Как это работаетToyota против Tesla: кто создаст экомобиль будущего
Все недостатки и достоинства электрокара и водородомобиля
материал подготовил
Артём Лучко
На прошлой неделе японский автогигант наконец раскрыл детали своей долгожданной модели, получившей название Toyota FCV. Автомобиль приводится в движение электромотором, энергию для которого силовая установка получает в ходе химической реакции между водородом и кислородом. Выхлопом же автомобиля на топливных ячейках является обычная вода. При этом Toyota также обещает представить гибридную версию авто на этой же базе. Машина поступит в продажу в Японии до апреля 2015 года, а в США и Европе — уже летом 2014 года.
Цена автомобиля в Японии составит 7 миллионов иен, или около $69 000
по текущему курсу, что ставит его в одну категорию с Model S, стоимость которой варьируется от $62 400 до $87 400. Очевидно, что это серьёзная заявка на то, чтобы сместить Tesla с позиции главного евангелиста высокотехнологичного «зелёного» транспорта будущего. Мы решили разобраться в особенностях двух автомобилей и сравнить их недостатки и достоинства.
Репортаж
Как создаются
электромобили Tesla
Предыстория противостояния
Toyota в 2010 году инвестировала $ 50 млн
в Tesla Motor
Электромобили были изобретены ещё в XIX веке, но они не стали популярными из-за всех связанных с ними ограничений и быстрого прогресса бензиновых транспортных средств. На долгие десятилетия электромобили канули в небытие, однако в конце нулевых интерес к ним снова вернулся. В настоящее время серийно выпускается целый ряд электромобилей, включая Chevrolet Volt, Volvo C30 BEV, Nissan LEAF, и многие другие. Однако самой заметной в этом ряду является Tesla Model S, изменившая представление об электрокарах.
Компании Tesla и Toyota связывают давние партнёрские отношения. Toyota Motor в далёком 2010 году инвестировала $ 50 млн в Tesla Motor, заполучив таким образом 3-процентную долю в перспективном стартапе. В 2011 году компании подписали 100-миллионную сделку о совместной разработке Toyota RAV4, который был оборудован электродвигателями Tesla. Однако электрическая версия кроссовера продавалась плохо, несмотря на выгодные условия кредитования и прочие стимулирующие факторы. В тот момент руководство Toyota осознало, что топливные элементы с нулевым уровнем выбросов — более надёжная и жизнеспособная технология.
Toyota RAV4, оборудованный электродигателем Tesla
В тот момент Toyota официально объявила о продолжении сотрудничества с Tesla и о «переосмыслении» своего электромобиля RAV4, однако свой фокус японский автопроизводитель сместил на четырёхдверный седан на водородных топливных элементах, который компания планировала представить в Калифорнии в следующем году. И вот, наконец, японский автопроизводитель представил своё детище.
↑ Tesla Model S — на первом изображении и Toyota FCV — на втором
Плюсы и минусы
Tesla Model S и Toyota FCV
Расстояние на одной заправке
Model S с модернизированной батареей на 85 кВтч может проехать 306 миль (около 492 км). При этом 20 минут зарядки на специальной зарядной станции пополнят запас батареи наполовину, что позволяет проехать ещё около 170 миль (273 км). Национальная академия наук (NAS) называет эту проблему в качестве самого существенного фактора, который не позволяет выйти электромобилю в масс-маркет.
Запас хода Toyota FCV составит 435 миль
(700 км), а на пополнение топливных ячеек уходит
всего 3 минуты.
Производительность
Model S разгоняется от 0 до 100 километров в час за рекордные 4 секунды и развивает максимальную скорость 201 км/ч.
Разгон до 100 км/ч у Toyota FCV должен занимать около 10 секунд, а максимальная скорость составляет 160 км/ч.
Стоимость заправки
Model S потребляет только электричество, которое гораздо дешевле и доступнее, чем водородное топливо. Все автомобили Tesla Motors поставляются с комплектом для домашней зарядки. Цены на электричество варьируются, однако в большинстве штатов миля пути будет стоить 2–3 цента. Кроме того, «медленная» зарядка на заправочных станциях компании Tesla останется бесплатной. Но быстрая замена аккумулятора обойдётся владельцу машины в сумму $60–80 (что примерно соответствует стоимости полного бака бензина).
Toyota FCV заправляется водородом. Пусть это и есть самый распространённый элемент во Вселенной, водородные заправки являются большой экзотикой. Водородное топливо в США будет обходиться владельцу Toyota примерно в $4,5 за кг, то есть, чтобы проехать одну милю, американец заплатит около 7,5 центов. Точных объёмов топливных резервуаров Toyota пока нет, предполагается, что они вмещают около 6–7 кг, а значит, заправка авто под завязку обойдётся владельцу примерно в $30.
Стоимость авто
Литиево-ионные батареи, которыми оснащены большинство электромобилей (включая Model S), стоят очень дорого. И хотя их цена значительно снижается, даже при оптимистических прогнозах, к 2030 году их стоимость упадёт не ниже $200–$250 за 1 кВтч. То есть аккумулятор ёмкостью 85 кВтч с запасом хода в 300 миль (482 км) будет стоить $17 тыс. А к 2050 году он будет стоить около $13 тыс. Кроме того, специалисты из NAS заявили, что, если в настоящее время авто с бензиновым двигателем может проехать около 300 миль на одном баке, то очень немногие из доступных электромобилей могут преодолеть более 100 миль. Другими словами, машины с аккумуляторами на 300 миль и более, которые сможет себе позволить средний класс, ожидаются очень и очень не скоро.
Цена на водородные элементы, установленные в Toyota FCV, в последние годы сокращается намного более заметно, благодаря тому, что специалистам удалось сократить использование платины. Согласно докладу NAS, система топливных элементов для крупносерийного автомобиля к 2015 году обойдётся в $39 за киловатт. Министерство энергетики США обещает, что к 2030 году средняя цена на FuelCell-авто упадёт до $ 34 тыс.
Сеть заправочных станций
Владельцы Model S уже сейчас с комфортом могут заряжать свои автомобили хотя бы на отрезке от Сан-Франциско до Лос-Анджелеса.
Один из главных и очевидных недостатков Toyota FCV — отсутствие необходимой инфраструктуры, и в первую очередь заправочных станций с водородным топливом. На карте только зелёным цветом отмечены действующие станции. Жёлтые метки — это станции, которые только планируется ввести в эксплуатацию, оранжевые — частные заправки, где каждый желающий заправиться не сможет.
Экологичность
В то время как автомобили с литиево-ионными аккумуляторами называются экологичными и «зелёными», они загрязняют среду точно так же, если не сильнее машин с бензиновым двигателем. Дело в том, что 67 % электричества в мире — это результат сжигания ископаемых углеводородов (угля, мазута и газа). Кроме того, по подсчётам экспертов выходит, что на каждый киловатт (или лошадиную силу) мощности электромобиль сжигает примерно столько же условных единиц угля или мазута, сколько бензина сжигает традиционный двигатель внутреннего сгорания. Добавим к этому то, что при производстве только одного аккумулятора в атмосферу выбрасывается более 4,5 тонн углекислого газа. Ещё одна проблема — утилизация аккумуляторов, что уже давно вызывает озабоченность органов здравоохранения и различных экологических организаций. Tesla планирует перерабатывать свои аккумуляторные блоки, которые прослужили 7–10 лет на специализированном заводе в Умикоре, Бельгия. В результате процесса ультра-термической переработки сплавы кобальта, никеля и других металлов могут быть использованы повторно.
Топливный элемент, установленный в Toyota FCV, подобен батарее — он вырабатывает постоянный ток путём химической реакции. Топливный элемент включает анод, катод и электролит. Однако, в отличие от батарей, топливные элементы не могут накапливать электрическую энергию, не разряжаются и не требуют электричества для повторной зарядки. Топливные элементы могут вырабатывать электроэнергию, пока они имеют запас топлива и воздуха. В отличие от других генераторов, таких как двигатели внутреннего сгорания или турбины, работающие на газе, угле, мазуте и пр., топливные элементы не сжигают топливо. Однако автомобиль на водороде, по сути, потребляет в 4 раза больше энергии на милю, чем электромобиль, так как для получения чистого водорода из природного газа требуется затратить большое количество энергии. И хотя при производстве водорода выбросы диоксида углерода в два раза меньше, чем нынешние выбросы от автомобилей с бензиновым двигателем, их всё равно не избежать. Кроме того, внутри топливного элемента Toyota FCV и аналогичных авто находятся катализаторы из платины, которые способствуют реакции между водородом и кислородом. Помимо того что платина является более дорогим и дефицитным элементом, чем литий, её производство намного больше загрязняет окружающую среду.
Безопасность
Многочисленные исследования, проводимые ведущими мировыми компаниями и специалистами, рассматривали воздействие электромагнитного поля электрокара на всех находящихся внутри автомобиля людей. В итоге комиссия пришла к выводу, что электрокары абсолютно безопасны для здоровья, а значение создаваемого электрооборудованием магнитного поля на несколько порядков меньше даже рекомендуемого показателя. Кроме того, Tesla Model S заработал рекордно высокий рейтинг безопасности Национальной администрации безопасности дорожного движения США (NHTSA). Причём как в целом, так и в каждой отдельной категории.
В случае с Toyota FCV всё выглядит гораздо менее безопасно. Во-первых, изготовление, зарядка и эксплуатация баллонов с водородом требуют особых мер предосторожности. Для работы с ними требуются специальное оборудование и квалификация, а малейшая неисправность может обернуться катастрофой, при этом взрыв автомобиля на водороде намного превзойдёт по мощности и зрелищности взрыв автомобиля на пропане. Стандарты безопасности, хранения, транспортировки, применения водорода пока только разрабатываются, и получение сервисного обслуживания автомобилей на топливных элементах может быть затруднено. Toyota убеждает, что она преодолела проблемы безопасности и надёжности топливных ячеек, которые мешали развитию технологии в прошлом. Безопасность водородомобилей дополнительно доказали инженеры Hyundai, открывшие огонь пулями 50 калибра по резервуару с водородными топливными элементами, после чего не произошло ни воспламенения, ни взрыва.
Автомобили на топливных элементах готовятся выпустить Honda и Hyundai, и все крупные автопроизводители заняты развитием этой технологии. Зачем? Потому что они вполне могут стать автомобилем будущего. Однако перед FuelCell-авто стоят примерно те же проблемы, что и перед электромобилями. На мировой карте по-прежнему сложно найти заправки для транспорта на альтернативном топливе, и если аккумулятор можно зарядить от домашней розетки, то раздобыть баллон с водородом — задача не из лёгких. Тем не менее США, а также страны Европы и Азии уже вплотную заняты созданием всех необходимых условий для обоих типов «зелёных» машин. Удручает то, что назвать их абсолютно экологичными можно лишь с большой натяжкой. И пусть как такового выхлопа у них нет, в ходе их производства и утилизации среда будет страдать не меньше (а возможно, и больше), чем в случае с бензиновыми «старшими братьями». А выработка электроэнергии и водородного топлива для высокотехнологичных суперкаров по-прежнему требует допотопных методов сжигания мазута, газа и угля.
Комментарии
Подписаться