Пей все, что горит!

И перспектива нефтяного топлива ясна – донышко «бочки» уже прощупывается.

Производители автомобилей это знают и уже сегодня вовсю ищут альтернативу бензину. Узнать о последних достижениях в этой области помогла компания «Мишлен», уже в девятый раз собравшая под одной крышей всех, кто работает в этом направлении и готов показать свои новейшие разработки. Сегодня основных нефтезамещающих вариантов не так уж много: спирт и его смесь с бензином, природный газ, электричество и водород.

Но всех их, за исключением, пожалуй, электричества, объединяет одно: они – горючее. То есть топливо для тепловых двигателей. А значит, принципиально они ничем не отличаются от дров, угля, соломы или, например, подсолнечного масла. И двигатели, его сжигающие, по сути недалеко ушли от паровозов. Разве что коэффициент полезного действия стал выше, от 5–7 паровозных процентов поднялся к 30, и копоти поменьше.

Достоинства и недостатки этих топлив известны. Спирт относительно дешев, и пока светит солнце и в листьях растений идет фотосинтез, проблем с производством «огненной воды» не предвидится. Недостаток – существенно меньшая, чем у нефтяного топлива, теплотворная способность и большая скрытая теплота парообразования: испаряясь, он остывает, что при холодном климате создает дополнительные проблемы для эксплуатации автомобиля.

Зато спирт легко смешивается с бензином. Смеси с содержанием этанола до 20% можно использовать на любом бензиновом двигателе без переделок последнего. Если больше – нужны иные настройки систем зажигания и питания. Тем не менее только в США в прошлом году 30% бензина продавали в смеси с этанолом, что позволило сократить выброс 7,8 млн. тонн парниковых газов (в СО2 эквиваленте). А это примерно равно выхлопам 1,18 млн. автомобилей.

Природный газ – идеальное топливо для котельной или кухонной плиты, но чтобы обеспечить автомобилю приемлемый запас хода, газ приходится сжимать до 200 атм и в таком виде хранить в баллонах. А это дополнительные вес и объем. Значит, при прочих равных условиях, на борту будет меньше полезного груза и места в багажнике.

Водород, кроме того, сгорает без дыма и копоти – в выхлопе дистиллированная вода. Обладает огромной энергией, но, к сожалению, летуч и легок. Поэтому пока возимый запас его в легковушке ограничивается несколькими килограммами и, как следствие, – небольшой пробег.

Электричество тоже давно пытается завоевать место под капотом. Главных направлений атаки на нефтепродукт – три. Первое, уже далеко не новое – аккумуляторные батареи. Пробег без подзарядки обычно около сотни километров, впечатляющая динамика, бесшумность и отсутствие выхлопа делают их весьма привлекательными для крупных городов. Только они – частичное решение проблемы. Аккумуляторы все еще очень тяжелы и в их пользу приходится жертвовать грузоподъемностью. Да и электричество нужно где-то брать – в домашней розетке оно тоже есть не чудесным образом. Большую часть его генерируют тепловые электростанции, а значит, горит тот же уголь, мазут, газ. Если подсчитать КПД цепочки, вряд ли получится заметный выигрыш.

Второе направление – получение электричества на самом автомобиле. Наиболее близкий нам пример – вазовский АНТЕЛ – автомобиль на топливных элементах. Электрохимический генератор напрямую преобразует углеводородное топливо или водород в электричество, которым питаются тяговые электромоторы. Но пока топливные элементы очень дороги: дешевле купить самолет.

Солнечные батареи – самый экологически чистый способ заставить машину ехать без бензина. Энергия бесплатна, но доступна только днем и преимущественно в южных широтах. А значит, не обойтись без аккумуляторных батарей и присущих им недостатков. К тому же, чтобы наловить солнечных «зайцев» для одноместной машинки, площадь фотоэлементов должна быть около десятка квадратных метров. В современных городах солнца просто на всех не хватит.

Пожалуй, наиболее реальны ближайшие перспективы у гибридных автомобилей. Небольшой ДВС их работает в основном в оптимальном установившемся режиме и крутит генератор, установленный между двигателем и коробкой передач. Тот в свою очередь заряжает буферную батарею, отдающую по мере необходимости ток тяговым электродвигателям. Для интенсивных разгонов используется суммарная мощность установки – электротяга от батарей и сам ДВС, для равномерного движения – электричество, а при торможении часть энергии через тот же генератор возвращается в батарею. Отсюда экономия топлива и уменьшение нагрузки на природу.

И все же сколь ни изобретателен ум человека, а по совокупности эксплуатационных качеств лучше своих ног пока ничего нет, разве что чужие.