Продолжая начатый разговор о перспективе альтернативных источников энергии, разумный скепсис по отношению к которым выразил недавно российский президент, отметим, что энергетическая проблема разделяется на тепловую и транспортную.
Если говорить о традиционных источниках, для получения тепловой или электрической энергии можно использовать буквально «всё, что горит» – уголь, природный газ, мазут, дрова, наконец, атомную энергию… А вот для транспортных нужд сегодня в основном используются лишь нефтепродукты.
В последние годы широко популяризуется переход на электротранспорт. Не счесть публикаций на эту тему в СМИ, особенно восхваляющих «гения инноваций» Илона Маска, сумевшего запустить электромобили в серийное производство, причём его Теслы стали престижным продуктом. Статусность авто от Илона Маска служит компенсацией высокой цены и не лучших эксплуатационных характеристик.
Собственно, эти характеристики и стали причиной того, что ещё на заре автомобилизма электромобили проиграли соревнование машинам с двигателями внутреннего сгорания из-за того, что тогдашние аккумуляторы не смогли обеспечить равных с ДВС эксплуатационных характеристик – скорости и дальности пробега. Современные аккумуляторы отчасти улучшили ситуацию, но и они не позволяют достигнуть параметров традиционных машин.
Однако проблема в другом: для изготовления аккумуляторов нужны достаточно редкие химические элементы – литий и кадмий. Ныне, когда основная сфера применения высокоёмкостных аккумуляторов – мобильники и ноутбуки, запасов этих металлов хватает, но с массовым внедрением электротранспорта их физически не хватит, чтобы обеспечить резко выросшую потребность.
Правда, учёные не сидят без дела, и сейчас идёт работа над аккумуляторами на основе магния. С его доступностью проблем нет, и, по оценкам специалистов, если удастся решить технические вопросы, новые аккумуляторы будут куда производительнее и дешевле литий-ионных. Однако некоторые проблемы, связанные с тотальной электрификацией, никакие аккумуляторы не способны решить в принципе.
Одна из них – время зарядки. Обещают, что магний-графеновые аккумуляторы смогут заряжаться за считаные минуты, но как обеспечить подачу такой мощности на электромобиль? Ведь чтобы зарядить за 10 минут аккумулятор ёмкостью 90 Квт/часов (такие стоят на Теслах), на машину единовременно нужно подать с учётом неизбежных потерь 1000 Квт (1Мвт). Для сравнения: максимальная мощность Волховской ГЭС – 86 Мвт. То есть к каждой электрозаправке нужно будет подводить промышленную ЛЭП, а каждое заправочное место снабжать мощной подстанцией. И в самом автомобиле силовая аппаратура потянет не один десяток, если не сотни килограммов веса. В общем, заправляться так быстро, как машины на ДВС, у электромобилей не получится. А главный вопрос – где, собственно, брать электричество на это удовольствие? Ведь всеобщий переход транспорта на электричество потребует 30-40 процентного увеличения генерирующих мощностей. Ответ «свидетелей прогресса» – электричество на это даст солнечная энергетика. Именно этот источник энергии Илон Маск обещает использовать для презентованных им в ноябре 2017 года электрофур Tesla Semi. Правда, всё, что было показано публике, – это две футуристического вида машинки в статичном положении. Видео не только дорожных, но даже полигонных испытаний отсутствует по сей день, хотя начать их производство Маск обещал уже в 2019 г. Есть только 5-секундный анимационный ролик.
Сеть заполонили фотографии электрозаправок под навесами из солнечных батарей, сопровождаемые заголовками: «Будущее здесь», «Конец нефти», «Конец Газпрома» и т. п. Непонятно только, почему Илону Маску не пришла в голову совсем уж простая идея – разместить солнечные батареи прямо на крышах и капотах Тесл? Едешь в солнечную погоду (когда нет солнца – стоишь) и одновременно заряжаешься? Ответ прост: все эти навесы – элемент декора, призванный вводить в заблуждение наивных пользователей Интернета. Мощность существующих солнечных батарей не превышает 1 Квт на 20 м2. Такой навес может дать всего 10-20% необходимой мощности для зарядки одного электромобиля в экономном режиме, когда на зарядку уходит до 8 часов. Вот и не ставит Маск солнечные батареи на свои авто.
Энергию для электрификации транспорта придётся брать из тех же традиционных источников. Скорее всего, использовать в качестве топочного топлива электростанций ту самую нефть, расход которой сократится при электрификации транспорта. То есть гигантские затраты на реконструкцию целой отрасли (строительство новых электростанций, электросетей), а на выходе лишь снижение экономической и топливной эффективности.
Впрочем, у части адептов «мира без нефти» сохраняются надежды на так называемую водородную энергетику. На общедоступном уровне внушается мысль, что водород – это светлое энергетическое будущее всего человечества: мол, наиболее распространённый элемент на поверхности земли и в космосе, теплота сгорания водорода очень высока, а продуктом сгорания в кислороде является вода. Проблема лишь в том, что практически весь водород на Земле находится в виде соединений; доля водорода в виде несвязанного вещества составляет всего 0,00005 %. Между тем само горение – это процесс химического соединения того или иного вещества с кислородом с выделением энергии. Соответственно, практически весь наличествующий на Земле водород уже сгорел и в соответствии с законом сохранения энергии, чтобы вернуть его в химически чистое состояние (разделить воду на её составные части – кислород и водород), нужно потратить не меньше, а больше энергии, чем будет получено при его повторном сгорании. Поэтому говорить о водороде как об источнике энергии, мягко выражаясь, некорректно.
Можно говорить лишь об использовании водорода в качестве средства для аккумулирования и транспортировки энергии. В популярном виде схема выглядит так: на стационарной установке с использованием значительных объёмов электроэнергии получается химически чистый водород, а затем «заливается» в бак автомобиля. Однако и тут мы видим те же проблемы, что при электрификации транспорта.
Кстати, в плане экологии водороду очень мало уступает природный газ (точнее, выделяемый из него пропан), внедрение которого в транспорте происходит медленно ввиду технических сложностей. Для водорода же такие же сложности возрастают на порядок!
К этому нужно добавить, что водород крайне взрывоопасное вещество (куда опаснее пропана), при контакте с воздухом мгновенно испаряется (если он в сжиженном состоянии) и создаёт знаменитую гремучую смесь. Просто жутко представить последствия использования водорода на сотнях тысяч автозаправок и неизбежных аварий водородных автомобилей. А аварии при массовом применении водорода на бытовом уровне неизбежны.
В заключение же скажу, что никакие глобальные изменения не происходят так быстро, как обещают оптимистические прогнозы. В подтверждение приведу фрагмент из статьи, опубликованной в «Известиях» 31 декабря 1940 года: «Исследования показали, что один грамм урана при ядерном распаде должен дать столько энергии, сколько мы получаем при сжигании 2-3 т каменного угля… И дело здесь не только в том, что человечество получит новую энергетическую базу, в миллионы раз превышающую все до сих пор известное. Не только в том, что на смену истощающимся запасам угля и нефти придет новое «горючее», которое спасет промышленность от топливного голода. Дело в том, что начинается новая эра человеческого могущества… Получив власть над внутренним строением вещества, человек сможет использовать любые его количества в любых местах планеты. И только ли планеты? Человек сможет получать любые количества энергии и направлять их на любые цели…»
Прошло без малого 80 лет… А ведь атомная энергетика не была блефом, как 90% сенсационных открытий. Иначе стоит проблема перевода транспорта на электричество, которое потребует колоссальных вложений в инфраструктуру при сомнительной экономической эффективности. Так что «конец нефти» и прочих традиционных энергоносителей в обозримой перспективе не просматривается.
Антон Каневский, ФСК
Обязательно подписывайтесь на наши каналы, чтобы всегда быть в курсе самых интересных новостей News-Front|Яндекс Дзен и Телеграм-канал FRONTовые заметки