В массовом выпуске электрокаров Россия вряд ли сможет конкурировать с мировыми автогигантами. Но в нашей стране есть солидная инженерная база для развития электрических машин на основе водородных топливных элементов, а также вполне конкурентные разработки в области электромоторов без постоянных магнитов
Электрическая автореволюция набирает ход: если еще четыре года назад в мире продавалось не больше полумиллиона электромобилей, то по итогам 2020 года, согласно оценкам Frost & Sullivan, этот показатель превысит 2,5 млн единиц (см. график). Да, пока доля электрокаров в общем объеме мирового рынка невелика – она составляет чуть более 2,5%, но аналитики убеждены, что в ближайшие годы динамика стремительного роста спроса продолжится. Спустя десятилетие на электромобили, по прогнозам, будет приходиться свыше 50% глобальных годовых продаж, а через 20–30 лет электрическая мобильность отпразднует полную победу.
Так, в Bank of America Merill Linch считают, что к 2050 году общее число ежегодно продаваемых электромобилей достигнет 107 млн единиц, и эти машины займут 90% рынка. Причем электрокары начнут вытеснять модели с ДВС: эксперты Международного энергетического агентства (МЭА) уверены, что к 2040 году на дорогах будет 930 млн электромобилей, или около половины мирового автопарка.
Подобная динамика во многом обусловлена поддержкой «сверху»: измученные смогом от выхлопов власти крупнейших мировых мегаполисов и стран предоставляют владельцам электрокаров льготы, а машинам с ДВС, напротив, грозят санкциями. К примеру, правительство Норвегии еще несколько лет назад объявило о намерениях довести к 2025 году долю электромобилей на рынке до 100%. Официальные лица во Франции и Великобритании также публично обещают запретить ДВС к 2040 году. О планах полного запрета таких машин в течение двух ближайших десятилетий говорят и в Индии; активно обсуждается идея запрета на производство и продажу автомобилей на бензине и дизеле в Китае.
Логично возникает вопрос: а какое место может занять в процессе мировой электрификации личного транспорта Россия? Не останется ли наша страна на обочине эры электрической мобильности?
Следует признать, что до сих пор попытки российских производителей создать массовый легковой электрокар были не самыми успешными. Так, девять лет назад АвтоВАЗ представил электромобиль с названием, созвучным греческому эпосу – Ellada. Машину построили на базе бюджетного хэтчбека Lada Kalina. Поначалу объявили, что 100 первых отечественных электрокаров отправятся в Ставропольский край, где их станут использовать в качестве такси. При этом администрация региона должна была компенсировать таксопарку половину стоимости автомобиля. Но сделка застопорилась. Во-первых, машины стоили недешево – 1,25 млн рублей, то есть более чем вдвое дороже (по тем ценам) моделей того же класса с ДВС. Во-вторых, власти Ставрополья не сдержали обещание построить сеть зарядных станций – например, в Кисловодске удалось открыть лишь три точки для зарядки электрокаров. В-третьих, нарекания вызвали технические характеристики тольяттинской продукции: официальный запас хода на одной зарядке у такой машины был заявлен в 150 км, но, как показал опыт реальной эксплуатации в Кисловодске, такая автономность сохранялась лишь в теплую погоду. В итоге выпустили всего около сотни экземпляров, после чего проект потихоньку «сдулся».
Впрочем, уже совсем недавно появился новый – в том же Тольятти громко заявил о себе стартап Zetta. Компания заявляет, что собрала под свое крыло талантливых российских инженеров и планирует выпускать недорогие компактные электромобили по цене от 450 тыс. рублей. Батареи для электрокара предполагается закупать в Китае, на одном заряде машина якобы способна проехать 180–560 км (в зависимости от комплектации). Сообщается, что в Zetta есть оригинальные инженерные российские решения, связанные, к примеру, с использованием электропривода асинхронного типа.
Такой электромотор предполагается помещать прямо в колеса электрокара, что позволит существенно уменьшить вес и повысить ходовые характеристики транспортного средства. В конце 2019 года руководители проекта Zetta заявляли, что готовятся продавать свои автомобили уже весной 2020-го, хотя пока публике не были представлены даже предсерийные продукты. Уже ясно, что сроки запуска новинки сдвинулись, и непонятно, чем это обусловлено – коронавирусом или иными причинами.
И все же у российских технологических компаний есть шансы реализовать свой потенциал. Например, при производстве комплектующих для электрокаров. Конечно, вряд ли удастся составить конкуренцию в сфере выпуска аккумуляторов (даже при том, что новосибирская компания «Лиотех» производит литий-ионные батареи). На этом рынке очень сильна международная конкуренция: по некоторым оценкам, российские аккумуляторы обеспечивают внутренний рынок менее чем на 2%, остальное импортируется – прежде всего из Китая. А вот по второй ключевой детали электромобилей – электромоторам – нашим соотечественникам есть что предъявить миру.
Так, недавно компания «Электротранспортные технологии» продемонстрировала оригинальную модель двигателя, в котором необходимое для вращения магнитное поле создается не магнитами (как обычно), а медной катушкой. По словам представителей компании, эту разработку уже внедряют у себя как российские заводы («Волгабас»), так и ряд небольших европейских фирм (например, польский производитель электрокаров Sam). Российские инженеры объясняют, что преимущество их решения связано с тем, что оно существенно повышает динамические характеристики электромотора и его надежность. Такой агрегат не боится перегрева (работает на высоких оборотах при температурах свыше 100 градусов), к тому же он дешевле, так как не требует растущих в цене компонентов для магнитов.
Помимо электромоторов перспективным может стать и выпуск оборудования для электромобилей на топливных элементах (Fuel Cell), где энергию вырабатывает водород. В 2015 году глава Tesla Илон Маск назвал такой процесс «глупой задумкой и опасной технологией». Однако многие мировые специалисты в области электротранспорта с этим не согласны. Они уверены, что вместо тяжелых и дорогих аккумуляторов, которые нужно постоянно заряжать, на машину лучше устанавливать баллоны с водородом, где после реакции в топливных элементах будет вырабатываться электрический ток.
Успешность этой идеи демонстрируют произведенные за последние семь лет серийные водородные модели. В частности, японская Toyota в 2013 году выпустила на дороги первую в мире серийную водородную модель Mirai. Затем появилась Honda Clarity Fuel Cell, после чего эстафету подхватили корейцы (с Hyundai Tucson Fuel Cell) и европейцы (Mercedes-Benz F-Cell). Существует предубеждение, что закачиваемый под давлением в баллоны водород опасен (при смешивании с кислородом он взрывается). Но испытания и практика эксплуатации показывают, что машины на водороде даже более безопасны, чем электрокары на литий-ионных батареях, которые, как известно (в том числе владельцам смартфонов), тоже могут взрываться. Водородомобили имеют высокие показатели автономности – на одной заправке они могут проехать 600 км и более, а при дополнительно установленных баллонах запас хода и в 1000 км становится реальностью. По сути, главное препятствие, которое сдерживает распространение водородных автомобилей, это отсутствие заправок для них. По данным портала H2stations.org, в мире существует всего 432 водородные заправочные станции, из которых 83 открылись в 2019 году.
При этом в сфере водородных двигателей Россия имеет большой потенциал, так как у нас имеется богатый опыт выпуска топливных элементов для авиационно-космической отрасли (в частности, они питали энергией советский многоразовый космический корабль «Буран»). Кроме того, ныне лишь в четырех странах – в Канаде, Германии, Японии и России – выпускают водородные топливные элементы. А значит, отечественные технологии вполне могут стать одними из самых востребованных на мировом рынке перспективных решений в области электрической мобильности.
