Читаешь новости и понимаешь – сегодня мы свидетели революционных изменений в автомобильной индустрии. Наступает время «зелёного» транспорта – дружелюбного к природе и людям. Производители все чаще анонсируют новые модели, которым не нужен бензин или дизельное топливо. Тренды будущего – водород и электричество. Автомобили олицетворяющие будущее сегодня – водородомобиль Toyota Mirai и электрокар Tesla.
За кем из них будущее, за водородом или электричеством, мы и попытаемся сегодня разобраться.
Выбросы в атмосферу
Первая цель всей этой трансформации сделать воздух наших городов чище. Ещё бы, личный транспорт один из основных источников выбросов. Если «озеленить» хотя бы только легковые машины, воздух стал бы существенно чище. Правительства многих стран подталкивают автопроизводителей делать свои автомобили менее вредными для окружающей среды. Традиционные автомобили на бензине и дизельном топливе уже с трудом соответствуют все новым и новым экологическим нормам. Череда скандалов с занижением показателей вредных выбросов, так называемый «дизельгейт», только подтверждает, что для производства безвредного автомобиля нужно переходить на другие технологии. В данном случае водород и электричество. Как это делают, например, один из крупнейших автопроизводителей в мире японская – Toyota и ещё не так давно небольшой стартап из Калифорнии – Tesla Motors.
Автомобиль на водородных топливных элементах Mirai от компании Toyota не загрязняет атмосферу никакими вредными выбросами. Вместо дыма из выхлопной трубы автомобиль просто сливает образовавшуюся в процессе соединения кислорода и водорода воду на дорогу. Электрокары от Tesla, седан Model S, кроссовер Model X и бюджетник Model 3, по определению не имеют вредных выбросов в атмосферу. Здесь автомобили идут на равных.
Mirai – 1:1– Tesla
Экологичность «топлива»
Но если после появления «зелёных» автомобилей воздух наших городов станет чище, то о природе в целом этого сказать ещё нельзя. И начнём с водородных авто.
Водород, конечно, самый распространённый элемент во Вселенной. Вот только видел ли кто его на нашей планете в больших объёмах? В виде полезных ресурсов – как например природный газ, нефть или азот из которого в большей части состоит наша атмосфера? Нет. Ближайшее место, где водород есть в больших объёмах это Юпитер. Но добывать его там, даже через сто лет мы точно не сможем.
Есть вода. Посредством электролиза водород добывают из неё. Но для этого требуется электричество. Причём в больших количествах. А электричество получают путём сжигания того самого ископаемого топлива – угля, нефти (мазута), природного газа, а это к слову сказать 67 % всего электричества в мире. В результате природа получает свою долю вредных выбросов не от автомобиля, а ещё ранее в процессе выработки электричества. Есть, конечно, гидроэлектростанции и атомные электростанции, но они занимают только определённую долю в производстве электроэнергии.
Другой способ получения водорода — из углеводородного сырья (например, метана) ещё более вреден для природы. В этом случае для получения 1 тонны водородного топлива в атмосферу придётся выбросить от 10 до 30 тонн «парникового» CO2 (двуокиси углерода).
В конечном случае все снова сводится к использованию не возобновляемого природного сырья, которое просто сгорает не в двигателе внутреннего сгорания автомобиля, а на электростанции. Но инженерам Toyota есть что ответить.
Водород предлагается получать из отходов жизнедеятельности человека и животных. Правда при более внимательном рассмотрении выясняется, что речь идёт об усовершенствованной технологии получения так называемого биогаза. Усовершенствовали её, или во всяком случае заявили об этом, путём продления технологической цепочки. Если раньше конечным продуктом был метан, то теперь это – водород. Какие побочные вещества выделяются в атмосферу при получении водорода H2 из метана CH4, смотрите выше.
Другой способ – получение электричества для электролиза от возобновляемых источников – энергии Солнца, ветра и приливов. Правда, действующий водородной заправки с солнечными батареями в Toyota пока ещё не показали. В отличие от той же Tesla.
Сеть «Суперзаправок» от Тесла питает автомобили, как уверяют в компании, в основном от солнечных батарей. И только это, и сама концепция транспортной инфраструктуры будущего, где автомобили питаются от Солнца, не требуя ископаемого топлива, позволяет говорить, что здесь Tesla впереди.
Mirai – 1:2– Tesla
Дальность хода
А вот количество километров которые можно пройти на одной заправке у Mirai больше. Что не удивительно, водород имеет высокую энергоёмкость. Toyota Mirai производит в своих топливных ячейках 114 кВт ⋅ч электроэнергии. Энергоёмкость литиевых батарей Tesla Model S – 60 кВт⋅ч и 85 кВт⋅ч. В результате Model S на полной батарее может проехать только 434 километра на аккумуляторе ёмкостью 85 кВт⋅ч и 335 километров при 60 кВт⋅ч. Тогда как Mirai отвезёт своего владельца на одной заправке 502 километра. Toyota Mirai сравнивает счет.
Mirai – 2:2– Tesla
Скорость заправки
Считается, что именно невозможность быстро перезарядить аккумуляторные батареи и была решающим аргументом в выборе Toyota заниматься именно водородным транспортом. На заправку Mirai её владелец потратит всего три минуты. А вот с Tesla все не так просто.
Есть два варианта «заправки» — автоматическая замена батареи, на неё уйдёт около полутора минут, и стандартная заряда аккумулятора. Причём в первом случае владельцу электрокара придётся заплатить примерно 60-80 долларов. А вот зарядка батареи на зарядочной станции для Model S будет бесплатной. Чтобы зарядить аккумулятор на половину его ёмкости потребуется всего 20 минут, а до 80 % уже все 40. А вот владельцам бюджетной Model 3 придётся раскошелится – для них зарядка аккумуляторов будет платная. Вырывается вперёд Toyota Mirai.
Mirai – 3:2– Tesla
Инфраструктура
Чтобы экологически чистые автомобили покупал, мало их только рекламировать. Первое с чем столкнётся потребитель купивший «зелёный» автомобиль – это отсутствие заправок. Особенно мало водородных. Mirai уже продается в Японии и США. Отправлены первые машины и Евросоюз. Пока среди стран Европы, где продаются водородные автомобили только Германия, Дания и Великобритания. Больше всех заправочных станций среди европейских стран было в Германии – восемнадцать, далее Дания – семь и Великобритания, там их пока ещё четыре. К концу прошлого года германская сеть должна была быть расширена до 50 станций, а к 2023 году будет равняться четырем сотням. В Японии прошлый год должен был закрыться 80 заправками, а в штатах 30. Новых цифр пока не сообщалось.
А вот Tesla оперирует совсем другими цифрами. На сегодняшний день в мире построено 646 заправочных станций Supercharger. Из них в США – 270. Плотно охвачены заправками оба побережья и магистральные пути «Coast to Coast». Проехать от побережья Тихого океана к Атлантическому на электрокаре не составляет труда. В Северной Америке заправки есть и в Канаде и Мексике. Европа не отстает – 231 заправочная станция, преимущественно в Северной Европе, Великобритании, Швейцарии и Германии. Но и в остальных странах сеть быстро расширяется, Франция, Италия, Хорватия тоже уже имеют достаточно широкую сеть заправок.
В Азии, а это только Тихоокеанский регион заправочных станций 126. И это только Китай, в основном юго-восток страны и Япония. Восемь заправок построено в Австралии, в штатах Виктория и Новый южный Уэллс. На Ближнем Востоке только одна страна может похвастаться наличием зарядочных станций, это Иордания – здесь их три.
Не стоит забывать, что зарядить Теслу можно и на обычных электрических зарядных станциях которых тоже уже достаточно много. Можно зарядить электромобиль и дома.
Водородный автомобиль, казалось бы дома не зарядишь. Но нет. И если Toyota пока для этого ничего не придумала, то есть Honda которая также занимается водородным транспортом. Так как мы говорим не только о Toyota Mirai но и водородных автомобилях в целом то скажем и о ней. Водородный автомобиль Honda FCV будет доступен покупателям уже с этого года. Зарядить его можно будет и дома. Для этого предусмотрена специальная домашняя система которая получает водородное топливо из природного газа.
Но тем не менее Tesla в этом плане пока удобнее.
Mirai – 3:3– Tesla
Команды поддержки
Не стоит забывать, Тесла и Тойота не единственные кто участвует в зелёной транспортной революции. Но сказать, что мировые производители жестко разделились на два лагеря нельзя. Многие присутствуют и там и там. Кроме Toyota делают ставку на водород Honda и Nissan, корейская Hyundai, немецкие Daimler, BMW и Volkswagen. Водородная Honda FCX, как уже говорилось, пойдёт в серию в текущем году. Свои концепты автомобилей на водородных топливных ячейках демонстрировали и другие производители. Но в отличие от двух японских компаний остальные предпочитают инвестировать в развитие сети водородных заправок, и пока не спешат запускать в серию свои концепты.
В стане производителей электромобилей кроме Tesla производители автомобилей со всех континентов – GM,Volvo, Nissan и другие. Учитывая более широкую сеть зарядок запускать в серию электрокары можно с меньшим риском. Тот же Hyundai, не покидая лагеря водородников, в марте текущего года представил электрический хэтчбек IONIQ. Новые серийные электромобили появляются все чаще. В конце года пойдет в серию Chevrolet Bolt EV. BMW выпускает свой ситикар i3 уже с 2013 года, а в этом году должен появится и i1. Не стоит забывать и об электрической версии кроссовера RAV4, разрабатывавшегося когда-то Toyota совместно с Tesla, может быть она и вернётся к электрокарам в целях диверсификации.
Добавим сюда и «новые» автомобильные компании Apple с проектом «Titan» и LeECO представившую в апреле концепт своего первого электрокара LeSEE – их автомобили электрические. Но учитывая «вес» автопроизводителей с той и другой стороны, а так же то, что некоторые делают ставку на оба вида «топлива» здесь приоритет кому-либо отдавать рано.
Mirai – 3:3– Tesla
Цена
И наконец, цена экологического вопроса. Стоимость Toyota Mirai составляет 58 325 долларов в США и 66 000 евро в ЕС, совсем недешево, и сравнимо с автомобилями класса «премиум». Tesla Model S в США продается по цене от 62 400 до 85 900 долларов в зависимости от комплектации. В Европе от 54 720 до 73 000 евро. Ожидаемая цена Model 3 – $35 000 долларов.
Вот только отражает ли эта цена реальную стоимость автомобиля, как того так и другого? Tesla в убытках уже 11 кварталов подряд. За прошлый год убыток – 889 миллионов долларов. На каждый седан Model S приходится 4 000 долларов убытка.
Mirai не менее убыточен, в прессе озвучивалось что потери Toyota на одном автомобиле достигают 100 000 евро. Не удивительно, что электромобили уже давно ездят по дорогам, а водородные автомобили только сейчас выходят в серию.
Экологичность требует усложнения конструкции. В отношении Mirai это особенно точно. По сути, водородный автомобиль от Toyota тот же самый электрокар. Его двигатель не использует водород напрямую. Mirai приводится в движение электродвигателем. Необходимое ему электричество вырабатывается в блоке водородных топливных элементов. Помимо этого питает автомобиль и никель-металлгидридная аккумуляторная батарея, она подпитывается при рекуперативном торможении. Сам водород хранится под днищем Toyota в углепластиковых баках под давлением 680 атмосфер. Чтобы доказать их безопасность и прочность в компании даже расстреливали баки их крупно и мелкокалиберного оружия. Даже на первый взгляд видно, что такой автомобиль дешевым быть не может. Во всяком случае, в ближайшем будущем.
Mirai – 3:4– Tesla
Общий итог
На сегодняшний день итог, кажется, очевиден, электромобили дешевле, или по крайне мере менее убыточны для производителя, инфраструктура более развита, да и с топливом проблем нет. Радужное будущее от Tesla тем более впечатляет – создать мир, где все автомобили будут ездить на солнечном электричестве, вырабатываемом на станциях зарядки и притом, что оно будет бесплатным для владельцев автомобилей, очень и очень заманчиво. Но сбудется ли?
Автомобили на водородных топливных элементах очень сложны. Водород в чистом виде эффективно получать пока не откуда. Но все же мы видели множество примеров когда самые казалось бы нерешаемые технические проблемы решались. Возможно, так будет и с водородным транспортом.
Итог: Mirai – 3:4– Tesla
В то же время, может быть через некоторое время мы увидим на дорогах водородно-электрические гибриды. Ведь был уже гибридный Audi A7 Sportback h-tron Quattro, совмещавший в себе литиевые батареи и водородные топливные элементы. Подобный концепт был и у Volvo которая модернизировала свой электромобиль Volvo C30 DRIVe, оснастив его водородными топливными элементами.
Такая гибридизация позволяет в необходимых случаях увеличить запас хода автомобиля и время зарядки, и тем самым компенсировать негативные стороны электроавтомобилей. Собрались в дальнюю поездку заполняете баки водородом, катаетесь по городу – используете электричество аккумуляторных батарей. Так может быть, в итоге все закончится компромиссом.
