Екологічний транспорт: чи є альтернатива електромобілям?

Світ дедалі голосніше говорить про електромобілі, і на вулицях їх видно все частіше. Та чи означає це, що інших екологічних рішень не існує? Розгляньмо кілька альтернатив, які здатні скласти конкуренцію батарейним авто.

Куди рухається світовий транспорт?

Багато країн проголошують дедалі жорсткіші плани щодо відмови від традиційних двигунів. ЄС, зокрема, має намір до 2035 року звести викиди нових легкових автівок до нуля. Кінцева мета очевидна: зменшити вплив на клімат та покращити якість повітря. Водночас розробляються різноманітні варіанти на кшталт водневих паливних комірок, біопального, синтетичних видів пального, компримованого природного газу чи зрідженого нафтового газу. Деякі ентузіасти навіть розглядають неймовірні ідеї на зразок ядерних батарей, здатних працювати сотні років.

Але чи справді все зведеться лише до електромобілів? Спробуймо розібратися, які існують альтернативи та де в кожної з них ховаються потенційні підводні камені.

Водень: чи дійсно найчистіший?

Технологія водневого транспорту спирається на паливні комірки, де водень, зберігаючись під високим тиском, реагує з киснем і виробляє електричний струм. Унаслідок реакції утворюється лише водяна пара, тому шкідливі викиди фактично відсутні. Основна принада водневих авто полягає в тому, що заправка триває не довше кількох хвилин — майже як на звичайній АЗС.

Утім, такий транспорт складно впроваджувати повсюдно, оскільки виникають труднощі з виробництвом та логістикою. Водень у природі майже не зустрічається у чистому вигляді, тому його треба отримувати за допомогою енергоємних процесів. Це впливає на собівартість пального та потребує зеленої енергії, інакше жодної екологічної користі не буде. Додаємо до цього коштовні системи транспортування й заправлення, а також високу ціну самих автомобілів — і отримуємо поки що досить нішевий продукт.

Проте виробники на зразок Toyota, Honda чи Hyundai продовжують розвивати водневі проєкти і демонструють певні успіхи, особливо коли йдеться про великі комерційні перевезення.

Біопальне: стара добра органіка

Ще одним варіантом може бути використання біопального. Його виготовляють із рослинної сировини, багатої на цукри або олії (кукурудза, цукрова тростина, ріпак). Таке пальне здатне частково або повністю замінити бензин чи дизель, а викиди CO₂ компенсуються через його поглинання рослинами під час їхнього зростання: рослина за життя поглинає вуглець, який повертається в атмосферу під час спалення.

Цей тип пального непогано працює в уже наявних двигунах, що робить перехід до екологічніших рішень більш плавним. Водночас біопальне має низку суттєвих мінусів. По-перше, воно менш енергоємне, ніж звичайне пальне. По-друге, масове використання сільськогосподарських земель для вирощування «пальних» культур може негативно вплинути на продовольчу безпеку, а також сприяти знищенню природних екосистем. Через це біопальне не вважають ідеальним або остаточним рішенням, але у деяких країнах та за певних умов воно може непогано себе показати.

Підписуйтеся на наші соцмережі

Синтетичне пальне: CO₂ з повітря?

Синтетичні види пального отримують через поєднання водню (зазвичай одержаного через електроліз) із вуглецем, яке вилучають з атмосфери. Таким чином формують рідке пальне, схоже на бензин чи дизель, але з меншим вуглецевим слідом. Принцип у тому, що під час спалення синтетичного пального виділяється той же вуглець, який попередньо вилучили з повітря, тож загальна кількість CO₂ не зростає настільки катастрофічно.

Проблема полягає у величезних енергетичних витратах на виробництво. Якщо ця енергія не буде зеленою (наприклад, сонячною чи вітровою), тоді сама ідея утримувати вуглекислий газ у балансі втрачає сенс. До того ж вартість таких процесів нині дуже висока. Попри це, деякі компанії на кшталт Porsche та Mazda уже інвестують у розроблення синтетичного пального, сподіваючись знайти компроміс між екологічними вимогами та потребою зберегти двигуни внутрішнього згоряння.

Автівки на CNG та LPG: практичний компроміс

Ще одним способом трохи знизити викиди є перехід на стиснений природний газ (CNG або метан) або зріджений нафтовий газ (LPG або пропан-бутан). Згоряння газу спричиняє менше шкідливих викидів, ніж бензин чи дизель, тож це бодай незначний, але крок до чистіших авто. Подібне переобладнання часто встановлюють на вже наявні машини, а балони зазвичай розміщують у багажнику.

Утім, потужність двигуна при цьому може бути нижчою, а запас ходу — коротшим. Є також побоювання, що газові установки менш безпечні, хоча сучасні системи досить надійні. Варто розуміти, що йдеться не про великий прорив у боротьбі зі змінами клімату, а про проміжний варіант, покликаний хоч трохи зменшити залежність від важчих на викиди нафтопродуктів. Установки 5-го покоління визнаються досить надійними, проте варто зважати на ризики, пов’язані із втратою потужності та загального ресурсу двигуна.

Сонячні панелі: енергія з неба?

Ідея живити авто безпосередньо від сонця виникає сама собою: варто лише облицювати кузов панелями й отримувати енергію задарма. Але поточна ефективність сонячних елементів (приблизно 20%) не дозволяє повноцінно живити автомобіль виключно від сонячних батарей.

Здебільшого таке рішення розглядають як допоміжне джерело струму для бортової електроніки або для підзаряджання стаціонарно, приміром, на даху будинку. Наразі, такі технології є у ряді компаній, зокрема, Panasonic. Потужність установки від Panasonic складає 180 ватт.

Є сподівання, що зі зростанням ККД панелей у майбутньому можна буде підживлювати авто просто неба, але наразі це радше доповнення, ніж самостійна альтернатива.

Радіоактивні вічні батареї

У медіа час від часу з’являються розповіді про так звані алмазні акумулятори, що нібито можуть виробляти струм сотнями років, спираючись на радіоактивні елементи (Carbon-14).

Уже існують певні напрацювання у цій сфері: батарея від каліфорнійського стартапу Nano Diamond Battery (NDB), прототип має назву «Diamond Nuclear Voltaic». Алмазна батарея виготовлена з ядерних відходів і обіцяє пропрацювати 28 000 років. 

Теоретично така батарея забезпечує мінімальний, але стабільний потік енергії. Проте її потужність надто мала для автомобілів, вартість виробництва величезна, та й суспільний резонанс щодо безпечності таких джерел енергії занадто високий. Тож на практиці цей напрям залишається здебільшого у наукових лабораторіях.

Переробити старе авто на електричне?

Чимало ентузіастів займаються конверсією традиційних автомобілів на електричну тягу. З машин знімають бензиновий або дизельний двигун, а замість нього встановлюють електромотор з акумулятором. У такий спосіб можна продовжити життя улюблених класичних моделей і не витрачати ресурси на виробництво нових.

Основна перепона — висока вартість та складність такого проєкту. Індивідуальні електрифікації потребують чимало часу й зусиль, а також спеціалізованих знань. 

Що з цього стане головним?

Усе свідчить про те, що глобальна автоіндустрія тяжіє саме до електромобілів. Потужні інвестиції у розробки батарей і будівництво зарядних мереж роблять цей напрям особливо помітним. Проте воднева технологія нікуди не зникає і за певних умов може бути більш ефективною (особливо для вантажівок та автобусів). Біопальне часом допомагає уникати енергетичної одноманітності. Синтетичне пальне дає шанс зберегти вже наявні двигуни, не збільшуючи обсягів викопних викидів, якщо виробляти його на зеленій енергії. Продовжують зберігати свою нішу й CNG та LPG, пропонуючи дещо дешевший і чистіший спосіб їзди.

Однак перед кожною з технологій постають складні запитання. Чи достатньо у нас відновлюваних джерел для виробництва зеленого водню та синтетичного пального? Як узгодити аграрні інтереси з потребою у продовольстві, якщо ми збільшимо частку біопального? Чи готові водії віддавати більше коштів за нові технології та перебудовувати звичну інфраструктуру?

Екологічна гонитва триває

Найімовірніше, у найближчі десятиліття ми станемо свідками співіснування різних рішень: електромобілі впевнено посядуть чільне місце на ринку, водневі машини залишаться варіантом із швидкою заправкою, а синтетичне пальне може стати містком для тих, хто не хоче відмовлятися від традиційних моторів. Ба більше, і CNG із LPG, і біопальне мають свою роль у цій багатовекторній стратегії зменшення шкідливих викидів.

Зрештою ідеального рішення для всіх сценаріїв поки що не існує. Натомість формується мікс технологій, що гнучко реагує на енергетичні, екологічні та економічні виклики. Можливо, за кілька десятиліть ми з подивом згадуватимемо часи, коли двигуни масово працювали на бензині, а нині ж реальність усе ближче до того, щоб заправлятися воднем чи синтетичним пальним. Зміни вже зараз відбуваються швидше, ніж багато хто очікував, і саме вони створюють передумови нової епохи — епохи транспорту, більш дружнього до природи.