Экология как драйвер развития авторынка

 

 

img4fd81442c6607 Экология как драйвер развития авторынка

Необходимость учета экологических требований становится все более явной во многих процессах, происходящих в обществе и экономике. Но зачастую это не только необходимость, но и источник возможностей для развития. Один из примеров реализации таких возможностей демонстрирует авторынок.

Для того чтобы происходило любое развитие, нужны стимулы. Применительно к экологии и авторынку к таким стимулам можно отнести:

• нормативное давление на производителей. Правительства отдельных стран и межгосударственные органы устанавливают все более жесткие ограничения на потребление топлива и содержание СО2 в выхлопных газах. Чтобы им соответствовать, компании вынуждены разрабатывать и применять новые технологии, совершенствовать конструкции двигателей;

• рост экологической сознательности потребителей. Практически во всех экономически развитых странах многие потребители, особенно состоятельные, всерьез задумываются о том, какой вред окружающей среде наносят их автомобили;
Если двигатель не удалось запустить с первой попытки, перед повторной попыткой верните ключ зажигания в положение STOP.

• необходимость выделиться на фоне конкурентов. Авто одного класса все меньше отличаются друг от друга на уровне базовых характеристик. Конкуренция часто смещается в область если не «бантиков», то второстепенных характеристик, функций. В таком контексте эпитет «зеленый» пока неплохо выделяет конкретный автомобиль в ряду конкурентов;

• стремление к экономии. Чем меньше топлива потребляет двигатель, тем меньше он выбрасывает вредных веществ. В данном случае можно поспорить, что является причиной, а что следствием, но нам кажется, этот стимул также можно отнести к категории экологических.

Как реагируют на эту стимулы автопроизводители? Сразу по нескольким направлениям. В частности:

• предпринимают меры, направленные на снижение потребления топлива автомобилями с традиционными двигателями внутреннего сгорания (ДВС);

• используют в качестве топлива природный газ или его синтетические аналоги;

• работают с биотопливом (биоэтанолом и биодизелем);

•  развивают гибридные силовые установки;

• совершенствуют электромобильные технологии;

• экспериментируют с водородом в качестве горючего для авто.

При этом не нужно забывать, что под воздействием экологических стимулов развивается сам авторынок, а также ведутся научные исследования, разрабатываются технологии, результатами которых могут пользоваться не только автомобилисты. А появление новых потребностей авторынка приводит к развитию смежных отраслей, например, к появлению инфраструктуры для зарядки автомашин электроэнергией или водородом.

Снижение потребления топлива традиционными автомобилями

Чем авто легче, те меньше при прочих равных условиях оно потребляет топлива, поэтому все ведущие производители активно ищут пути снижения веса. Для этого они разрабатывают новые конструкции кузовов, используют более прочные стали (их нужно меньше, чем обычных), заменяют, где это возможно, сталь алюминием, легкими сплавами или прочными пластиками (карбоном), вместо медных проводов электропроводки используют алюминиевые и т. п. Так, один из экспериментальных облегченных автомобилей BMW весит 1,2 тыс. кг, тогда как его прототип – 1,6 тыс. кг.

Ford в ближайшей и среднесрочной перспективе вообще делает упор на оптимизацию традиционных технологий. Один из примеров такого подхода – бензиновые двигатели с турбонаддувом EcoBoost, обеспечивающие высокую производительность и одновременно существенную экономию топлива и низкую выработку CO2. Важный резерв повышения экономичности – сокращение числа цилиндров двигателей. Так, BMW начинает выпускать новое поколение четырехцилиндровых турбированных двигателей, которые постепенно вытеснят шестицилиндровые прежнего поколения. А для авто малого класса появится трехцилиндровый мотор.

Большинство современных автомашин потребляют бензин с октановым числом 95-98. Но это число у бензина может быть и больше 100. Пока на бензине 110 и выше ездят только специальные и спортивные автомобили, но вполне возможно, что вскоре появятся и обычные – с моторами, способными работать на нем. Их удельная мощность будет значительно выше, расход топлива меньше, а выхлоп чище.

В мае прошлого года Audi AG объявила о запуске масштабного проекта Balanced Mobility, ориентированного на экологически сбалансированное и CO2-нейтральное производство энергии для транспортных средств. Одним из ключевых аспектов этой программы станет проект e-gas, в рамках которого компания будет поставлять три носителя энергии: электричество, водород и метан. Так, благодаря строительству ветровых турбин в Северном море планируется получать «зеленую» электроэнергию, которая может использоваться как для коммунальных нужд, так и для получения водорода, необходимого для производства метана. Такой метан и получил название e-gas. С химической точки зрения он идентичен природному газу и может служить топливом для ДВС.

В настоящее время Audi работает над созданием автомобилей, которые смогут работать на e-gas. Ожидается, что в 2013 г. начнется серийное производство моделей TCNG, двигатели которых, созданные на базе силовых агрегатов TFSI, будут работать на этом виде топлива. Первой такой моделью станет Audi A3 TCNG. Всего же, по данным Международной газомоторной ассоциации, мировой парк автомобилей на сжатом природном газе (СПГ) сейчас превышает 13 млн. единиц.

Октановое число природного газа достигает 120-130 ед., поэтому двигатель на нем может иметь более высокую степень сжатия, чем бензиновый, да и теплота сгорания метана выше, чем у бензина. Поэтому мотор, предназначенный для работы на газе, теоретически более эффективный, чем бензиновый. Но все современные газовые двигатели представляют собой модифицированные бензиновые. А мотор, предназначенный для работы на разных видах топлива, на любом из них работает хуже, чем если бы оно было единственным. К тому же автомобилю приходится возить тяжелый баллон для газа и дополнительную аппаратуру. Стоит газовое авто дороже бензинового, а для заправки нужны специальные станции.

img4fd8144312b29 Экология как драйвер развития авторынка

При движении на газе заметно снижаются выбросы углекислого газа, меньше образуется вредных веществ. Но пока именно дешевизна природного газа стимулирует увеличение числа работающих на нем автомобилей. Лидируют здесь не слишком богатые страны, в которых значительные запасы природного газа. Так, в Иране и Пакистане парк авто на СПГ превышает 2 млн. в каждой, а в Аргентине и Бразилии – более 1,5 млн.

С биотопливом из сельхозкультур есть очевидные проблемы. Как показали исследования Всемирного банка, массовое использование сельскохозяйственных угодий под выращивание рапса, свеклы и тростника уже привело к значительному росту цен на продовольствие во всем мире.

Кроме того, в США еще в 2005 г. подсчитали, что все ресурсы страны (включая различные отходы), пригодные для получения биотоплива, могут только на 60% покрыть ее потребности в бензине, солярке и керосине. Поэтому вспомнили о микроводорослях, опыты с которыми производили ранее. Причем вспомнили не только в США, но также в Испании и Германии. По сравнению с масличными культурами, у водорослей есть ряд преимуществ: значительно выше относительное содержание липидов (эфиров жирных кислот), высочайшая удельная «урожайность», их выращивание не мешает решению продовольственных задач. Но чтобы реализовать эти преимущества, ученым еще предстоит решить множество научных и технических проблем.

Дополнительный интерес к водорослям связан с тем, что после извлечения из них жиров остается биомасса, пригодная для производства биоэтанола и метана. Для этого нужны специальные бактерии (они могут использоваться для переработки и другого сырья, содержащего углеводы). Например, с помощью методов генной инженерии удалось «научить» бактерии E.coli вырабатывать так называемые насыщенные углеводороды или алканы. Именно они являются основным компонентом бензина, поэтому такое биотопливо сразу после получения может быть отправлено в существующие сегодня распределительные сети заправочных станций.

Toyota вывела на рынок Prius, первый в мире серийный гибридный автомобиль, в 1997 г. К концу 2011-го глобально было продано уже около 4,5 млн. гибридов, из которых 3,5 млн. составили модели Toyota и Lexus. Honda продала 800 тыс. единиц.

Гибридными моделями сейчас обзавелись практически все ведущие автоконцерны, много появляется различных экспериментальных образцов. Следующей ступенью развития гибридов считаются так называемые плагин-гибридные – они оснащены батареей большей емкости, которую можно подзаряжать от сети. Правда, многие эксперты считают, что гибридные автомобили – только мостик, переходная технология к электромобилям.

Группа PSA Peugeot Citroen в середине прошлого года подписала соглашение с Европейским инвестиционным банком о получении кредита в размере €200 млн. Эти средства будут направлены на финансирование программы разработки технологий гибридного автомобилестроения. Предполагается, что общая сумма затрат группы на разработку гибридных технологий достигнет €400 млн.

Jaguar в прошлом году заявил о намерении выпустить 250 серийных образцов гибридного суперкара C-X75. В его концепте основу силовой установки составляли две газовые микротурбины, по сути, являвшиеся парой небольших реактивных двигателей. Имея меньше движущихся частей, турбины не нуждаются в смазке или жидкостном охлаждении, что позволяет значительно снизить массу конструкции. Они могут работать на различном топливе, включая дизельное, биотопливо, сжатый природный газ и сжиженный нефтяной газ. Турбины, каждая из которых по размеру не больше коробки из-под обуви и весит 35 кг, должны были служить источником энергии для аккумуляторов и электромоторов.

Предполагалось, что ход спорткару должны обеспечивать четыре электродвигателя, установленных на каждом колесе. Но в серийном авто турбины заменит форсированный бензиновый мотор нового поколения. Вместо четырех электродвигателей будет два – по одному на каждую ось. Обещано, что 100 км/ч C-X75 будет достигать за три секунды, а его максимальная скорость превысит 320 км/ч. На электрической тяге машина будет способна преодолеть 50 км.

В традиционных гибридах при торможении кинетическая энергия преобразуется в электрическую и сохраняется в аккумуляторе. Это процесс с довольно низким КПД. Но есть иное решение – сохранение кинетической энергии автомобиля в виде такой же энергии вращающегося маховика.

Устройства с маховиками используются в течение десятилетий в разнообразных экзотических проектах. Еще в начале 1950-х в Швейцарии выпускались автобусы с резервным накопителем энергии в виде маховика. Porsche встроил этот механизм в свой гоночный концепт-кар 918 RSR.

Но пока маховики так и не смогли прижиться на машинах массового производства. Сейчас несколько крупных автопроизводителей (среди них Ford, Jaguar и Laпd Rover) объединились с автоспортивными компаниями Flybrid Systems и Prodrive, чтобы совместно разработать узел энергонакопления на базе батареи маховиков из углепластика. Этот узел будет сопряжен с бесступенчатым вариатором и системой рекуперативного торможения, а маховики поместят в полость, из которой откачан воздух.

При испытаниях в реальных дорожных условиях экономичность машины повысилась на 22% по сравнению с обычным автомобилем. В момент пиковой нагрузки маховик добавлял в автомобильную трансмиссию 80 л. с. дополнительной мощности. Еще одно достоинство маховика – простота его утилизации после окончания срока службы, в то время как утилизация химических аккумуляторов представляет собой серьезную проблему.

В 2011 г. в мире было продано 21 тыс. электромобилей Nissan Leaf и 17 тыс. Mitsubishi i-MiEV (вместе с моделями-близнецами Peugeot iOn и Citroen C-Zero). В 2012-2013 гг. практически все ведущие автоконцерны планируют запустить серийное производство электрокаров.

Nissan Leaf – авто С-класса, его расчетный пробег без подзарядки – 170 км. В передней части машины расположены две розетки: одна для длительной восьмичасовой зарядки батарей от сети с напряжением 200-240 В, вторая для быстрой 30-минутной – тут уже понадобятся 350-380 В, и аккумуляторы зарядятся на 80%. Ресурса батареи должно хватить на 160 тыс. км пробега. За десять лет эксплуатации ее емкость не должна уменьшиться больше, чем на 10-20%.

img4fd81443522c8 Экология как драйвер развития авторынка

Mitsubishi i-MiEV – маленький автомобиль. Возможно, поэтому производитель решил попробовать причислить его к электротоварам и продавать через сети бытовой техники. В ноябре прошлого года было подписано соглашение о сотрудничестве по продвижению с японской розничной торговой сетью Bic Camera. В программе – презентации, тест-драйвы электромобиля и другие промоакции, а также повседневное информирование покупателей. Сами машины Bic Camera пока не продает. Автопроизводитель планирует расширить канал продаж и через новое межотраслевое партнерство предложить новый способ использования электромобилей в быту. В частности, по мнению Mitsubishi, электромобиль хорошо интегрируется в «умный дом» с централизованным управлением электроэнергией.

BMW начал отработку конструкции электромобилей путем конвертации обычных моделей. Глядя на его ActiveE, сразу и не догадаешься, что это не просто купе первой серии: нетривиальность привода снаружи выдают лишь наклейки и шильдики. По тому же пути идут и другие производители. Так, в конце прошлого года Honda представила полностью электрический Fit EV. Электромобиль кузовом практически не отличается от своего бензинового аналога, но имеет специальную окраску. Утверждается, что он может проехать на одной подзарядке 198 км по шоссе или 122 км в смешанном цикле город/трасса. В движение его приводит электромотор 123 л. с., снабжаемый энергией размещенного под полом литий-ионного аккумулятора. Этот электромобиль начнет продаваться в штатах Калифорния и Орегон летом 2012 г. Розничная цена составит $36625, дилеры будут предлагать его в лизинг за $399 в месяц.

Renault Fluence Z.E. (Zero Emisson, «нулевой выхлоп») заметно тяжелее (1543 кг против 1225) своего бензинового аналога – только блок литий-ионных аккумуляторов с арматурой для его быстрой замены весит 280 кг.

img4fd814437749a Экология как драйвер развития авторынкаК тому же для его размещения нужно место, поэтому, чтобы в багажнике осталось хотя бы 300 л объема, пришлось увеличить на 13 см задний свес кузова и переделать балку задней оси. И это далеко не все переделки, которым пришлось подвергнуть автомобиль. Заявленный пробег – 185 км. Подзарядка от домашней сети составляет шесть-восемь часов, однако можно не заряжать батарею, а в течение трех минут заменить ее в обменном пунк­те Quickdrop. Во Франции за Fluence Z.E. просят €21,3 тыс. Аренда аккумулятора обойдется в €79 ежемесячно (цена батареи составляет треть всего авто). Правительство Франции компенсирует производителю €5 тыс. за каждый проданный электрокар.

К электромобилям часто относят и Chevrolet Volt (его европейский близнец – Opel Ampera), но по сути это последовательный гибрид. Его силовая установка состоит из электромотора, энергию для которого вырабатывает генератор, соединенный с небольшим бензиновым двигателем. Есть и блок литий-ионных батарей. В зависимости от манеры езды, температуры воздуха и частоты использования кондиционера, аудиосистемы и других потребителей энергии на полностью заряженных батареях можно проехать до 80 км. По истечении запаса батарей активируется бензиновый мотор, который через генератор заряжает их и является дополнительным источником питания. В результате при наличии топливного бака на 30 л запаса хода хватает примерно на 500 км.

При скорости машины до 60 км/ч, когда его практически не слышно пешеходам, включается специальный генератор шума. В США при базовой стоимости Chevrolet Volt $41 тыс. покупателю он обходится в $33 тыс., так как государство компенсирует владельцу $8 тыс. Полный же электромобиль Nissan Leaf продается в США по цене от $32 тыс.

Audi A1 e-tron оснащен электромотором 102 л. с., вращающим передние колеса. Заряда его литий-ионной батареи хватает на 50 км пробега. Однако под полом багажника у него размещен так называемый Range Extender (удлинитель пробега). Это односекционный роторно-поршневой двигатель объемом 0,25 л в комплекте с генератором. При необходимости он запускается и работает в самом экономичном для себя режиме, подзаряжая батарею. При емкости топливного бака 12 л система обес­печивает пробег до 250 км.

Индийская Reva Electric Car выпускает одноименные электромобили с 1991 г. За 20 лет их произведено около 3 тыс., половина продана в Великобритании. Лондонские владельцы Reva обладают большими привилегиями: освобождены от уплаты транспортного и дорожного налогов, имеют право на бесплатную парковку.

Очень серьезно электромобильными технологиями в последние годы занимается китайская BYD, одним из акционеров которой является легендарный Уоррен Баффет. Так, недавно она сумела увеличить емкость батареи своей модели Е6 до 48 кВт.ч, а запас хода – до 330 км. Анонсировала же батарею рекордной на сегодняшний день емкости – 72 кВт.ч.

Задача развития электромобилей настолько сложна, что без государственной поддержки ее решить сложно, тем более что она отчасти и социальная. Правительства, законодатели и муниципальные власти экономически развитых стран такую поддержку осуществляют в разных формах. Выше мы уже приводили некоторые примеры. Следует добавить, что в прошлом году правительство Германии приняло программу, рассчитанную на развитие электромобилей, предусматривающую инвестиции в эту область в размере €1 млрд. в ближайшие два года.

Выделяемые средства в первую очередь направляются на развитие и исследовательские работы. Владельцы таких машин будут освобождаться от уплаты автомобильного налога сроком на десять лет. Однако правительство отказалось от предоставления премий покупателям при приобретении электромобилей. Причина в том, что, когда выплачивались премии «за автохлам», это в основном сыграло на руку зарубежным автопроизводителям.

Правительство США планирует потратить $2,4 млрд. на реализацию комплексной программы по созданию электромобилей и необходимой инфраструктуры, в том числе $1,5 млрд. будут направлены на производство более совершенных аккумуляторов. Помимо этого, $25 млрд. уже выделены в виде кредитов по программе «Производство транспортных средств по передовым технологиям», которые получили около 100 компаний. В их числе Tesla Motors ($465 млн.), готовящая к серийному производству электрический седан Tesla S. Ожидается, что базовая модель с запасом хода 250 км будет стоить в США $50 тыс.

img4fd81443a5301 Экология как драйвер развития авторынка

В целом разработка и производство электромобилей пока остается невыгодным занятием: та же   Motors по итогам I квартала этого года вдвое увеличила убыток – $49 млн. против $29,5 млн. годом ранее, хотя он оказался и ниже ожиданий экспертов.

Тем не менее производители сохраняют оптимизм. Например, Nissan в течение ближайших нескольких лет выпустит на рынок четыре новых электромобиля: рестайлинговый хэтчбек Leaf, фургон, первый электрокар под маркой Infiniti и городскую машину, предназначенную для молодежи.

В принципе, водород можно сжигать и в обычных ДВС, но это энергетически невыгодно. Более перспективным решением считается применение топливных элементов – их КПД составляет 50-70%, что намного больше, чем двигателей внутреннего сгорания (20-25%).

Фактически топливный элемент – та же батарейка, перерабатывающая химическую энергию в электрическую. В него подают водород и кислород, а на выходе получают электричество, воду и тепло. Поскольку в самих топливных элементах нет движущихся частей, их отличает надежность, долговечность, простота эксплуатации, ну и, разумеется, экологическая чистота.

К сожалению, топливные элементы пока имеют небольшую удельную мощность, поэтому батарея получается достаточно внушительного веса и размера. А если к этому прибавить массу тяговых двигателей и размер бака с водородом, то характеристики транспортного средства получатся отнюдь не выдающимися. Да и стоимость автомобиля на топливных элементах составляет сейчас около $1 млн.

Впрочем, проблемы создают не только топливные элементы, но и задача получения и хранения водорода. Так что о массовости водородного транспорта речь пока не идет, но технологии совершенствуются.

BMW подписал соглашение о партнерстве с Toyota, предусматривающее обмен двигателями и совместную разработку нового поколения литий-ионных батарей. Благодаря соглашению японцы получат доступ к дизельным «четверкам» объемом 1,6 и 2 л, а баварцы смогут воспользоваться гибридными технологиями Toyota.

Помимо этого, BMW ведет переговоры с General Motors о сотрудничестве в области разработки силовых установок на топливных ячейках. Также не исключено расширение партнерства с группой PSA Peugeot Citroen в области создания бензиновых моторов.

BMW назвал свою линейку будущих электрических и гибридных автомобилей eDrive. Это слово образовано по аналогии с уже имеющимися названиями sDrive и xDrive, первое из которых обозначает спортивные варианты моделей, а второе – полноприводные. Впервые название eDrive появилось на концептуальном гибридном родстере BMW i8, дебютировавшем на мотор-шоу в Пекине. Прототип оснащен 1,5-литровым бензиновым турбомотором (223 л. с.) и преселективной коробкой передач с двумя сцеплениями, приводящими в движение задние колеса, а также электродвигателем (130 л. с.), установленным на передней оси. Эти агрегаты могут работать как по отдельности, так и вместе. До 100 км/ч родстер разгоняется менее чем за пять секунд. Максимальная скорость машины ограничена 250 км/ч. Исключительно на электротяге прототип может проехать около 35 км, а на зарядку батарей от бытовой электросети потребуется примерно два часа.

Первой  моделью BMW с шильдиком eDrive может стать электрический компакт i3, который будет запущен в производство в 2013 г. под названием i3 eDrive20. Гибридное купе i8 eDrive появится на конвейере в 2014 г.

Технический университет Мюнхена запустил проект Visio.M по созданию «идеального городского электрокара». Партнерами ученых выступят несколько крупнейших немецких компаний: BMW (управляющий проектом), Daimler, Siemens и Continental. Финансирует проект Федеральное министерство образования и научных исследований Германии, вложившее в разработки €10,8 млн. Одной из целей проекта является создание доступного массового электрокара, масса которого должна составлять около 400 кг (без учета батарей). Такой автомобиль приводился бы в движение небольшим электромотором мощностью 20 л. с.

Источник: http://www.companion.ua

Похожие записи:

Метки: , , , , , , , , ,

Оставить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Можно использовать следующие HTML-теги и атрибуты: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>