Автоутопия. Будущее машин - Бентли Джон

Пока человечество ждет перехода на электромобили и машины на водородном топливе, дизельные автомобили помогут свести к минимуму влияние на окружающую среду благодаря относительно низкому уровню выбросов CO2 (во многих случаях лучше, чем у бензиновых гибридов).

Реальное (а не мнимое) очищение автомобилей на дизеле сделало их более дорогими и сложными в производстве. Вместе с противосажевыми фильтрами в дизельные автомобили последних моделей устанавливают бак с реагентом AdBlue. Это бесцветный нетоксичный раствор мочевины и деминерализованной воды. Небольшое количество реагента через инжектор впрыскивается в поток отработавших газов. Под воздействием высоких температур происходит химическая реакция, в результате которой вредные оксиды азота распадаются на безопасные азот и воду.

Это работает. В реальных условиях вождения количество NOx уменьшается до 20 миллиграмм на километр. Нормативный предел – 80 миллиграмм. Даже автомобили последнего поколения регулярно выдавали 800 миллиграмм. Более того, исследователи из Университета Лафборо заявляют, что они изобрели технологию, которая снизит выбросы NOx у дизельных машин до 13 миллиграмм на километр. Вероятно, в этом нет большой необходимости.

Хотя 20 миллиграмм – все еще не ноль, мы сталкиваемся с другими, более серьезными проблемами, которые касаются загрязнения городов: например, с дровяными печами, строительной техникой, отоплением, бытовыми приборами и даже скромными свечами.

Современные машины на дизеле производят меньше твердых частиц, чем электромобили, которые, будучи зачастую тяжелее, создают шинную пыль и сильнее изнашивают тормоза. Сейчас противосажевые фильтры настолько хороши, что во время поездки по городу с загрязненным воздухом автомобиль собирает больше частиц, чем выделяет. Воздух, выходящий из выхлопной трубы, чище того, что в нее попадает. Ник Молден называет это «отрицательным уровнем выбросов». Электромобиль, напротив, не может похвастаться таким очищающим свойством, потому что у него нет выхлопной трубы и фильтров. Новые, более экологически чистые дизельные автомобили выделяют меньше вредных частиц, чем самые современные машины с бензиновыми двигателями.

Вопрос заключается в том, что делать со старыми автомобилями, в которых установлены дизельные двигатели, загрязняющие окружающую среду. В Европе приняли новые стандарты, включающие тесты на дорогах, но для утверждаемых моделей они действуют лишь с 1 сентября 2017 года, а для новых регистраций – с 1 сентября 2019 года. Очищение дизеля только началось.

Во время действия предыдущего стандарта с 2014 года были зарегистрированы как хорошие, так и очень плохие транспортные средства. Сочетание нестрого режима тестирования и желания производителей его обойти привело к тому, что в Европе прошли регистрацию машины с очень высоким уровнем выбросов, хотя формально закон никто не переступал. В настоящий момент владельцы дизельных автомобилей, соответствующих стандарту Euro 6, не платят взносы в зоне сверхнизких выбросов в Лондоне, а также им не запрещен въезд в немецкие города. Но если ситуация с загрязнением воздуха не улучшится, ездить по дорогам им осталось недолго. Многие придут в ярость. Ник Молден полагает, что производители захотят защитить свою репутацию – они станут предлагать владельцам недавно купленных автомобилей с вредными дизельными двигателями заменить их на новые машины.

Новенькие дизельные автомобили тоже нужно тщательно обслуживать. Чтобы они наносили столь малый вред окружающей среде, в них установлены сложные системы. Стоит какому-то элементу выйти из строя, как машина вновь становится такой же токсичной, как любитель сигар в пабе. Возможно, ежегодный техосмотр будет проводиться более тщательно. Также есть вероятность введения так называемого обнаружения по видимому контуру. Полицейские на патрульной машине будут следовать за автомобилем и физически фиксировать то, что выходит из выхлопной трубы во время езды. Процесс займет около 30 секунд. Это напоминает работу автоинспекторов, но вместо измерения скорости ручным радаром они будут обследовать выхлопные трубы.

Топливо будущего

Другие виды топлива тоже способны сделать двигатель внутреннего сгорания более экологически безвредным. Одна из амбициозных идей – синтетическое топливо. В нем углекислый газ, собранный из воздуха, соединяется с водородом, что создает возобновляемое электричество. В тех уголках планеты, где существует переизбыток солнечной энергии, построят огромные перерабатывающие заводы. Большие вентиляторы для вытяжки CO2 будут втягивать окружающий воздух через пластмассовые гофрированные листы, покрытые гидроксидом калия. Каждый завод в среднем должен получать миллион тонн в год. Это равняется объему CO2, который выделяют примерно 250 000 машин.

Идеальным местом для таких предприятий послужат пустыни. Профессор Джейми Тернер работает на факультете машиностроения в центре исследований силовых агрегатов и транспортных средств при Университете Бата. Ученый считает, что 2000 квадратных километров в Сахаре хватит для того, чтобы полностью удовлетворить транспортные потребности европейцев. И хотя синтетическое топливо в процессе горения будет выделять углекислый газ, процесс замкнется, потому что для самого топлива используют CO2, который уже находится в воздухе.

Основная проблема в том, что этот процесс крайне неэффективен. Из-за того, что водород получают из воды, а углерод – из воздуха, сейчас уровень эффективности равен лишь 15 %. Следовательно, стоимость 1 литра синтетического топлива будет превышать стоимость обычного в несколько раз даже при массовом производстве.

Вольфганг Зиберт сказал мне, что «синтетические виды топлива будут использоваться там, где удельная энергоемкость – это главный показатель». Он не сомневается, что в будущем самолеты станут заправлять синтетическим топливом, так как оно выдает больше всего энергии на килограмм. Специалисты Mazda пытаются создать синтетическое топливо биологическими методами в лабораториях, чтобы снизить его стоимость. Пока что им удалось изготовить его в небольшом количестве.

Сжиженный углеводородный газ (СУГ), или пропан-бутан автомобильный, также поможет заполнить пробел, пока транспорт на водороде и электричестве не распространится повсеместно. Это топливо используется с конца 1920-х годов. Оно считается побочным продуктом при переработке природного газа. Сейчас СУГ применяют в качестве топлива лишь для 3 % автомобилей, но в некоторых странах он пользуется большой популярностью. В Армении от 20 до 30 % машин ездят на автомобильном пропан-бутане. В Турции – 10 %. Польша, Италия и Япония тоже не отстают. По некоторым подсчетам в Великобритании 170 000 автомобилей были переделаны таким образом, чтобы заправляться СУГ. За все время было построено 1400 станций, поэтому заправиться не составляет труда.

Большинство бензиновых двигателей можно перевести на другое топливо. Независимые тесты показали, что выбросы CO2 в таком случае на 20 % меньше, чем в среднем от бензиновых двигателей. Тем не менее существуют причины, по которым такая практика не приобретет больших масштабов. Автомобили во время разогрева все еще лучше работают на неэтилированном топливе, поэтому оригинальный топливный бак и топливную систему нужно сохранить. Обычная машина расходует один бак неэтилированного бензина на каждые пять баков пропан-бутана. Дополнительный топливный бак посягает на место в багажнике, а сама услуга перевода на новое топливо стоит немало – около 2000 фунтов стерлингов. Отбить вложения получится только после того, как автомобиль проедет 50 000 километров. Кроме того, СУГ тяжелее воздуха, а значит, он будет оседать в углублениях. По этой причине он считается взрывоопасным и запрещен на многих стоянках и в тоннеле под Ла-Маншем. Так что лучше переплыть на пароме. Будем надеяться, что он не загорится.

У природного газа тоже есть свои недостатки. Сейчас этот источник энергии доступен в больших количествах благодаря открытию и разработке месторождений сланцевого газа. По данным организации NGV Global, которая собирает статистику в этой области, к 2024 году количество транспорта на газе достигнет отметки 30 миллионов единиц. Большие фуры можно заправлять сжиженным природным газом (СПГ), который вряд ли попадет в топливный бак вашего автомобиля, только если вы не живете в стране с очень холодным климатом. Это криогенная жидкость, получаемая при сжатии и охлаждении природного газа до температуры −160 °C. Компримированный природный газ (КПГ) более применим к обычным автомобилям, так как его можно хранить в баках под высоким давлением. Объем выбросов CO2 машин на КПГ обычно равняется 60–80 % от объема выбросов автомобилей на бензине. Кроме того, они выделяют гораздо меньше NOx. Однако топливный бак таких машин занимает больше места и заправлять его придется чуть дольше. Автомобили на газовом топливе могут стать временным решением, пока весь мир не перейдет на электромобили, но вряд ли они смогут задержаться надолго.