Не только «теслы» и самокаты: о каких видах электротранспорта вы могли не знать

Гоночные болиды

Наш первый пример — автогонки «Формулы E». Традиционалистам, привыкшим к «Формуле-1», мировой чемпионат полностью электрических болидов может показаться чем-то похожим на барбекю с соевым мясом и безалкогольным пивом — ни тебе щекочущего нервы рева моторов, ни возбуждающего запаха выхлопных газов. И тем не менее эти гонки ничуть не менее зрелищны, чем «традиционные», на автомобилях с двигателем внутреннего сгорания.

Во-первых, потому что проводятся они не на автодромах, а на городских улицах. Нельзя же не согласиться с тем, что одним из самых зрелищных этапов «Формулы-1» был и остается Гран-при Монако, а тут все этапы такие. И это, кстати, делает заезды не только более увлекательными, но и более доступными: не нужно ехать за тридевять земель, тратиться на отель и дорогу — просто купил билет и приехал к трибунам на городском общественном транспорте.

Во-вторых, регламент гонок таков, что они являются соревнованием пилотов, а не бюджетов команд: все автомобили одинаковые, мощностью до 800 л. с., c максимальной скоростью 322 км/ч. Пит-стопы не предусмотрены, а значит, всю гонку команды должны провести на одном комплекте шин.

Ради сохранения зрелищности организаторы придумали необычные способы вовлечения болельщиков. Так, зрители могут проголосовать за понравившихся им гонщиков, и три победителя голосования получат 5-секундную прибавку мощности двигателя — Fan Boost. Это не гарантирует огромного преимущества, но позволяет сделать, например, обгон, который станет залогом победы. И такой подход к организации гонок оказался верным: за сезон 2021−2022 аудитория трансляций этих гонок выросла на 20% (год к году) и достигла 381 млн зрителей. Правда, «Формулу-1» в то же время смотрели 1,5 млрд человек по всему миру, но у «королевы автогонок» аудитория не растет такими темпами и вообще мало изменяется.

Спортивные мотоциклы

Электрические скутеры, работающие от аккумуляторов, электровелосипеды и прочие тому подобные легкие двухколесные транспортные средства — вещь довольно привычная. Это, впрочем, неудивительно, ведь первый патент на «электрический мотоцикл», который больше напоминал как раз велосипед, появился аж в 1895 году. Внедорожные, спортивные и гоночные мотоциклы, способные конкурировать с бензиновыми моделями, — совсем другое дело: серийные модели появились только в XXI веке. И теперь шоссейно-кольцевые гонки на электромотоциклах усиленно завоевывают мир прямо на наших глазах: в 2023 году шоссейно-кольцевые гонки на чисто электрических мотоциклах наконец приобретут статус мирового чемпионата.

Впрочем, появились такие гонки раньше — с 2019 года в статусе кубка мира. Тогда этапов было всего четыре в течение сезона, тогда как сегодня их двенадцать. Как и в случае «Формулы E», здесь соревнуются гонщики, а не бюджеты (и спонсоры) команд. У всех (на сегодняшний день восемнадцати) гонщиков в сезоне 2023 (стартует 13 мая) будут одинаковые электромотоциклы от Ducati массой до 280 кг с двигателями мощностью 120 кВт, разгоняющиеся до 100 км/ч за 3 секунды и с максимальной скоростью 270 км/ч.

В сравнении с мотоциклами с ДВС, участвующими в самых престижных шоссейно-кольцевых мотогонках MotoGP, электробайки MotoE примерно вдвое тяжелее, а запас хода у них более чем вдвое меньше: у мотоцикла от Energica Ego аккумулятора хватало примерно на семь кругов. (И это — большая масса и малый запас хода — как считают эксперты, главная проблема электробайков не только в гонках, но и в целом на дорогах.)

История этих гонок не обошлась без драмы. Так, первым поставщиков мотоциклов для тогда еще кубка MotoE была другая итальянская фирма — Energica, производитель, как она утверждает, первого электромотоцикла, разрешенного для эксплуатации на дорогах общего пользования. Тогда использовалась ее модель Energica Ego, появившаяся в продаже за несколько лет до рождения модели MotoE. И надо же было такому случиться, что менее чем за два месяца до первой же гонки все мотоциклы сгорели вместе с паддоком из-за короткого замыкания! Премьерную гонку сместили на несколько недель, но соревнование все же выжило — и пандемия его не сгубила. И сегодня чемпионат успешно развивается, хотя гонки пока и проводятся только в Европе (в отличие от того же MotoGP или «Супербайка»).

eVTOL’ы и не только

Если электромобили и электромотоциклы (даже гоночные) выглядят вполне схоже с аналогами на ДВС (может быть, лишь чуть более футуристично, чему есть прозаическое объяснение: чтобы сэкономить заряд батареи, требуется сделать их более обтекаемыми, и так заодно подчеркивается их современность), то вот воздушные суда на электрическом ходу куда меньше похожи на привычные, использующие керосин. Причина этого в малой эффективности существующих батарей.

Никто не спорит с тем, что сжигание в авиационных двигателях керосина с выбросом в атмосферу парниковых газов и прочих вредных веществ — нехорошо. Но именно авиационный керосин является оптимальным средством запасания достаточного количества энергии в единице массы (сейчас к нему подбирается в этом смысле авиационное биотопливо на основе растительных компонентов). Этот показатель называется плотностью энергии — у авиакеросина он равен 12 500 Вт·ч/кг, а у коммерчески доступных батарей не превышает 200 Вт·ч/кг. Именно поэтому максимум на что сегодня способны батареи — это обеспечивать короткие перелеты индивидуальных летательных аппаратов с несколькими людьми на борту на небольшие — в пару сотен километров — расстояния.

Да и такие аппараты находятся на стадии испытаний — к коммерческим полетам ни один из них пока не допущен. А выглядят они очень современно, решают массу проблем и даже имеют собственный класс: eVTOL — электрические воздушные суда вертикального взлета и посадки. Причем прямо сейчас в Израиле, США, Китае и других странах проходят испытания как пилотируемых, так и беспилотных, то есть управляемых компьютером, пассажирских моделей.

У всех eVTOL’ов есть сходные характеристики:

• для подъема и посадки они используют несколько моторов с винтом, как обычный квадрокоптер, а в горизонтальном полете находят применение крылья, как у самолета;
• корпус максимально облегчен и выполнен из композитных материалов;
• запас хода обычно измеряется парой сотен километров;
• он призван заменить такси или персональный автомобиль для перемещения внутри городов или связи города и окраин.

Насколько быстро такие транспортные средства завоюют небо, покажет время. А пока дело гораздо лучше идет у мелких беспилотных летательных аппаратов на электрическом ходу, не предназначенных для перевозки пассажиров. Дроны-квадрокоптеры давно стали привычным делом — средством развлечения, проведения аэрофотосъемки, осмотра удаленных объектов и т. д. — а вскоре, вероятно, вступят в конкуренцию с курьерами. Мы, в частности, уже неоднократно писали о таких проектах, способных изменить шопинг в XXI веке.

Что же до электрических летательных аппаратов более, так сказать, традиционного форм-фактора, то их прогресс идет весьма медленно. Так, первый полностью электрический самолет, прошел сертификацию органов, отвечающих за авиационную безопасность, только в 2020 году. Это малютка Velis Electro от словенской компании Pipistrel — тренировочный двухместный самолет, способный поднять в воздух аж 172 кг (при собственной полной массе в 600 кг). Заказы производителю едва превысили 100 экземпляров.

Паромы, буксиры и катера на подводных крыльях

Первое электросудно на батареях было спущено на воду еще в 1836 году в Санкт-Петербурге — то была прогулочная 7,3-метровая лодка Морица фон Якоби (он же по переезде его в Россию Борис Семенович Якоби), оборудованная электродвигателем мощностью 550 Вт и 200-килограммовой батареей. И хотя судно своим бесшумным и плавным ходом произвело впечатление на публику, включая императора Николая I, перспектив у него не было: 1 л. с., развиваемая двигателем судна, обходилась более чем в 10 раз дороже, чем если бы двигатель был паровым. Перевозить же оно могло 14 пассажиров со скоростью около 5 км/ч. Примерно спустя полвека, впрочем, для таких судов начался было ренессанс: в 90-е годы XIX века они появились на Темзе, а также с успехом использовались для перевозки посетителей Всемирной выставки в Чикаго в 1893-м, но с развитием двигателей внутреннего сгорания безнадежно проиграли судам с ДВС и надолго вышли из оборота.

Сегодня ситуация начинает меняться, но весьма медленно. Причины те же, что и в авиации (и те же, что полтора века назад): батареи не обладают достаточной плотностью энергии, чтобы быть эффективным средством хранения энергии в транспортном средстве. Главное направление электрификации водного транспорта — частные катера и паромы. Пример первого — вот такой 8-местный катер на подводных крыльях (чтобы уменьшить трение и тем самым увеличить дальность) от шведской компании Candela:

Другое направление — более доступное простым смертным — паромы и водные такси или автобусы. И это объяснимо: они проходят небольшое расстояние и затем останавливаются для посадки и высадки пассажиров и в это время подзаряжают батареи. Так, еще с 2015 года в Норвегии между селениями Лавик и Оппдал курсирует паром MV Ampere вместимостью 120 машин и 360 пассажиров на батарее емкостью 1 МВт⋅ч. Ее приходится подзаряжать в порту после каждого рейса, длина которого — около 5 км. Зато воздух и вода самого глубоководного норвежского фьорда — Согне — не страдают от дизельного выхлопа. Аналогичные проекты реализуются сейчас и в других городах Скандинавии — например, пару лет назад восемь экспериментальных электропаромов вышли на каналы Копенгагена.

Еще один тип судов, которые сейчас не без успеха пытаются перевести на работу от батарей, — портовые буксиры, помогающие маневрировать более крупным судам в портах. Первый такой приступил к работе в порту новозеландского Окленда прошлым летом.

А что же большие суда? Увы, там двигатели внутреннего сгорания на нефтепродуктах вне конкуренции, хотя снизить вредные выбросы могут помочь, например, паруса, как у спущенного прошлой осенью на воду танкера New Aden. Но установить батареи, заряда которых хватило бы на недели или хотя бы дни рейса сухогруза или танкера, невозможно: их масса будет слишком большой и места для грузов не останется. Солнечные батареи и водородные топливные ячейки? Конечно, они могут служить средством подзарядки для батарей, но скорость и грузоподъемность таких судов мизерные и работать они могут как паромы, водные такси и прогулочные суда. Об одном таком мы рассказывали прошлой осенью.