Машинобудування Німеччини у 2020 році

Німеччина прагне бути світовим лідером у переході від ери двигунів внутрішнього згоряння до електромоторів. Нафта рано чи пізно закінчиться, а з нею – бензин і дизельне паливо. Що це означає для Німеччини з її десятками мільйонів автомобілів, можна було відчути 2008 року. Тоді ціни на пальне на автозаправках зростали мало не щодня. Дедалі більше німців були змушені залишати авто в гаражі й добиратися на роботу громадським транспортом. Ті ж, хто не міг собі цього дозволити, був змушений платити рекордні ціни. Ціна бензину марки А-95 тоді впритул наблизилася до 1,60 євро за літр. Найбільше вірогідною альтернативою традиційним двигунам сьогодні називають електромотори.

У Німеччині федеральний уряд ставить завдання вивести на німецькі дороги до 2020 року мільйон електромобілів, у Берліні їх має бути не менше 100 тисяч. Сьогодні, коли в німецькій столиці всього близько сотні таких авто, для них уже існує 550 станцій підзарядки. Готуються документи на видачу дозволу використання території колишнього аеропорту Темпельхоф або аеропорту Тегель для створення центру з обслуговування 100 тис. електромобілів та офісу сервісної телефонної служби. Плани на 2020 рік, а реалізовувати їх починають уже нині, тому перехід на електротранспорт, в усякому разі, Німеччину зненацька не застане. Кошти, які уряд ФРН спрямував у дослідження і підтримку електромобільних технологій, обчислюються сотнями мільйонів євро.

Проблеми, які стримують впровадження електромобілів

Перша й очевидна - низька питома ємність (заряд) сучасних акумуляторів. Найчастіше сьогодні застосовують свинцево-кислотні, які мають питому ємність 40-45 Вт г/кг, чого не досить. Нікель-метал-гідридний акумулятор має вищі показники цього параметра - до 60-72 Вт г/кг, але витримує всього до 1000 циклів перезарядки, має високий саморозряд. Енергоємніші акумулятори містять срібло або літій. Вони широко використовуються в космічній техніці та військовій авіації. Їхня якість відповідає всім критеріям, але вони мають високу вартість. Перспективними вважаються акумулятори на основі поліпропілену. Великі надії покладаються на нанотехнології та успіхи хімії високомолекулярних сполучень.

Одержанням акумулятора з високими показниками питомої ємності проблема не вичерпується. За принципом дії вони досить чутливі до пікових навантажень. Під час пуску електродвигуна його струм зростає в кілька разів і зменшується залежно від розгону. Обмеження струму зменшує прискорення. Як вихід - вживання спеціальних стартових систем, наприклад на конденсаторах. Нині винайдені такі, які мають дуже велику ємність і можуть зберігати заряд тривалий час. Конденсатор - фактично той самий акумулятор, але отримати від нього весь накопичений заряд не вдається. Крім того, конденсатор швидко розряджається під навантаженням. Проте така батарея може істотно зменшити навантаження на акумулятор при пуску тягового двигуна.

Третя проблема нинішніх акумуляторів - довготривалість зарядки. За цим параметром електромобілі суттєво програють автомобілям. Заправка повного бака бензином або дизельним пальним займає декілька хвилин. Заряд акумулятора може тривати годинами, а проїхати після цього вдається не більше 200 км. На спеціальних установках час зарядки скорочується до 25-30 хвилин. Але ось тут ми і підходимо до найважливішої причини, що стримує широке впровадження електромобілів, - інфраструктури. АЗС можна поставити де завгодно. Проблеми доставки пального в принципі немає. Проблема лише в ціні. Зі станціями зарядки акумуляторів складніше. До них потрібно прокладати або кабельні, або повітряні лінії подачі електроенергії. І зробити це в містах аж ніяк легко, оскільки електроенергія фактично підведена. Насправді, проблем тут не менше.

Однією з найважливіших проблем систем енергопостачання є нерівномірність графіка навантаження. У денні години використання електроенергії досягає максимального рівня, а вночі є провал, при цьому навантаження падає до 60-70% від добового максимуму. Велика електростанція - організм складний і дуже інерційний. На максимумі навантаження потрібно вводити в дію додаткові генератори, а при спаді - їх виводити. Але це робити досить складно й украй неекономно. Під час роботи генератор доцільно залишити в такому режимі й уночі. Тоді постає питання: куди витрачати надлишок вироблюваної електроенергії? І тут зарядка акумуляторів може дуже допомогти. Саме тоді, коли є надлишок електроенергії в системі, їх і потрібно заряджати. Вирівнюється графік навантаження, і енергетики будуть задоволені. Але вирішивши одну проблему, ми одразу ж стикаємося як мінімум з іншою, і їх може бути декілька. Яким чином це здійснювати технічно? З кожної квартири тягнути дроти до електромобіля? Уявити це в сучасному мегаполісі з будинками в 20 і більше поверхів доволі складно. Вочевидь, що таку мережу потрібно закладати вже при будівництві, аби в підземному гаражі це легко було зробити. Але хто про це думає, навіть сьогодні? Проблема не така проста, як здається. А міські мережі. Не братимемо наші міста. Як розповідали авторові фахівці Європейської комісії з питань енергетики, до вирішення цієї проблеми лише приступають. Але вже є певні напрацювання.

Інші цікаві матеріали

Аналітичний огляд існуючих і перспективних систем навігації наземних рухомих обєктів
Обмірковуються підходи в оснащенні наземних рухомих об'єктів (НРО) сучасними системами навігації (СН). Обговорюються вимоги до перспективних СН та її склад. Зроблено висновки, що перспективна СН є зкомплексована СН із ...

Льодовики, вічна мерзлота та їх гідрологічне значення
Напевне, найбільш розпоширена гірська порода у всій Вселенній – це лід. Марс, Юпітер, Сатурн складає великі маси льоду, а деякі супутники планети складені ним майже цілком. Не є виключенням і наша Земля: ...

Комплексна фізико-географічна характеристика Уралу
Уральська гірська країна є природною межею між двома часинами світу – Європою та Азією. Особливості географічного положення цих гір, їх значна протяжність з півночі на південь зумовлює відмінності в окремих компонентах ...