С появлением внутреннего сгорания большие машины, которые, возможно, когда-то приводились в движение углем и паром, перешли на использование жидкого ископаемого топлива. Теперь революция электромобилей распространяется на транспортные отрасли, и ее значение среди них растет в геометрической прогрессии.
Сокращение выбросов является ключевым фактором в этом; Тяжелые промышленные дорожные транспортные средства производят почти шесть процентов от общего объема выбросов и треть выбросов транспортных средств только в ЕС. Принимая во внимание такие вещи, как железная дорога и судоходство, один из крупнейших виновников выбросов в мире, возможности для очистки воздуха с помощью электрических технологий огромны. И это не просто хорошо для промышленности, как того требуют правительства.
Помимо сокращения выбросов и соответствия местным, национальным и международным стандартам, электропривод является энергоэффективным и может создавать высокие показатели крутящего момента, что является ключевым фактором при перемещении тяжелых грузов. Дизельные двигатели, ближайший эквивалент с точки зрения мощности, преобразуют, например, только около 30-35 процентов энергии топлива в полезную мощность, тогда как электродвигатели достигают КПД, близкого к 90 процентам. С этой точки зрения понятно, почему электричество так привлекательно.
Однако всегда существует проблема воздействия на окружающую среду при фактическом производстве электромобилей, и производство аккумуляторов находится под особым вниманием. Добыча и переработка таких материалов, как никель, графит, медь и алюминий, требует больших затрат энергии, и в результате электромобили начинают свою жизнь с углеродным «долгом» еще до того, как они повернут колесо.
Но добыча полезных ископаемых становится все более экологичной, и одним из таких транспортных средств, помогающим достичь этого, является, возможно, самый большой в мире наземный электромобиль — 110-тонный Elektro Dumper. И его никогда не нужно перезаряжать.
Основанный на Komatsu HB 605-7 (нет, мы тоже никогда о нем не слышали), Elektro Dumper — или eDumper для краткости — имеет ширину 14 футов и высоту 14 футов. Без нагрузки он весит 45 тонн, пять из которых состоят из огромного аккумуляторного блока мощностью 700 кВтч, что примерно в семь раз превышает размер самого большого из существующих в настоящее время электромобилей высокого класса. Это приводит в действие электродвигатель мощностью 788 л.с. и крутящим моментом 7007 фунт-футов.
В настоящее время eDumper работает в карьере в Швейцарии, перевозя 65 тонн извести и мергеля с забоя на перерабатывающий завод. И именно эта схема подъема к карьеру без груза и спуска с карьера с максимальным весом позволяет eDumper генерировать больше энергии, чем он использует за счет рекуперативного торможения.
Недавно CNN отправила гонщика Формулы E Лукада ДиГрасси для тестирования eDumper, и после старта на перерабатывающем заводе с 80-процентным зарядом, поездка туда и обратно — возвращение с полной полезной нагрузкой — произвела достаточно, чтобы вернуться с 88-процентным зарядом. В день eDumper может генерировать до 200 кВт/ч дополнительного заряда и в течение года экономить от 11 000 до 22 000 галлонов дизельного топлива по сравнению с обычным дизель-электрическим самосвалом. Это, в свою очередь, предотвратит выброс в атмосферу 130 с лишним тонн CO2.
Хотя eDumper может быть самым большим электромобилем на суше, потенциал для еще более крупных электромобилей исходит из моря.
60-метровый в длину и 13-метровый в ширину электрический паром Ellen считается самым большим электромобилем в мире. Он имеет полезную нагрузку 198 пассажиров, а на открытой палубе может разместиться 31 автомобиль или пять грузовиков. Его регулярный маршрут составляет 22 морских мили между датскими островами Эрё и Фыншав, которые он преодолевает со скоростью до 15,5 узлов или почти 18 миль в час.
Эллен уникальна тем, что у нее нет на борту резервных дизельных двигателей, и, таким образом, это первый «правильный» полностью электрический паром, который начал обслуживать пассажиров. Она оснащена трансмиссией и системой управления энергопотреблением, разработанной датской компанией Danfoss Editron. Он состоит из двух приводов мощностью 1006 л.с. и двух подруливающих устройств мощностью 335 л.с.
Звездой шоу является просто огромный аккумуляторный блок мощностью 4,3 МВт, который заряжается с помощью береговой зарядной станции. Говорят, что это самая большая батарея в морском использовании и, следовательно, почти наверняка самая большая батарея, питающая движущееся транспортное средство, это чудо инженерной мысли. К сожалению, мы не знаем, что такое вход для зарядки, но справедливо предположить, что стандартный трехконтактный разъем не подойдет.
Доставка сильно загрязняет окружающую среду; Недавно выяснилось, что один только парк Carnival Cruise загрязняет окружающую среду больше, чем все автомобили в Европе вместе взятые. Эллен — это небольшой, но важный шаг в решении этой проблемы. Она экономит колоссальные 2000 тонн CO2, 42 тонны оксидов азота, 2,5 тонны твердых частиц и 1,4 тонны диоксида серы в год.
Учитывая, что качество воздуха вокруг портов, как правило, довольно ужасное, помимо более широкого воздействия на окружающую среду, Эллен делает жизнь тех, кто живет поблизости, чище и спокойнее. Качество воздуха в таких городах, как Лондон, также может быть довольно ужасным, поэтому правительства и городские власти обращаются к электромобилям, чтобы очистить его.
В Лондоне два миллиона человек живут в районах, страдающих от загрязнения воздуха, что является незаконным по международным стандартам. В этих зонах проживает около 400 000 детей; Здесь расположены 369 начальных и 86 средних школ. В Великобритании 40 000 смертей в год напрямую связаны с загрязнением воздуха.
Лондон улучшается, особенно с точки зрения очистки от диоксида азота — вредного газа, который выбрасывается в основном дизельными автомобилями. Такие инициативы, как Зона сверхнизких выбросов (ULEZ), первая в Европе, которая работает 24 часа в сутки, побуждают фирмы и частных лиц переходить на электромобили или грузовики, а также пользоваться общественным транспортом — общественным транспортом, который также зеленый.
Автобусы (и другие коммерческие автомобили) хорошо подходят для электрической мотивации благодаря предлагаемому крутящему моменту, но падают, поскольку их энергопотребление намного выше, чем у небольших транспортных средств. Однако по мере того, как чисто электрическая энергия побеждает в автомобилях, водородные топливные элементы нашли свою нишу в коммерческом транспорте, таком как автобусы.
Электрические автобусы на топливных элементах не являются чем-то новым для Лондона, они были представлены, когда Борис Джонсон был мэром. Это были только однопалубные суда, и поэтому они были ограничены в маршрутах, на которых они могли работать. Чтобы улучшить свою игру, Transport for London (TfL) в настоящее время инвестирует 12 миллионов фунтов стерлингов в 20 двухэтажных автобусов на топливных элементах, чтобы еще больше улучшить качество воздуха в столице. Фактически, Лондон станет первым городом в мире, в котором будут действовать такие акции.
Wrightbus Streetdeck может перевозить 64 пассажира и имеет стандартный запас хода в 200 миль (или 264 в расширенной версии), что достаточно, учитывая, что большинство лондонских автобусов не могут покрыть это в обычный день. Заправка занимает семь минут и может быть произведена на станции.
В рамках транспортной стратегии мэра Садика Хана TfL ограничивает собственный автопарк, вводя автобусные зоны ULEZ на некоторых из самых загруженных столичных дорог. В результате выбросы вредных NOx в этих зонах снижены на 90 %.
Многие люди добираются до городов и уезжают из них на поезде, а четверть подвижного состава Великобритании работает на дизельном топливе. Может ли водород быть альтернативой и на рельсах?
Правительство Великобритании хочет, чтобы дизельные поезда прекратились к 2040 году, но проблема, стоящая перед железными дорогами, заключается в том, что электрификация в некоторых районах нецелесообразна. Именно здесь может помочь технология водородных топливных элементов.
В настоящее время Германия является единственной страной в мире, где регулярно курсируют поезда на водородных топливных элементах, но Великобритания надеется последовать их примеру к 2022 году. К сожалению, из-за стандартного размера подвижного состава, существовавшего со времен Викторианской эпохи мы не можем просто купить поезда производства Alstom, которые там используются, — они слишком высоки для нашей сети.
Тем не менее, с помощью Alstom ведутся работы по переоборудованию существующего подвижного состава British Rail Type 321 в агрегаты, работающие на водородных топливных элементах. Различные вагоны, известные как электрические многоцелевые агрегаты, будут выполнять определенные функции по выработке электроэнергии, такие как хранение водорода, размещение топливных элементов и кабина. Эти поезда известны как «Бриз», и планируется, что они будут готовы к запуску в 2022 году.
Поезда с водородным двигателем будут наиболее распространены на севере Великобритании, где широко распространенная электрификация нецелесообразна. Уже проходят испытания поездов Hydroflex (созданных производителем Peterbrook при содействии Бирмингемского университета), которые были публично продемонстрированы, хотя и в очень ограниченном количестве, в начале этого года.
Общественный транспорт — не единственное, что становится чище в городах. Поскольку автомобили подвергаются штрафным санкциям, люди ищут новые виды личного транспорта для передвижения.
Это нормативный кошмар, но электрифицированные решения для личной мобильности становятся все более популярными во всем мире. В этой стране запрещено использование электромобилей, таких как сегвеи и некоторые электрические велосипеды, ни на дороге, ни на тротуаре, но это не значит, что так и останется.
Руководство обширное и несколько ошеломляющее, но по мере роста спроса на личную городскую мобильность мы считаем, что оно будет обновляться. Помимо общественного желания, существует необходимость сократить выбросы в городах, сократить автомобильный трафик и идти в ногу с другими странами. Многие производители также используют эти решения, поэтому лоббирование будет, не говоря уже о потенциальном доходе для государственного бюджета за счет НДС, лицензирования и других тарифов.
Густонаселенные, технологически ориентированные страны, такие как Япония и Китай, продвигают повестку дня в этой области. Совсем недавно китайская компания Segway-Ninebot выпустила электрический скутер, предназначенный для городского проката, который после использования сам доедет до зарядной станции, а не будет собираться и подключаться вручную. Он называется KickScooter T60 и имеет два колеса спереди и одно сзади для устойчивости, и будет использовать ИИ, чтобы найти путь обратно к зарядной док-станции без вмешательства человека — предположительно. На момент написания Segway-Ninebot еще не продемонстрировал эту способность...
Производители транспортных средств также быстро подхватили тенденцию к развитию персональной электрической мобильности. Audi создала e-tron Scooter, который представляет собой складной 12-килограммовый частично скейтборд, частично самокат, который можно брать с собой в поезда и автобусы и который позволит пользователям преодолевать 12,5 миль со скоростью до 12,5 миль в час. Audi настроена настолько серьезно, что скутер e-tron стоимостью 2000 евро поступит в продажу в следующем году.
По аналогии с e-tron Scooter VW продемонстрировал свой Cityskater на автосалоне в Женеве в начале этого года. Также разработанный как средство помощи пригородным поездам на «последней миле», он имеет дальность действия девять миль, может развивать скорость до 12 миль в час и складывается для хранения. Шаг вперед от Cityskater — это Streetmate — электрический скутер средней дальности и альтернатива чему-то вроде мопеда объемом 50 куб. Благодаря максимальной скорости 48 миль в час и запасу хода в 33 км он идеально подходит для длительных поездок по городу.
Мы только коснулись поверхности революции в области мобильности, которая происходит в разных секторах и функциях, но ясно одно:она будет осуществляться за счет электричества. Он может даже летать на электричестве, так как 14 сентября электрическое такси под названием Volocopter совершило свой первый полет в штаб-квартире Mercedes в Штутгарте. Основанный на технологии дронов, он предназначен для быстрой и чистой перевозки людей по городу, хотя, как и в случае с другими электрическими самолетами, основным ограничивающим фактором является дальность полета; Volocopter может проехать 16 миль без подзарядки. Но это начало.
Конечно, существует множество проблем, связанных с нагрузкой на электрические сети, регулированием и снижением воздействия производства на окружающую среду. Но это проблемы, которые необходимо будет решить по мере постепенного отказа от внутреннего сгорания в пользу более экологичных альтернатив.
Поездки на работу на машине:что беспокоит нас, британцев, в ежедневных поездках?
Развал-схождение — простой ключ к безопасному и здоровому автомобилю
Зарядка электромобиля
Changan Benben E-Star доступен с безкобальтовой батареей LFP (обновление)