Автоутопия. Будущее машин

  
Атомная альтернатива
 
На каждое разумное предложение по решению проблемы выбросов приходится несколько причудливых. Поговорим о ядерной энергии. Килограмм обогащенного урана высвобождает столько же энергии, сколько 2700 тонн угля. Поэтому автомобили на ядерном топливе могли бы сделать концепцию заправки частью истории. Реактору в Audi вашей матери понадобится новый обогащенный уран лишь каждые 5–10 лет, а выхлопных газов при этом выделяться не будет. С другой стороны, выключить реактор будет непросто. Вероятно, потребуется способ откачивать энергию в местную энергосеть. К тому же небольшим препятствием для распространения технологии является то, что выделяемая радиация с высокой долей вероятности убьет водителя, пассажиров и проходящих мимо пешеходов. Авианосец или крупная субмарина достаточно большие, чтобы вместить защитный экран от радиации. Автомобиль с имеющимися технологиями – пока что нет.
В 1950-е и 1960-е годы предпринимались смелые (и безрассудные) попытки создать концепты автомобилей на ядерном топливе, но рабочие прототипы изготовлены не были. К примеру, в модели Ford Nucleon 1957 года был установлен сменный реактор (владельцы должны были заменять его каждые 8000 километров), а также предусматривалась возможность выбора разных характеристик. В 1958 году во Франции представили сразу две модели: Arbel Symetric и Simca Fulgur. В 1962 году конструкторы Ford попробовали еще раз: на свет появился шестиколесный Seattle-ite XXI. Но предвестником будущего в нем стали скорее интерактивная компьютерная навигация и модульный дизайн, чем сменная атомная силовая установка. Пожалуй, наиболее оптимистичный концепт эпохи атома – автомобиль Studebaker-Packard Astral. Он не только должен был ездить на атомной энергии, но при этом еще и балансировать на одном колесе при помощи гироскопа. Силовое поле защищало бы машину от столкновений.
Идея атомных автомобилей то и дело всплывает на поверхность. В 2009 году специалисты Cadillac разработали концепт World Thorium Fuel с ториевым реактором, который следовало заменять каждые 100 лет. Энергия, высвобождаемая из одного грамма тория, равна почти 30 000 литров бензина. Такое топливо, вероятно, будет использоваться в автомобилях через много лет, но в обозримом будущем мы его не увидим по соображениям безопасности.
На самом деле Cadillac разработал этот концепт скорее ради развлечения и не планировал его производить. Но модель и сегодня выглядит невероятно: каждое колесо состоит из шести более тонких колес.
В настоящее время машины на ядерном топливе находят себе место лишь в книгах и играх. Nucleon 1957 года послужил прототипом для атомных автомобилей в серии игр Fallout, где разработан целый парк разных моделей. При обстреле они взрываются, и на их месте образуется ядерный гриб.
Уильям Клей Форд-старший, внук основателя компании Генри Форда, у модели Ford Nucleon 1957 года. Таковы были представления об автомобилях в эпоху атома.
Если для решения проблемы выбросов использование атомной энергии кажется нереалистичным, то как насчет воздуха? Звучит вполне здраво и не так нелепо, как можно подумать. Пневматические трамваи ездили по улицам некоторых французских городов в течение нескольких десятилетий XIX века. В 2009 году мы сняли выпуск программы «Круче не придумаешь», где показали пневмомобиль, который ездит на сжатом воздухе. Его максимальная скорость составляет всего 50 км/ч, зато он может проехать 100 километров, не стреляя выхлопами. При этом автомобиль издает причудливые звуки, которые напоминают швейную машинку с гидравлическим приводом в работе. Внешний вид не очень привлекательный: что-то среднее между слизнем и улиткой. В место боковых окон в машине иллюминаторы, а внутрь помещается только один человек – водитель. Спереди его позиция кажется очень уязвимой. Тем не менее изобретатель Ги Негрэ и его сын Сирил возлагают большие надежды на Airpod – именно так они окрестили свой автомобиль за несколько лет до того, как Apple стала выпускать беспроводные наушники. Но, к сожалению, как это было и у многих до них, выход на рынок начался неудачно и сопровождался техническими сложностями.
 
Автомобиль Негрэ хранит сжатый воздух в баллоне под высоким давлением, откуда он подается в поршневый двигатель. Однако поршни движутся за счет не горячей топливно-воздушной смеси, а расширения сжатого воздуха – по этому же принципу в паровом двигателе расширяется пар. Теоретически заправка – дело нескольких минут. Выхлопов нет, отпадает потребность в системе охлаждения, свечах зажигания, стартере и выхлопной трубе. Эта машина, как и электромобили, способна рекуперировать часть энергии во время торможения. Это делается при помощи сжатия и накопления воздуха.
Но есть несколько технических недостатков. Для сжатия воздуха требуется энергия. В процессе сжатия энергия требуется также для охлаждения. Это вместе с низкой удельной энергоемкостью уменьшает общую эффективность до 30 %. Если сравнивать источники по объему, который они занимают, то удельная энергоемкость сжатого воздуха – одна десятая от литий-ионных аккумуляторов, а те, в свою очередь, – одна десятая от бензина. Кроме того, когда давление падает, воздух становится настолько холодным, что может буквально заморозить двигатель. В мрачном будущем, где случится апокалипсис из-за глобального потепления, это свойство пригодится в системах кондиционирования воздуха.
Ги Негрэ запатентовал технологию в 2007 году и подписал соглашение с крупным индийским производителем Tata (ему же принадлежит Jaguar Land Rover). Появились фотографии такси с местами для нескольких пассажиров. Пока что ни одна из моделей не поступила в производство. Кажется, та же судьба ждет и обновленный AIRPod 2.0, который показан на сайте американской компании Zero Pollution Motors. Ги умер в июне 2016 года в возрасте 75 лет, но сын продолжает его дело.
  
Энергия для будущего
 
Думаю, если смотреть в долгосрочной перспективе, человечество перейдет на аккумуляторы и водородное топливо, но автомобили с двигателями на бензине и дизеле продолжать существовать. Мы привыкли, что личный транспорт работает на нефтепродуктах, но в будущем выбор топлива будет шире. Появится выбор и среди двигателей: очень чистые ДВС, разные степени гибридности, электромобили на аккумуляторах и на топливных элементах. Производители этих технологий станут конкурировать между собой по показателям эффективности и снижению загрязнения. Если повезет, мы будем располагать непредвзятой информацией и ситуация будет определяться спросом на рынке, а не указаниями властей, которые настаивают на переходе к аккумуляторам или налагают запреты в надежде, что это сработает. Будем надеяться, что правительства разных стран перейдут к более продуманному регулированию и помогут добиться синергии между отраслями, например в вопросе водородной энергетики. Ограниченный подход «Завязывайте с этим!» вряд ли сработает.
Какими бы ни были заголовки в СМИ, автомобили все меньше и меньше виноваты в загрязнении воздуха. Ник Молден говорит следующее: «Если переместиться на 10 лет в будущее и допустить, что в отношении машин больше не предпринимаются никакие меры, станет понятно, что автомобили вносят совсем маленький вклад в загрязнение городов твердыми частицами и NOx. За последние 15 лет правительство пыталось регулировать отрасль, но выходило это не вполне удачно. Наконец, в последних версиях законопроектов все поправили».
Более экологически чистые двигатели внутреннего сгорания, а также увеличившаяся пропорция машин с нулевым уровнем выхлопов заставят людей задуматься, действительно ли автомобили – главные виновники выбросов углекислого газа. Представителям отрасли и органам власти придется сместить фокус на рассмотрение других факторов, которые лежат в основе проблемы качества воздуха и выбросов CO2.