E-педемия: история о том, как электромобили захватили дороги мира

В конце 1830-х начали появляться первые электролокомотивы, которые могли перевозить грузы по железной дороге. Дальность их хода была ограничена несколькими километрами, а гальванические батареи требовали замены после использования.

Перезаряжаемые источники энергии появились только в 1859 году. Первым полноценным электромобилем стала трехколесная повозка Густава Труве, представленная в 1881 году на Международной электрической выставке в Париже. В движение она приводилась доработанным электромотором Siemens, а питалась при помощи новейших на тот момент свинцово-кислотных аккумуляторов.

Машина в серию не пошла, однако с тех пор во всех развитых странах начал появляться электрический автотранспорт. Например, еще в 1885 году владелец петербургской мастерской «Сила и свет» инженер-электрик Г. А. Щавинский сконструировал электромобиль.

В 1899-м инженер Ипполит Романов создал первый электрический омнибус (предок современных электробусов) на 17 пассажиров. Технически он был схож с американскими электромобилями фирмы «Морис-Салом», выпускавшимися с 1898 года. Запас хода составлял 64 км, а мощность порядка четырех лошадиных сил, машина могла разгоняться до 37,4 км/ч. Для нее даже разработали схему десяти городских пассажирских маршрутов, однако финансирования на реализацию проекта найти не удалось.

В 1897 году в Лондоне появилась целая сеть электрических таксомоторов. К концу столетия в США лишь 22% процента автомобилей были бензиновыми. Оставшуюся долю рынка практически поровну делили традиционные паровые и современные электрические транспортные средства. Такую популярность электромоторов легко было объяснить. В отличие от других видов силовых установок, они не издавали такого сильного шума, не производили вибраций, а на запуск не приходилось тратить драгоценное время (вплоть до 45 минут в условиях заморозков).

Кроме того, электромобили уже в конце XIX века стали рекордсменами во многих дисциплинах. Например, в 1899 году электроболид с пулеобразным корпусом дизайна Фердинанда Порше и полным приводом впервые в истории автомобилестроения преодолел скоростной барьер в 100 км/ч, установив мировой рекорд на отметке 105,882 км/ч.

Другой электромобиль поставил рекорд по дальности пробега без подзарядки: машина «Борланд Электрик» проехала 167 км от Чикаго до Милуоки.

В итоге в конце XIX и начале XX веков электрические машины активно использовались в качестве общественного транспорта. В одном Нью-Йорке к началу 1900-х работало более 600 электрических кэбов. А чтобы избежать простоев, компания-оператор переоборудовала местную ледовую арену в станцию замены аккумуляторов. Кстати, именно такой способ быстрой перезарядки сейчас активно распространяется в Китае. Личные же электрокары были прерогативой богатых горожан, ищущих комфорта в ежедневных поездках.

Тренд развития электромобилей продолжили 1910-1920-е годы. Объемы производства росли, дальность хода машин увеличивалась. Тем не менее, их век завершился очень стремительно. Виной тому лишь обстоятельства нового мира, строившегося на нефти. Именно в тот период был найден ряд нефтяных месторождений, что сделало бензин более доступным. К тому же дорожная инфраструктура США не стояла на месте. Средняя дальность поездки на личном автомобиле возросла, и электрокары, подзарядка которых тогда была долгой и неудобной, не вписывались в новые реалии. Скоростных характеристик рядового автомобиля на электротяге хватало для перемещения по городу, но на новых шоссе максимальной скорости в районе 30 км/ч уже совсем не было достаточно.

При этом и транспорт на ископаемом топливе активно развивался. В 1911 году Чарльз Кеттеринг изобрел электростартер, позволявший запускать бензиновый автомобиль так же быстро и легко, как электрический. Появившиеся глушители снизили уровень шума, а массовое конвейерное производство таких машин, как Ford Model T сделало бензиновые автомобили многократно более дешевыми, что окончательно убило частный электротранспорт в 1910-1930-е годы.

В 40-50-х электромобили использовали для развозки товаров внутри городов. В Великобритании электрические фургончики, доставлявшие продукты, составляли 90% всего электротранспорта в стране.

На протяжении следующих десятилетий об электрокарах вспоминали не раз. Это было вызвано как перевернувшим всю автомобильную индустрию топливным кризисом 70-х, так и желанием автопроизводителей поэкспериментировать. Тем не менее, ни прототипы Автоваза, ни штучные переделки американских концернов большого спроса не получили. Государству и тесно связанным с ним нефтяным империям такие машины нужны не были. Потребители тоже не хотели их покупать, так как бензиновый автомобиль в таком же кузове был и дешевле, и лучше.

Следующий виток развития частного электротранспорта начинается в 1990 году. Тогда Калифорнийский Комитет Воздушных Ресурсов внедрил меры по увеличению доли экологически чистых машин, продаваемых в штате. Одними из первых отреагировали General Motors. В 1996-м на рынке появилось их электрическое купе EV1. Запас хода электромобиля нового поколения составлял всего 112 км, однако позже его удалось увеличить до 257 км посредством установки никель-металл-гидридного аккумулятора.

Примечательно, что эту машину нельзя было купить. Компания отдавала EV1 в лизинг по завышенной цене. В итоге этой услугой воспользовались лишь 800 человек, а после окончания договора аренды все машины были изъяты и уничтожены.

Тогда активисты обвинили General Motors в том, что они сделали все для того, чтобы электрокар провалился. И действительно, EV1 практически не рекламировали, а несколько образцов были специально испорчены и в таком виде переданы в музеи и университеты. Руководство концерна тогда пыталось оправдать свои действия низким спросом, однако есть информация о том, что у них был список из по меньшей мере пяти тысяч людей, оставивших заявку на покупку нового электромобиля.

К тому же в 2003 году мандат об экологически чистом транспорте был отозван, а глава Калифорнийского Комитета Воздушных Ресурсов поменял место работы. Такие изменения связывают с сильным политическим давлением автопроизводителей и нефтяных компаний. Об этой истории даже сняли документальный фильм «Кто убил электромобиль?». Тем не менее, теперь электрический транспорт перестал быть атавизмом, превратившись в довольно важный объект общественно-политической дискуссии.

Как ни странно, начало истории грандиозного успеха электромобилей было положено в том же году, и в том же месте. В 2003 году группа инженеров и предпринимателей, до этого создавшая платежный сервис PayPal, основала компанию Tesla Motors. Спустя пять лет началось производство Tesla Roadster.

Несмотря на то, что цена первой машины от Илона Маска начиналась с огромных по тем временам 80 тыс. долларов, а сам родстер был лишь переделанным под электрокар Lotus Elise, его продажи за 4 года достигли приблизительно 2,5 тыс. экземпляров. Причиной тому стал не только набирающий популярность тренд на экологичный образ жизни, но и отменные характеристики электрокара.

Roadster стал первой серийной машиной на электрическом ходу, способной без подзарядки преодолевать расстояние в более чем 200 миль (320 км). К тому же он отличался динамикой настоящего спорткара, разгоняясь до первой сотни меньше чем за 4 секунды.

Конечно, автогиганты по всему миру не могли проигнорировать появление новой ниши на рынке. Первыми отреагировали японцы. За три года, с 2009 по 2012, было продано более 27 тыс. субкомпактных Mitsubishi i-MiEV.

В 2010 году появился первый полноценный современный пятидверный хэтчбек на электротяге — Nissan Leaf. Он стал первым электромобилем, выигравшим звание автомобиля года в Европе. Он же стал и первым по-настоящему массовым представителем своего вида.

В нашей стране электромобили никогда не пользовались большой популярностью. Даже с приходом их «золотой эры» на западе, в России скромные продажи электрокаров обеспечивала лишь небольшая прослойка энтузиастов. Несмотря на частные и заводские эксперименты, отечественного автомобиля на электрической тяге так и не появилось. После ухода с российского рынка подавляющего большинства западных автопроизводителей их место начали занимать китайские автоконцерны.

В силу того, что большая часть китайских автомобилей премиум-класса передвигается при помощи электроэнергии, доля таких машин на нашем рынке неуклонно растет. Если в 2022 году их было продано немногим более 2 тыс., то в 2023-м — больше 14 тыс. экземпляров.

Такие цифры объясняются еще и тем, что крупные российские города начинают по чуть-чуть развивать соответствующую инфраструктуру. Например, сейчас в России порядка 4500 электрических зарядных станций. При этом владельцы электромобилей могут не платить за парковку в центральной части своих городов, что играет важную роль при выборе автомобиля, особенно для жителей столицы.

И действительно, эти машины уже давно перестали быть медленными городскими повозками. Современные электрокары по многим параметрам превосходят самые лучшие образцы с двигателями внутреннего сгорания. Электромоторы практически бесшумны, их мощность огромна: некоторые гражданские модели развивают более 1000 лошадиных сил. При этом, в силу отсутствия коробки передач, тяга передается на колеса напрямую.

Тем не менее, у электро-бума есть и обратная сторона. Несмотря на то, что компания Илона Маска активно демпингует, электромобили в США все еще стоят дороже бензиновых, — в среднем разница составляет 20%. Кроме того, на вторичном рынке электрички теряют в стоимости в разы больше, чем автомобили с ДВС (3,6% за год) или даже гибриды (6,5% за год). Цифра в 31,8% просто ужасает. Связано это со многими факторами. В том числе и с вышеупомянутой политикой Tesla. Автовладельцы просто понимают, что переплатили за свой электрокар, и пытаются избавиться от него, но спросом такие предложения не пользуются, что и приводит к закономерному падению рынка.

Кроме того, ресурс аккумулятора, который снабжает машину энергией, ограничен. Tesla обещает, что их батарея проедет минимум 160 тыс. км, однако нет никакой гарантии, что предыдущий владелец следовал правилам эксплуатации. В случае чего, стоимость замены элементов питания практически равняется стоимости нового электрокара, от этого доверие к ним на рынке подержанных машин сильно падает.

А случаи, само собой, бывают. Во-первых, в гарантийном соглашении все той же Tesla говорится, что после 200-250 тыс. пробега аккумулятор сохранит порядка 70% емкости. Получается, что за несколько лет машина потеряет треть своей дальности хода. Во-вторых, батарея деградирует еще быстрее, если будет использоваться в холодном, или, наоборот, слишком жарком климате.

К тому же погода может помешать, даже при учете того, что аккумулятор еще совсем новый. Замеры дальности хода электрокаров, как правило, делаются в абсолютно «стерильных» условиях. В реальной жизни, когда на улице, например, зима, то есть минусовая температура, а в машине включены печка, подогрев сидений, фары, то заряд, которого должно было хватить на 320 км, заканчивается уже через 80.

Время зарядки — очередная трудность для владельцев «зеленых машин». Заряжать «электричку» от обычной сети имеет смысл только ночью, так как этот процесс обычно занимает несколько часов. Сейчас отстраиваются целые сети быстрых зарядок, однако пользователи все еще жалуются на их постоянную нехватку, особенно в провинции. Эта проблема встает еще острее, если вспомнить о том, что не все разъемы для зарядки унифицированы, поэтому поиск подходящей свободной станции может занять много времени.

К сожалению, электромобили стали новым вызовом для пожарных. Хотя случаи их возгорания происходят немногим чаще, чем у любых других машин, горение литий-ионных аккумуляторов остановить очень трудно. В силу особенностей конструкции они могут гореть часами, не нуждаясь в кислороде. В результате традиционные методы тушения автомобилей на них не действуют.

Австралийские пожарные рассказали, что на устранение возгорания обычной машины в среднем требуется от 2 до 4 тыс. л воды. Для электрокара эта цифра составляет 25-50 тыс. л, а такой водный ресурс трудно найти на автостраде вдалеке от гидрантов. Были случаи, когда остовы электромобилей загорались снова через один или несколько дней. Все это приводит к тому, что пожарные команды, которые и так перегружены работой, вынуждены тратить лишнее время на борьбу с горящими «электричками», пропуская другие вызовы.

Уже давно формировался общественный запрос на решение нарастающих проблем с экологией. Политики в демократических странах, так или иначе, стараются удовлетворять его. Кроме того, более массовое использование машин на электрической тяге позволяет развитым государствам снизить политическую и экономическую зависимость от «государств-бензоколонок».

Нет, я считаю, что это избыточная мера. Достаточно введения льгот и всяческого поощрения использования новых видов транспорта.

Сейчас это является одним из главных камней преткновения в вопросе электрификации частного автотранспорта. Преимущественно из-за сложных химических процессов, которые происходят во время производства литий-ионных батарей, выпуск электрокаров наносит больший вред природе. Например, один электрический Polestar 2 от Вольво, выехав с конвейера, уже выделил в атмосферу 24 т углекислого газа, тогда как у их же модели XC40 этот показатель находится на уровне 14 т. Чтобы сократить разрыв, нужно проехать на «электричке» 80-100 тыс. км, в европейских реалиях это занимает 5-7 лет.

Похожие выводы сделали и на западе. Оказалось, что компактный Smart на электрическом двигателе выбрасывает в воздух больше углекислого газа (в пересчете на ресурсы, потраченные на выработку электричества), чем его бензиновый аналог. Специалисты научно-технического университета Норвегии считают, что электрификация транспорта может иметь экологический смысл лишь в тех регионах, энергообеспечение которых не зависит от сжигания нефти, угля или лигнита.

При этом для безопасной переработки аккумулятора нужно чуть ли не в десять раз больше энергии, чем для его производства, что также, безусловно, негативно влияет на экологичность данного вида транспорта. Правда, сейчас подобной процедуре подвергается лишь 5% изношенных батарей. Остальные же преимущественно находятся на свалках и своеобразных кладбищах, отправляя почву.

Не стоит забывать и о том, что добыча лития, используемого при производстве элементов питания, сильно истощает окружающую среду, в том числе уменьшая запасы пресной воды в непосредственной близости от рудников (преимущественно Африка и Южная Америка).

Если мы говорим о наземном транспорте, то это трамвай. При правильном городском планировании за весь срок своей службы он не только произведет меньше всего вредных выбросов, но и будет наиболее экономически выгодным.

Да, на самом деле, масса твердых частиц, исходящих от изнашивающихся при использовании шин и тормозных колодок, в некоторых случаях даже больше, чем масса оных в выхлопных газах. Воздействие этого феномена на человеческое здоровье еще не изучено до конца, но уже точно известно, что мы можем вдыхать значительную часть этих элементов. Вопрос экологичности покрышек к сожалению до сих пор никак законодательно не регулируется.

Будем надеяться что есть, но пока трудно представить, какое именно. С одной стороны, электромобили, при учете появления аккумуляторов с меньшим содержанием лития станут чище. С другой, нынешние гибриды и автомобили на газовом топливе уже довольно экологичны, и их дальнейшее развитие может оказаться лучшим вариантом.

Материал был подготовлен совместно со студентами ОП «Медиакоммуникации» Санкт-Петербургского кампуса НИУ ВШЭ