В поисках энергии. Ресурсные войны, новые технологии и будущее энергетики

В последние годы появилось новое видение: необходимая электроэнергия будет вырабатываться ветровыми и солнечными установками, которые не дают выбросов углекислого газа. Эта электроэнергия будет передаваться в города по существенно расширенной и модернизированной системе линий электропередачи и в конечном итоге поступать в аккумуляторы электромобилей. Некоторые даже допускают, что автомобили станут своего рода системой хранения – аккумуляторы, находясь в режиме простоя, будут отдавать неиспользованную электроэнергию энергосистеме.

Но в существующей электроэнергетической системе на возобновляемые источники энергии приходится менее 2 % вырабатываемой электроэнергии. Ли Шиппер, профессор Стэнфордского университета, утверждает, что большинство EV станут, как он их называет, EEV – «автомобилями с выбросами в других местах». Иными словами, выбросы и парниковые газы, связанные с перевозками, будут поступать в атмосферу не из выхлопных труб автомобилей, а из дымовых труб угольных электростанций, на которых будет вырабатываться необходимое для EV электричество. Так что нужно также учитывать, откуда возьмется электричество. Оно будет вырабатываться с использованием урана, угля или ветра? Или чего-то другого? Будет ли это природный газ, который дает в два раза меньше углекислого газа, чем уголь, и запасы которого теперь гораздо более значительны благодаря прорыву в сфере добычи сланцевого газа? Последнее также является альтернативой сжиганию природного газа в двигателях. По сути природный газ становится моторным топливом, но косвенно – он будет давать электричество для аккумулятора электромобиля¹⁸.

Как скоро может наступить это электрическое будущее? В глобальном масштабе доля продаж новых EV и PHEV в 2030 г., по оценкам, может составить в зависимости от сценария от 3 до 25 % суммарного годового объема продаж автомобилей. При самом оптимистичном сценарии проникновение таких автомобилей (иными словами, общее число EV и PHEV в глобальном автомобильном парке) составит около 12%¹⁹.

Одними из основных детерминантов фактического результата будет политика правительств, потому как именно политика – регулирование, стимулы и дотации – сегодня продвигает разработку электромобиля и именно от нее зависит экономический аспект. Снижения затрат можно добиться при помощи инноваций, классический пример – внедрение сборочной линии Генри Фордом. Один из главных аргументов в пользу политики, стимулов и дотаций связан с тем, что они направлены на увеличение масштабов и количества инноваций, снижающих затраты. Следовательно, крайне важно, насколько стабильной будет та политика, которая сегодня направлена на превращение электричества в опору автомобильного парка. В конце концов, энергетическая политика нередко носит «маятниковый» характер – сначала она нацеливается на одно, потом на другое, затем вновь на первое.

Тепловой разгон

EV уже производятся и присутствуют на рынке. Но как продукт для массового рынка электромобиль по-прежнему является большим экспериментом, перед которым все еще стоят серьезные барьеры.

Аккумуляторы должны быть менее громоздкими, иметь меньшую массу, быстрее заряжаться и дольше функционировать до подзарядки. Они также должны иметь большой срок службы, несмотря на непрерывную разрядку и подзарядку. К тому же необходимо продемонстрировать, что такие проблемы, как тепловой разгон – разрушительный нагрев, – у них отсутствуют. Помимо движения автомобиля аккумуляторы должны обеспечивать электроэнергией и разного рода устройства – от усилителя руля до кондиционера. Также необходимо существенно снизить стоимость²⁰.

Сегодня аккумуляторы являются объектом интенсивных и хорошо финансируемых исследований по всему миру. Организации, выполняющие их, конкурируют друг с другом – налицо глобальная «аккумуляторная гонка». В то же время нет единого мнения по поводу того, где на «кривой обучения» мы сейчас находимся и как скоро она пойдет вниз.

Вторая проблема – инфраструктура. Сегодняшняя автомобильная система не может функционировать без густой сети автозаправочных станций, создававшейся в течение десятилетий. Для большого парка электромобилей потребуется аналогичная сеть станций подзарядки. Одна машина в округе никаких сложностей для энергосистемы не создаст. Но что произойдет с трансформаторными подстанциями, если все жители одного, другого, третьего квартала одновременно поставят автомобили на подзарядку?²¹

К тому же необходимо смотреть дальше «ранних последователей». По словам бывшего генерального директора GM Рика Вагонера, в 1990-е гг. General Motors «очень серьезно дотировала EV1». Но если клиенты не хотят покупать, их тяжело убедить сделать это. EV должен привлечь массовый рынок. Для этого и в городских, и в сельских районах необходимо построить станции подзарядки, чтобы обеспечить удобство, надежность и доступность²².