Проездом из будущего

В сентябре на скоростное шоссе в Италии выехал автомобиль с эмблемой Nissan на капоте. В его навигационную систему был заложен маршрут, проходящий по шести самым живописным дорогам Италии, Испании, Германии, Норвегии, Шотландии и Франции, включая легендарный серпантин на горе Этна, а также исторические места, такие как испанская Гранада и французский Марсель. Оператор на машине сопровождения снимал фильм, главным героем был автомобиль-путешественник. Казалось бы, чем он заслужил такое внимание — эти туристические маршруты известны уже много лет. Все дело в том, что герой фильма — самый популярный на сегодняшний день электромобиль в мире, Nissan LEAF, точнее его новая модификация с батареей, позволяющей без подзарядки преодолевать до 250 км. По всей Европе уже работает более 2,8 тыс. станций быстрой подзарядки, а путешественники на LEAF экспериментально доказали, что дальнее путешествие через всю Европу теперь можно совершить на электромобиле.

Впереди планеты всей

Таксопарки - один из основных покупателей электромобилей

Nissan LEAF стал самой продаваемой моделью электромобиля на Земле за всю историю. С начала выпуска в 2010 году покупателям поставлено более 235 тыс. LEAF. Это почти пятая часть мирового парка электромобилей — сейчас он достиг примерно 1,3 млн единиц. Важность этой модели можно оценить по впечатляющей коллекции титулов: после своего дебюта он был назван европейским, всемирным и японским «автомобилем года»! Сначала LEAF выпускали только в Японии, затем начали производство в США, а с 2013 года LEAF делает и завод Nissan в британском Сандерленде. В мае 2016 года здесь отметили выпуск 50-тысячного электромобиля.

Cтарший вице-президент Nissan по продажам и маркетингу в Европе Пол Уиллкокс

Фото: Автопилот

Пол Уиллкокс, глава Nissan в Европе, на торжественной церемонии по поводу этого своеобразного юбилея сказал: «Сегодня Nissan использует такие передовые электромобильные технологии, с какими не работает ни один другой производитель. Это еще одна веха, которой компания Nissan и наш завод в Сандерленде достигли первыми. Ни один другой бренд не обладает таким опытом и знаниями, как Nissan, в области производства электромобилей и аккумуляторных батарей. Я очень рад, что более 50 тыс. европейских покупателей разделяют наш взгляд на будущее с нулевым уровнем выбросов вредных веществ».

Начав выпуск электромобилей LEAF в Европе в 2013 году, уже в 2014-м Nissan запустил производство второго электромобиля. Испанский завод Nissan в Барселоне приступил к производству пятиместного минивэна e-NV200, на который устанавливаются производимые в Европе литий-ионные батареи, позаимствованные у Nissan LEAF.

Сегодня доля электромобилей в продажах легковых автомобилей лишь доли процента, однако никто не сомневается в перспективности этого направления. Планомерное ужесточение нормативов по выбросу углекислого газа привело к тому, что действующие сегодня требования автомобиль с двигателем внутреннего сгорания (ДВС) выполняет ценой значительного усложнения, и в этом двигателю помогают различные внешние системы — например, отключение мотора на холостом ходу, перевод на электропитание усилителя руля и других вспомогательных систем, замена ламп на светодиоды и другие меры. Одной из таких вспомогательных систем является гибридный привод. Он позволяет собирать излишки энергии, вырабатываемой ДВС, которые обычно теряются, запасать их и использовать при необходимости. Сейчас все чаще появляются гибриды с возможностью подзарядки (Plug-in hybrid electric vehicle, PHEV), поскольку они совмещают достоинства чисто электрического привода с универсальностью автомобиля с ДВС.

Гибрид с возможностью подзарядки фактически превращается в электромобиль с индивидуальным источником электричества на борту. И скорее всего, в ближайшие годы мы будем видеть все больше PHEV, в которых ДВС будет чаще использоваться как вспомогательный источник энергии и все большую роль будет играть электропривод. Гибриды помогают производителям отрабатывать технологии, необходимые для электромобилей, и развивать инфраструктуру. И одновременно смягчают переход, позволяя доработать до конца естественного срока службы существующим производственным линиям по выпуску ДВС и всех сопутствующих агрегатов.

Кнут и пряник

Переход на автомобили с альтернативными силовыми установками почти во всех странах стимулируется налоговыми и иными льготами

Конечная цель законодателей, которые вводят все более строгие нормы,— довести выбросы углекислого газа самим автомобилем до нуля. А это может обеспечить только электромобиль. Мы живем в эпоху перехода персонального транспорта, по крайней мере в наиболее развитых странах мира, на новый тип привода. Электричество — наиболее универсальная из привычных для нас форм передачи энергии, оно применяется повсеместно, и использование его для транспорта кажется логичным шагом.

В России (точнее, во всем Таможенном союзе, включающем Казахстан, Белоруссию, Армению и Киргизию) с сентября этого года снова отменена пошлина на легковые электромобили, и их можно ввозить бесплатно до 31 августа 2017 года. В 2014 году она также отменялась, но с января 2016 года пошлина была возвращена, что удорожало электромобиль на 17%. Маловероятно, что эта льгота вызовет всплеск спроса — несмотря на почти двухлетний период действия пошлин, общий парк электромобилей в России на начало 2016 года, по данным агентства «Автостат», составил 647 машин, 235 из которых были зарегистрированы в Москве. Пессимист скажет — «они никому не нужны», оптимист — «какой огромный потенциальный рынок».

Невысокая степень распространения электромобилей связана не только с недостатком инфраструктуры — как для зарядки, так и для обслуживания самих машин,— но и с их относительной дороговизной. Как правило, первые электромобили были довольно скромными по размерам, но стоили на уровне больших престижных моделей. Самый известный на сегодня производитель электромобилей американская Tesla подошла к вопросу с другой стороны и решила выпускать модели, сопоставимые по габаритам и вместимости с автомобилями премиум-сегмента, и стоит ее продукция соответственно. В России Tesla продают неофициально по ценам примерно от 5 млн руб.

Выгодная новизна

Полная "заправка" аккумулятора такого автомобиля в Москве по ночному тарифу будет стоить всего 50 рублей. Это дешевле двух литров бензина.

Да, как и любая новая технология, электропривод требует огромных инвестиций в исследования. И именно поэтому вводятся льготы — чтобы компенсировать конечному потребителю более высокую цену. Однако Nissan при запуске LEAF постарался сделать его стоимость доступной — и действительно, цены на Nissan LEAF можно считать вполне типичными для автомобилей того же класса. В Европе он обходится примерно в €20–25 тыс. При этом зарядка стоит существенно дешевле, чем заправка бензинового или дизельного аналога,— батарея LEAF имеет емкость 24 кВт·ч, то есть даже по самому дорогому тарифу в Москве и с учетом потерь ее заправка обходится менее чем в 200 руб. А если заряжаться ночью, когда действует минимальный тариф, равный рублю, то цена одной зарядки уложится в 50 руб.

При этом пробег в зависимости от режима движения составит от 100 км до 160 км. Автомобиль с бензиновым двигателем такой же мощности (110 л. с.) в условиях мегаполиса редко расходует меньше 9–10 л на сотню, то есть стоимость километра пробега на ископаемом топливе будет примерно вдвое больше, если сравнивать с зарядкой в пиковые часы, и в несколько раз больше, если электромобиль заряжали по минимальному тарифу. При этом в некоторых странах и даже в России есть бесплатные зарядки для электромобилей.

С 2016 года выпускается LEAF с батареей увеличенной емкости — 30 кВт·ч обеспечивают пробег до 250 км. Стоимость и продолжительность зарядки увеличивается, но соотношение расходов с бензиновым автомобилем сохраняется.

Новые Nissan LEAF проезжают на одной зарядке почти 250 км

Заряжать машину от бытовой сети 220 В довольно долго — расчетное время зарядки LEAF 10 часов с батареей 24 кВт·ч и 13 часов с батареей 30 кВт·ч. Но можно установить Wallbox — специальное зарядное устройство, которое повышает ток зарядки. При силе тока 16 А для зарядки 24-киловатт-часового аккумулятора хватит восьми часов, а «тридцатки» — десяти. С током 32 А Wallbox обеспечит зарядку за четыре или пять часов. А при использовании специальной станции с напряжением 480 В и силой тока 125 A времени нужно значительно меньше — до 80% емкости батареи пополняется всего за полчаса. В Европе сейчас 2,8 тыс. таких зарядок.

Впрочем, Nissan не собирается останавливаться. В прошлом году компания анонсировала выход семикиловаттного зарядного устройства, которое сможет зарядить за ночь крупную аккумуляторную батарею — такую как, например, 60-киловаттная АКБ, способная обеспечить пробег на одной зарядке до 500 км. Сейчас эта аккумуляторная батарея находится в стадии разработки в научно-исследовательском центре компании в Ацуги, Япония.

Но в России, конечно, станций меньше, да и вряд ли кто-то станет возражать против наличия розеток на каждой стоянке… и вне их. Сейчас сеть растет, но темпы можно увеличить, если электромобили будут покупать сразу парками — то есть в качестве корпоративного транспорта, такси или, скажем, для проката или каршеринга. Тогда появится экономический смысл в создании зарядных станций в местах концентрации электрического транспорта.

Собственно, именно так и происходит. В мае этого года мадридская компания LaCiudad del Taxi приобрела у Nissan крупнейшую за всю историю партию электромобилей — 110 Nissan LEAF с батареей на 30 кВт·ч. Экологически чистые Nissan уже работают в Амстердаме — сюда было поставлено в общей сложности 100 электромобилей Nissan, LEAF и e-NV200. В Будапеште в качестве такси используются 65 LEAF.

Но то, что электромобиль выгоднее обычного, подтверждается многочисленными расчетами. Так, по данным американского Института исследований электроэнергии, расходы на Nissan LEAF за весь срок службы, 150 тыс. миль, примерно на $7 тыс. меньше, чем бензинового автомобиля того же класса,— $37 288 против $44 949.

Экология в масштабе

Переход на альтернативные силовые установки в автомобилях позволит существенно снизить выбросы в атмосферу углекислого газа

Внедрение электромобилей — задача непростая не только из-за необходимости развития инфраструктуры. Кстати, в этом плане Россия собирается сделать большой шаг вперед. Правительством разработана программа развития электротранспорта до 2025 года, куда входят льготы для владельцев электромобилей в виде допуска их на полосы для общественного транспорта, льготы по тарифам за пользование платными дорогами. Также предлагается упростить землеотвод для зарядных станций, так что проблем станет меньше. «Россети» обещают к 2018 году добавить не менее 1 тыс. зарядных станций к нынешним шестидесяти.

Но есть и глобальные проблемы. Критики электромобилей замечают, что значительная часть электроэнергии до сих пор производится сжиганием ископаемого топлива. Исключением стала Норвегия, в которой почти вся энергетика построена на гидроэлектростанциях — то есть в этой северной стране электричество получают из возобновляемого источника, не генерируя попутно углекислый газ и не загрязняя воздух. Именно поэтому норвежцы так активно стимулируют покупку электромобилей. Во Франции три четверти электроэнергии вырабатывают атомные электростанции. Они также беспокоят экологов, но не с точки зрения загрязнения воздуха, а только из-за потенциального риска аварии. В Германии приняли масштабный план перехода на возобновляемые источники энергии и активно внедряют ветровые генераторы, солнечные батареи и другие экологически чистые методы получения электричества. И все это именно в расчете на то, что и автомобили будут производить меньше углекислого газа. Автопроизводителям остается только предлагать все больше электромобилей, чтобы вписаться в эту концепцию.

Не только мобильность

Электромобиль может выполнять и роль домашней энергетической установки

Однако при массовом распространении электромобилей может возникнуть еще одна проблема. Батареи для них имеют ограниченный срок службы — он довольно длительный, поскольку для повышения надежности и безопасности они эксплуатируются в довольно мягком режиме, но все же конечный. И, как знает каждый, кто видел батарею для сотового телефона или читал инструкцию к ноутбуку, просто выбрасывать их нельзя, потому что они содержат вредные химические соединения и, более того, при некоторых условиях могут стать пожароопасными. Специфика использования батарей в электромобилях такова, что после окончания их эксплуатации у аккумуляторов еще остается значительный запас по числу циклов заряда-разряда. И их можно использовать повторно.

На международной конференции COP21, посвященной вопросам изменения климата, в конце прошлого года Nissan заключил соглашение с компанией Eaton. Директор направления электромобилей Nissan Global Роберт Луйан напоминает: «Возможности аккумуляторных батарей в качестве накопителей электроэнергии простираются значительно дальше рамок их использования в электромобилях. Чтобы предложить рынку коммерчески выгодное решение, потребовался не только опыт Nissan в области электромобильности, но и имеющийся у Eaton опыт управления, контроля и интеграции энергопотребления. Это партнерство стало первым шагом на пути создания в ближайшем будущем реальных систем накопления электроэнергии, доступных для наших клиентов».

Первый задействованный модуль будет сочетать в себе аккумуляторную батарею от LEAF, бывшую в употреблении, технологию источника бесперебойного питания (UPS) от компании Eaton, а также солнечную батарею. Это позволит создать автономный комплекс для хранения электроэнергии и ее контроля, благодаря которому владелец сможет следить за потреблением и запасом энергии как в подключенном к электросети состоянии, так и в автономном. Используя специальную двухрежимную зарядную станцию и систему управления энергопотреблением, разработанную компанией Nissan в партнерстве с ENEL, владельцы LEAF могут включать его на зарядку в период наименьшей стоимости электроэнергии.

Данный процесс позволит использовать запасенную энергию в его аккумуляторной батарее для электропитания своего дома в периоды наибольшей стоимости электроэнергии. Более того, владельцы смогут отдавать эту энергию обратно в сеть, что позволит получить дополнительный доход.

Nissan не только думает о выгоде своих клиентов, но и оптимизирует процесс в целом. В опубликованном этим летом отчете об устойчивом развитии Nissan сообщил, что за десять лет сократил количество выбросов углекислого газа на своих предприятиях на 22,4%. Таким образом, компания не только уменьшает загрязнение воздуха своими автомобилями, но и делает более экологичным производство. На заводе в Сандерленде установлены солнечные батареи — генерируемая ими мощность обеспечивает выпуск 31 тыс. автомобилей в год. Ранее на заводе были установлены ветрогенераторы. Сила ветра используется для генерации энергии и на предприятии в Мексике. А еще там для производства электричества применяется биомасса. Словом, Nissan не упускает ни одной возможности для снижения ущерба окружающей среде.

За успехи в сокращении количества выбросов вредных веществ и в энергосбережении на своих предприятиях, а также за деятельность по продвижению автомобилей с нулевыми выбросами компания Nissan была признана лучшей среди всех автопроизводителей. Это подтвердили организаторы проекта Carbon Disclosure Project, который работает с тысячами компаний по всему миру для решения проблемы изменения климата на нашей планете.

Следующий шаг

Топливные элементы на основе оксидной керамики.

Nissan не ограничивается реализацией уже существующих технологий. Став автором мирового бестселлера LEAF, компания ищет и иные способы получения электроэнергии — сейчас проводятся исследования в области силовых установок на основе твердооксидных топливных элементов (SOFC — Solid Oxide Fuel Cell), работающих на биоэтаноле.

Топливные элементы вырабатывают электричество непосредственно из топлива, без механического преобразования. Твердооксидные топливные элементы могут работать с различными видами топлива, в том числе с биоэтанолом и природным газом. Они выделяют из топлива водород, который и реагирует с кислородом воздуха. Использование твердооксидных элементов связано с некоторыми сложностями — они работают при высокой температуре. Но Nissan успешно решил эти проблемы. Используемый в качестве топлива биоэтанол (то есть спирт, произведенный из сахарного тростника) также снижает экологическую нагрузку — образующийся при этом углекислый газ был когда-то поглощен растениями, из которых сделано топливо.

Первый автомобиль на твердооксидных топливных элементах уже совершил демонстрационные поездки в Бразилии. Nissan снова подтверждает свое стремление быть лидером в экологически ориентированных технологиях.