- https://b-mag.ru/
Инновационные технологии в автомобилестроении для достижения углеродной нейтральности
Объём природных ископаемых на Земле ограничен – это аксиома, хотя мы не каждый день задумываемся об этом: просто потому, что в нашей повседневности наличие их в бесконечно объёме воспринимается как величина постоянная и неизменяемая. По последним данным крупнейших мировых компаний, разведанных мировых запасов нефти хватит, при текущем уровне потребления, максимум на 50 лет, а дешевых запасов ископаемого газа хватит на 40-60 лет. Казалось бы, не большой срок, но такие же прогнозы звучали и уже много лет назад. Однако, геополитическая цель Парижского соглашения - выход на углеродную нейтральность человечества к середине столетия. Переход к углеродной нейтральности означает не только отказ от нефти и угля, которые признаны «убийцами» климата, но и от газа, который в настоящее время рассматривается как переходное топливо.
По оценкам норвежских учёных, негативные процессы в изменении климата начали развиваться в 1950-х годах во время начала индустриализации, а уже в 1960–1970-х годах была пройдена критическая «точка невозврата». 200 стран, которые подписали Парижское соглашение по климату, обязались сократить выбросы до нуля к 2100 году. Однако новые данные говорят о том, что уже к 2050 году среднегодовая температура будет на 3 градуса выше, а уровень Мирового океана поднимется на 2,5 метра в сравнении с 1850 годом. Но даже, если остановить выбросы парниковых газов немедленно, то среднегодовая температура всё равно будет подниматься ещё очень долго, т.к. это процесс инерционный и уже те объёмы парниковых газов, что уже выброшены в атмосферу, ещё долгие годы будут оказывать негативное влияние на климат. Климатические последствия глобального потепления уже сейчас ярко себя проявляют в виде засух, ураганов, смерчей и т.д. и ситуация будет ухудшаться год от года.
Нефть сегодня является самым потребляемым первичным источником энергии — треть всей энергии человечество получает от сжигания нефти. В общем же, около 90% всей добываемой нефти идёт на производство различных видов топлива и только оставшиеся 10% перерабатывается для неэнергетического использования. Поэтому переход на электрическую тягу является очень важным с точки зрения экологических аспектов и сохранения здоровья населения в загазованных мегаполисах. Наметившиеся тенденции увеличения выпуска электромобилей безусловно способны улучшить экологическую обстановку в городах, более того, ряд экспертов утверждает, что при помощи специальных двух или трёх ставочных тарифов на зарядных станциях возможно сгладить пики потребления электроэнергии в течение суток, увеличив потребность в электроэнергии в ночные часы, что позволит увеличить выработку электроэнергии на электростанциях, работающих в базовом режиме. Речь идёт, в первую очередь, об атомных станциях, конечно. Нужно признать, что это интересное предложение, однако требующее огромных инвестиций, фактически речь идёт о том, что для каждого электромобиля должна быть размещена своя розетка с таймером включения зарядки электромобиля, например, на стоянке. В ночные часы, когда потребление энергии снижается, спрос на неё поддерживался бы за счёт зарядки миллионов электромобилей. Теоретически это выглядит логично и реалистично, а вот как на практике, и сколько это потребует инвестиций?
В настоящее время много пишется о создании станций зарядки, использующих «зелёную» электроэнергию от солнечных батарей и ветрогенераторов. Идеи также хорошие, но давайте посмотрим из окна московской квартиры: небо закрыто тучами, ветра нет, что означает, такое решение не годится для России и стран, находящихся в аналогичных климатических условиях. Идеальным и универсальным решением при массовом переходе на электромобили может быть только техническое решение, когда электромобиль сам генерирует электрический ток, необходимый для создания тяговой силы.
Возможно ли создать такое электрогенерирующее устройство, которое бы не только способно было генерировать достаточную тяговую мощность при движении электромобиля, но и имело бы компактные размеры, позволяющие разместить его внутри корпуса электромобиля? Ещё несколько лет назад одни только мысли об этом вызвали море насмешек и волну критики. Но стремительное изменение вектора развития автотранспорта коренным образом меняет ситуацию, все крупные автоконцерны включились в гонку по выпуску электромобилей. Борьба за покупателей только разворачивается, и тот, кто предложит наиболее беспроблемный в эксплуатации электромобиль по конкурентной цене, тому и будут принадлежать сердца и кошельки покупателей, а значит и преимущественная доля автомобильного рынка.
Обнадёживающая информация поступает из Германии. Немецко-американская компания NEUTRINO Energy Group предлагает к внедрению Neutrinovoltaic технологию – способ получения постоянного электрического тока под воздействием различных электромагнитных излучений, на основе которой создаются, в том числе, компактные автономные генераторы электрического тока для электромобилей. NEUTRINO Energy Group разрабатывает следующие концепции развития и внедрения источников постоянного электрического тока для нужд электромобильности:
Установка Neutrino Power Cubes на существующие электромобили с небольшой аккумуляторной батарей. Проведенные расчеты позволяют утверждать, что вырабатываемого электрического тока должно хватать для спокойного движения электромобиля по ровной дороге. Дополнительная тяга потребуется для совершения маневров обгона, движения в гору и начала движения. Для этих целей будет задействована дополнительная тяговая мощность от аккумуляторной батареи. В период стоянки или когда появляется избыточный ток от источника тока, он направляется на зарядку аккумуляторной батареи.
Планы также предусматривают изготовление всего корпуса электромобиля из метаматериалов, свойства которых не встречаются в существующих природных. Эти метаматериалы являются идеальными «строительными элементами» для проекта Pi-Car, одного из самых инновационных, энергоэффективных и экологичных проектов в не известных ранее масштабах. В рамках этой концепции предполагается, что сам корпус электромобиля будет «собирать» электроэнергию из окружающей среды. Для выполнения этой задачи компания привлекла к работам ведущих индийских специалистов в области наноматериалов и компьютерных сетей.
Каждый водитель знает, когда машина стоит на солнце, то корпус автомобиля сильно разогревается, и это тепло никак не используется. В данном же случае разогретый корпус электромобиля напрямую будет влиять на величину вырабатываемой энергии. Данное свойство очень важно в летний период для поездок на дальние расстояния.
Хольгер Шубарт, генеральный директор компании Neutrino Energy Group уверен, - «Будущее будут иметь только электромобили с установленной системой собственной электрогенерации, так как необходимость постоянно искать свободную розетку для зарядки электромобиля - довольно обременительное условие для водителей, что является в свою очередь, сдерживающим фактором для покупателей, как и время, необходимое для зарядки электромобиля. Созданная нами Neutrinovoltaic технология позволит закрыть эти узкие места при массовом переходе с автомобилей с двигателями внутреннего сгорания на электромобили.»
Иссякающие природные ресурсы станут вскоре одним из важнейших пунктов на повестке дня при решении самых актуальных вопросов современности: обеспечения постоянно растущего населения Планеты энергией, чистой водой и достаточным количеством питания. Такие прогрессивные технологии, краткосрочное внедрение которых и широкое применение в повседневной жизни – не фантастические истории, а научно доказанная реальность развития научно-технического прогресса на благо всего человечества, смогут сыграть важную роль в решении как экологических проблем, так и повлиять позитивно на снижение политической напряженности в нашем мире, полном конфликтов и противоречий.
