Почему до 2005 г. широкое производство электромобилей было невозможным, что сделали нанотехнологии для усовершенствования аккумуляторов и на каких электромобилях мы будем ездить через 10-20 лет, рассказывает заведующий кафедрой электрохимии химфака МГУ, член-корреспондент РАН РФ Евгений Антипов.

Электромобили вчера и сегодня

Летом 2007 года среди американских студентов провели опрос: их попросили назвать десять главных угроз устойчивому развитию человеческой цивилизации. На первом месте, по их мнению, оказалась проблема иссякания невозобновляемых природных ресурсов.

03.11.2023 В Україні створили РЕБ «Піранья» для захисту бронетехніки від БПЛА 19.10.2023 Миколаївська верф SMG відновила роботу після російського вторгнення 06.11.2023 В «Укроборонпромі» заявили про серійне виробництво українських БПЛА, які летять на 1000 км 30.09.2023 Україна щомісяця нарощує виробництво озброєнь попри пошкодження 37 підприємств ОПК - Д.Шмигаль 30.09.2023 Президент України анонсував спецрежим для ОПК та створення оборонного фонду

Энергия термоядерного синтеза - это пока далекое будущее, а доступные сейчас возобновляемые источники энергии - ветер, солнце, приливы - дают энергию, во много раз более дорогую, чем природное топливо. Подсчитано, что

если покрыть солнечными батареями всю территорию Чада, этой энергии будет достаточно, чтобы покрыть все потребности человечества к 2050 году.

Однако и ветер, и Солнце, и приливы - это источники циклического действия. Поэтому их энергию необходимо накапливать с наименьшими потерями, то есть для этого нужны высокоэффективные аккумуляторы.

С другой стороны, от бензиновых двигателей страдает экология больших городов. Электромобили привлекательнее с точки зрения сохранения здоровья людей

Реальность такова, что мы не сможем уйти от использования ископаемых источников энергетического сырья в ближайшее время, поэтому перед нами стоит еще одна задача - использовать энергию как можно более эффективно и экономно. И для достижения этой цели тоже необходимо использовать аккумуляторы.

Внедрение электромобилей - возможность принципиально повысить эффективность использования энергии. Для сравнения: эффективность двигателя самого современного двигателя Audi 4.2 L при мощности в 326 л.с. составляет всего 40%, а эффективность передачи энергии от топливного бака к колесу - 20%. Эффективность мотора электромобиля мощностью 320 л.с. - более 90%, при близкой (90%) эффективности передачи энергии от аккумуляторных батарей к колесу. Энергоэффективность электромобилей связана и с их экономической привлекательностью при эксплуатации.

Один из коммерчески доступных сейчас электромобилей на литиевых аккумуляторах - Nissan Leaf - по цене на милю пробега обходится в три раза дешевле современных автомобилей с двигателем внутреннего сгорания (учитывая только энергозатраты).

Nissan Leaf с 2010 года продается в США и с прошлого года - в Европе. Его аккумулятор весит 300 кг, его мощность - 120 л.с., средний пробег на полной зарядке аккумулятора - 150 км, скорость - до 150 км/ч. От обычной розетки он заряжается семь часов, от специальной станции - тридцать минут. Он оснащен аккумулятором, где в качестве катода используется LiMn2O4. Сейчас планы большей части автомобильных компаний таковы, что за гибридами первого и второго поколения в 2012-2013 годах большинство серьезных игроков планируют вывести на рынок полноценные электромобили.

Таким образом, нет сомнения, что через 10-20 лет многие из нас будут ездить на электромобилях.

Тенденции рынка отражают привлекательность электромобилей. Перспективы рынка литиевых аккумуляторов выглядят сейчас очень многообещающе: в течение ближайших 10 лет их производство в ценовом исчислении увеличится более чем в пять раз. Эффективность инвестиций в этом секторе будет составлять 22% годовых на период до 2019 года. «Аккумуляторные технологии - один из самых важных аспектов, определяющих технологическое будущее человечества», - считает Чарли Мунгер, вице-президент компании «Беркшир», которой владеет Уоррен Баффет. Основной вклад в этот рост отрасли - до 40% к 2019 году (прирост инвестиций 80% в год) будут давать электромобили. Остальное - это портативная электроника, крупные накопители энергии и робототехника.

Стоит отметить, что до 2005 года производство электромобилей для широкого использования было невозможным.

Почему же сейчас они стали реальностью? Для этого нужно разобраться, как действовали литиевые аккумуляторы прошлого и как работают современные аккумуляторы.

Евгений Антипов

26 июля 2012 г.