашлыки под высоковольтной линией

Впрочем, признаемся, в предыдущих рассуждениях есть лукавство. Экологический эффект от использования электромобиля все-таки есть. Ведь на электростанциях топливо сжигается в самом оптимальном режиме, когда выбросы в атмосферу ниже, чем в разгоняющемся автомобиле. К тому же 70 процентов электростанций столичного региона используют газ, сгорающий почти без вредных выделений.

И все же уповать на электромобиль как на решение экологической проблемы было бы ошибкой. Пока машин на электротяге по городу бегает несколько десятков, они не более чем игрушка. О существенном оздоровлении экологической ситуации можно будет говорить только в том случае, если на них пересядет ощутимое количество частных владельцев. В идеале — все.

Вспомните 25 мая 2005 года — аварию на подстанции Чагино. Южные районы Москвы и несколько соседних областей остались без электричества. Вся страна тогда заговорила о нехватке электроэнергии и распределительных мощностей. По сравнению с тем, что будет, если все пересядут на электромобили, это просто детские игрушки.

По словам Нурбея Гулиа, среднестатистический электромобиль, сравнимый с нынешним усредненным автомобилем, потребляет около 50 киловатт-часов в день. Собственно двигатель потребляет меньше, но ведь на электромобиле придется решать вопрос обогрева или охлаждения салона. Гидроусилитель руля, стеклоподъемники, дворники в конце концов... А 50 киловатт-часов потребляет средняя московская квартира с газовой плитой за месяц. То есть если учесть квартиры с электрическими плитами, потребление электроэнергии семьей с одним транспортным средством при переходе на электромобиль возрастет в 20—30 раз. Сейчас энергией Москву снабжают 17 электростанций. Умножьте хотя бы на двадцать — столько новых станций придется построить.

Решить проблему за счет атомных станций? Их потребуется не меньше, чем тепловых, мощности-то у них сейчас почти одинаковые — около 5 гигаватт. Если учесть необходимые линии электропередачи, которые опутают все Подмосковье, и трансформаторные станции... Шашлыки придется жарить под высоковольтными проводами.

Гибрид как панацея

— Приоритетом в решении экологической проблемы Москвы являются электрические автомобили, а не автомобили на водородном и других видах топлива, — заявил Юрий Лужков на заседании московского правительства.

На покупку электромобилей выделили пока 114 миллионов рублей. Дальше будет больше. Причем покупать их будут по 80 тысяч евро за штуку! После этих цифр впечатление грандиозной аферы не покидает ни на секунду. Ведь за эти деньги столице "впаривают" весьма залежавшийся и готовый к списанию товар. Потому как ученые всего мира уже давно отказались от идеи машины, питающейся от аккумулятора, как автомобиля будущего.

— Наиболее перспективное направление решения и экологической, и экономической проблем — это создание так называемого гибридного силового агрегата, — объясняет Нурбей Гулиа. — В нем используются и двигатель, и накопители энергии. Лучше всего, если эти накопители маховичные, а трансмиссия — механическая. Чтобы не платить "налог" при постоянных преобразованиях энергии. Двигатель постоянно работает в оптимальном режиме. То есть при постоянной подаче топлива и минимальном его удельном расходе. Когда выделяемая им мощность выше требуемой, например, во время сброса скорости, а тем более при торможениях, излишек энергии идет в накопитель. А потом при разгоне используется накопленная энергия. Водитель этого даже замечать не будет.

В отличие от электромобиля выхлопная труба у устройства с гибридным двигателем имеется. Но из-за того, что этот двигатель постоянно работает в оптимальном режиме, вредные выбросы в атмосферу минимальны. Словно это электростанция. К тому же за счет увеличения КПД расход топлива снижается. В этом-то решение и экологической, и экономической проблем.

Нурбей Гулиа сделал первый гибридный автомобиль еще в 1966 году. На базе "уазика". На выхлопы тогда внимания еще не обращали, но расход топлива снизился вдвое.

— Бензин тогда стоил 4 копейки для частников и 2 для госпредприятий, — вспоминает Нурбей Владимирович. — Экономить топливо никому и в голову не приходило. Так что в автомобильном министерстве похвалили, но внедрять не стали.