Альтернативные источники энергии в РФ: газ, электро, гибриды. Ждать ли их?

Собственно, заботу об экологии при развитии альтернативных источников энергии тоже нельзя сбрасывать со счетов. В зарубежных мегаполисах — особенно в развитых странах, где крупные промышленные предприятия выведены за пределы городов — вредные выбросы, смог дают именно автомобили. Как мы знаем, в той же Калифорнии первые ограничения по концентрации CH, NOx и CO ввели во второй половине 60-х. В остальных штатах Америки, в Европе и Японии — в 70-х. Для России при нынешнем уровне автомобилизации проблема не стоит так остро. Другие гадят. Вспомним режим «черного неба» в Красноярске, где удушливую дымку создает алюминиевый завод. Или подмосковные мусорные полигоны, травящие местных жителей сероводородом. Правда, не так давно по Москве и области МЧС предупреждало о «метеорологических условиях, неблагоприятных для рассеивания вредных примесей». А кто в морозы и штиль не наблюдал очаги концентрации угарного газа в районе транспортных магистралей? И все же на долгосрочную перспективу отказ от углеводородов как энергоносителя связан именно с завершением их запасов.

Сколько в запасе?

На вопрос о том, сколько еще нам удастся «черпать недра», точного ответа нет. По данным некоторых экспертов, мировых запасов должно хватить на 100 лет, российских — до 50 лет. Но это очень условные оценки. Дело в том, что эти запасы постоянно пересчитываются. Так, общемировые в 2016 году были больше, чем в 2014-м, а в минувшем оказались несколько меньше, чем пару лет назад. За период с 2013-го по 2017 годы в РФ, напротив, наблюдалось некоторое увеличение разведанных запасов. За счет чего это происходит? Например, благодаря доработке старых месторождений с использованием современных технологий. Из-за пересчета отношения извлеченной нефти к оставшейся. Открытия новых месторождений, в том числе не бурением, а научными расчетами. Наконец, считается, что так называемая трудноизвлекаемая нефть может составлять до 60% всех запасов. Кроме того, Россия добывает углеводороды в Охотском море и Арктике. Проблема в том, что доля той же трудноизвлекаемой нефти у нас крайне мала. Только к 2020 году ее хотят довести до 11%. Причина в ограниченности страны в технологиях и нежелании компаний вкладываться в дорогие процессы. Например, в США еще в начале 2010-х подобные запасы составляли треть от всех добытых.

По другим расчетам, при нынешних уровнях добычи мир продержится на углеводородной энергетике еще примерно полвека. Россия — 30–40 лет. Как известно, вместе с нефтью закончится и попутный нефтяной газ. Грубо говоря, метан, пропан и бутан. Чтобы оставить углеводороды не как топливо, а в качестве сырья для производства смазочных материалов, пластмасс и прочего, на альтернативные источники энергии нужно переходить уже сейчас. Во всяком случае, на те, которые опять же лежат под ногами, но могут продлить жизнь человечества на пару веков.

Медленно, но хочется надеяться, что верно

Речь о природном газе или метане. Да, метан содержится в нефтяном газе, однако и залегает отдельно — в угольных пластах, выделяется со дна стоячих водоемов и болот. Сланцевый газ, чья активная добыча началась с 2012 года, — это преимущественно именно метан. Оценки его запасов также очень условны. Говорится о примерно 50 годах — при существующем уровне добычи — и о 100. А с учетом всех имеющихся типов залежей иной раз слышится — хватит на две с половиной сотни лет. При этом Россия обладает самыми крупными запасами метана в мире.

Однако использует как автомобильное топливо очень ограниченно — при всей очевидности преимуществ в применении этого газа именно в таком качестве. Метан, или CNG и LNG (compressed natural gas, сжатый природный газ; liquefied natural gas, сжиженный природный газ), при сгорании выделяет меньше вредных веществ. В нем отсутствуют сера и тяжелые металлы, что не просто сказывается на экологии — не приводит к образованию нагара в двигателе. Сгорает он более полно, обладает высокой детонационной стойкостью, а при смешивании с воздухом улетучивается, то есть не взрывоопасен. Кроме того, он дешевле бензина и солярки. Из негатива лишь сложность хранения. Жидкостью этот газ становится при минус 160 градусах (сжиженный метан), в емкостях содержится под высоким, в 200 атм., давлением (сжатый метан, намного чаще используется последний). 50-литровый толстостенный баллон весит до 100 кг. Поэтому долгое время CNG был уделом коммерческой и пассажирской техники.

До тех пор, пока в нынешнем столетии не появились металлопластиковые и композитные емкости — куда менее тяжелые и рассчитанные на легковой транспорт. У многих производителей в США и едва ли не у всех европейских в модельных рядах есть модификации с ГБО. Распространено это топливо в Индии, Китае, на Украине. В Иране, Пакистане и странах Латинской Америки метан популярен как основное горючее. Удивительно его широкое применение именно в этих государствах, обычно причисляемых к третьему миру. Ведь АГНКС (автомобильная газонаполнительная компрессорная станция) сложнее и дороже обычных заправок. А там их сотни, тысячи… У «Газпрома» есть программа по развитию этого направления, к тому же недавно компания отчиталась об открытии крупнейшей в России и Европе газозаправочной станции.

Однако на начало нынешнего года в России всего 330 АГНКС, и почти все они сконцентрированы на западе страны. В Иране их без малого 2300, в Пакистане не менее 3300. Автопарк на CNG в указанных странах исчисляется миллионами. У нас в 2017-м было чуть более 200 тысяч. Подавляющее большинство — это городские автобусы, коммунальная техника и грузовики. Урал Next (на фото внизу) питается сразу двумя видами метана — сжатым и сжиженным, для чего помимо обычных баллонов на раме смонтирован криобак.

Но что касается легковушек и небольших коммерческих моделей — тут движений меньше. Похоже, первый производственный опыт (если не считать советских газогенераторов) в нашей стране был получен в 2013 году, когда газелевский УМЗ-421 доработали для потребления CNG.

Произошло это в бытность президентом ГАЗа Бу Андерссона. На модель возлагали надежды, однако вскоре ее выпуск тихо свернули. Сейчас в гамме только «ГАЗель» на пропане.

Работы над автомобилями, питающимися метаном, в Тольятти вели с конца 90-х. Сначала хотели запустить в производство ВАЗ-2110 CNG, потом Приору, затем Гранту.

Как-то все не получалось. Наконец, в середине 2017-го «АвтоВАЗу» все-таки удалось воплотить свою метановую мечту — на базе Весты. У предсерийного седана в багажнике вместо запасного колеса располагались два баллона по 46 литров каждый. Бак под бензин оставался без изменений (пускается двигатель на традиционном топливе), хотя имелся вариант, где он урезался до 15 л, а на освободившееся место устанавливалась еще одна емкость на 26 л. Сами баллоны были немецкие, композитные и жутко дорогие (по 550 евро). В результате на серийной машине появился единственный металлический баллон на 90 л весом 75 кг (вдвое тяжелее пары композитных) китайского производства, недорогой и не потребовавший переделки кузова. Правда, установленный поперек багажника, он здорово сократил его объем и лишил грузовой отсек возможности трансформации.

Суммарный запас хода обещан примерно в 1000 км. Мощность чуть ниже — 98 против 106 л.с. Экономия с учетом цены на метан и меньшего на нем расхода может получаться до двух с половиной раз. Но и окупаться есть чему. В начале выпуска госсубсидия производителю составляла 140 тыс. руб. Веста CNG обходилась покупателям лишь на 30 тысяч дороже обычной. Теперь же никакой поддержки — прибавляйте 170 тысяч (от 765 000 руб.)! Впрочем, версию еще нужно умудриться купить — выпуск мелкосерийный.

Готов к аналогичному производству в Тольятти и Ларгус CNG. В нем также используется единственный металлический баллон, смонтированный подобным образом, — от универсала осталось одно название. Третьей вазовской моделью на метане должна стать старая «Нива». Что останется от небольшого багажника Lada 4х4, видимо, тоже скоро узнаем. Глядишь, там Гранта CNG появится — такие планы у завода есть.

Последняя на данный момент новинка в «метановом секторе» — УАЗ «Профи». Грузовичок представили совсем недавно, осенью 2017 года. Поэтому пока никакой информации о ценах. Известно лишь, что между рамой и платформой кузова расположили пять баллонов общей вместимостью 250 л, сохранив штатный бак. Это позволило ульяновцам говорить о запасе хода в 1200 км. Мощность снижена и здесь (143 л.с. вместо 149), об экономии можно лишь догадываться.

Метановое ГБО, во всяком случае для CNG, не бог весть какое сложное. Лишь в недавнем появлении подобных версий обвинять автогиганты глупо. Зачем выпускать на рынок битопливные модели, если их негде заправлять? «Газпром» и прочие операторы в свою очередь пеняют на неразвитость автопарка. Хорошо, что этот порочный круг в последнее время имеет все шансы на разрыв. В некоторых городах на западе страны целые таксопарки переводят на метан (оборудование, включая стальной баллон, в этом случае стоит от 50 тыс. руб.).

Сила тока

Для эксплуатации электромобилей создание определенных условий не настолько важно. Да, инфраструктура начала появляться только сейчас. Но, как показывает опыт использования Nissan Leaf в Сибири, можно обойтись и без нее. Тем более что эксперименты с электричеством как тягловой силой, по крайней мере, «АвтоВАЗ» осуществлял еще в 1970-х. Тогда появилась экспериментальная модель Э11011. Чуть позже — универсал 2801, у которого почти 400-килограммовая никель-цинковая батарея в 125 А·ч определяла запас хода в 110 км. «Электродвоечку» выпустили в количестве 49 экземпляров, эксплуатировали на предприятиях. В частности, для доставки питания на самом «АвтоВАЗе». До середины 80-х в Тольятти выпустили целый выводок электромобилей под общим именем «Пони», но с разными индексами и отличавшихся конструктивно. Кроме автомобильчиков с открытой кабиной, которые предполагалось использовать в местах отдыха, все они были ориентированы на сферу доставки и обслуживания. Дром об этом рассказывал.

В 1992-м на базе концепта «Гном» построили два электрокара — с закрытым кузовом и в пляжном варианте. Потом завод экспериментировал с гольф-карами. Но все они от конвейера были еще дальше, чем мелкосерийная «двойка».

Вели опыты с «электро» и на АЗЛК. Результатом стал представленный в 1997-м «Москвич» Е1, созданный из 2141 и напичканный аккумуляторами, размещавшимися под капотом и полом кузова. В сумме они выдавали 125 А·ч и должны были обеспечивать автономность в 80–100 км. Судя по всему, изготовили лишь несколько экземпляров. О серийном выпуске речи не шло.

В итоге именно «АвтоВАЗ» более-менее приблизился к серийному производству электромобилей. В 1994-м тиражом в 20 экземпляров была собрана «Ока» ВАЗ-1111Э.

В 2012–13 гг. с точки зрения нашей автопромышленности вообще был совершен какой-то подвиг — собрали серию из 100 универсалов Lada EL Lada, или Лада Эллада.

Стоимость электроКалины потянула на миллион с четвертью. В покупке автопредприятию из Ставрополья, которое сделало заказ на автомобили, помогало государство. Тем не менее было выкуплено лишь несколько машин. Остальные распихивали по частным клиентам, в том числе чиновникам. Иными словами, опыта эксплуатации на основании использования десятков автомобилей в такси не получили. Отмечалось лишь, что в идеальных условиях батарея в 23 кВт*ч позволяла проехать до 150 км, в тепличных условиях — максимум 205 км.

Элладу хотя бы собрали ограниченным тиражом. А что ждет Vesta EV, чей ходовой макет представили в середине 2016 года? Эта разработка «АвтоВАЗа» так же, как и предыдущая, имеет импортные компоненты (швейцарский электромотор, китайский разъем для зарядки и батарею в 25 кВт*ч; запас хода 150–200 км) и в перспективе должна стоить под два миллиона рублей или больше. Одно время на заводе заявляли о закрытии этой темы. Дескать, партнеры из Renault имеют свой взгляд на развитие электромобилей, проще говоря, сами этим занимаются. Но уже в этом году в Тольятти обнадежили — работы продолжаются. В том числе по переходу на российские комплектующие.

У ГАЗа тоже есть заслуги в электрификации автомобилей. Правда, не с такой долгой историей и не только его. Свою «ГАЗель» Next Electro завод представил в 2009-м. А спустя семь лет показал следующий вариант, который был подготовлен по заказу фирмы «СпецАвтоИнжиниринг», предоставившей электрокомпоненты.

Среди таковых значится электродвигатель Siemens, батареи же сначала использовались отечественные «Лиотех», позже — корейские. Приводятся разные данные о емкости — 72, 53 кВт*ч. По последним данным, 49 кВт*ч. А по самым последним — есть вариант с батареями от «СпецАвтоИнжиниринга» емкостью порядка 73 кВт*ч. Запас хода от 100 до 150 км. Цена — 6,5 млн руб.

Получается, на данный момент, запусти «АвтоВАЗ» и ГАЗ свои «электрички» хотя бы ограниченной серией, экономия от использования «чистой энергии» будет… «минусовой». То есть ее не будет вовсе. Лишь осознание того, что вы находитесь на острие технической мысли и блюдете чистоту воздуха. Чтобы компании не теряли на каждом выпущенном электромобиле, а клиенту покупка его была выгодна, нужны госпрограммы, стимулирующие спрос.

Таковые, конечно, существуют, но пока касаются исключительно общественного транспорта. Скажем, недавно на улицы Москвы вышла электроверсия ЛиАЗ-5292 (фото внизу слева). Есть подобные модификации у НефАЗа, МАЗа. С 2021 года столица собирается вовсе отказаться от закупок дизельных автобусов. Проект компании Volgabus — Matrёshka (в центре) — куда более амбициозен, но также связан с услугами населению либо работой на предприятиях. Предполагается, что построенные с нуля по модульной схеме беспилотные электромобильчики в грузовом варианте будут обслуживать внутризаводские территории. В пассажирском — работать в парках и т. д. К примеру, возить болельщиков на ЧМ-2018 по футболу. Смелые претензии, однако ходовые тесты «Матрешек» ведутся. Партнеры из КАМАЗа и НАМИ со своим электрическим беспилотником «Шатл» (справа) до этого пока не дошли.

Ожидать помощи государства в вопросах приобретения электромобилей как личного транспорта, по-моему, наивно. Максимум — что-то «кинут» для отчетности. Больше же говорят о льготах вроде бесплатных парковок, сниженных тарифов для проезда по платным магистралям, пользования выделенными для общественного транспорта полосами. Так, словно эти мелочи могут компенсировать двух- трехкратную разницу в стоимости бензиновых автомобилей и электрических. Между тем в большинстве развитых стран к вопросу электрификации автопарка подходят без лишней прижимистости. Полностью обнуляют транспортный налог, предоставляют дотации в размере 25–50% от стоимости автомобиля. Где-то и то, и другое плюс компенсация покупки и установки быстрого домашнего зарядника.

Гибриды: когда КАМАЗ круче «АвтоВАЗа»

Вспомним, что аналогичными рычагами зарубежные страны стимулируют спрос и на гибридные автомобили. В Японии господдержка осуществляется еще с 90-х годов, в США — с середины 2000-х. У нас иные аспекты работы предприятий словно возвращают во времена плановой экономики. В 2012-м Минпромторг заключил госконтракт с «АвтоВАЗом» на разработку автомобиля с гибридным приводом. Спустя два года машину — Гранту — показали. Причем, видимо, от себя вазовцы в качестве ДВС использовали 1,4-литровый мотор, оснащенный турбонаддувом и развивающий 160 л.с.

Известны и некоторые другие технические подробности. 11-киловаттный электродвигатель (суммарная мощность около 175 сил) встроен в роботизированную коробку передач, весь силовой агрегат работает по параллельной схеме. При этом Гранта может передвигаться на чистой электротяге и подзаряжаться от сети. Очевидно, что подобный «экорежим» не длителен — батарея, расположенная в багажнике, имеет емкость всего 5 кВт*ч. Сообщалось, что пару электромотору могут составлять и «атмосферники». Правда, с тех пор никакой конкретики относительно проекта нет. Создается впечатление, что освоили выделенные деньги и «положили в стол».
Что неожиданно, КАМАЗ может раньше «АвтоВАЗа» вывести на дороги свой гибрид. За последние годы на заводе создано более десятка различных прототипов с электрической и гибридной силовой установкой. Повторимся, НефАЗ способен стать конкурентом ЛиАЗу в электрификации московских пассажироперевозок. Коммунальщики же столицы уже в нынешнем году могут получить гибридный мусоровоз.

Основной двигатель в нем — дизельный 300-сильный Cummins. Вспомогательный — 120-киловаттный электромотор, на котором «КАМАЗ» будет заезжать во дворы. Существует и другая концепция. По ней компактный дизель будет лишь питать электродвигатель мощностью 250 кВт.

Вообще вполне объяснимо, что «АвтоВАЗ» фактически игнорировал гибриды (и делает это, по сути, до сих пор; ведь товарной модели нет) — эту ступень автомобильной эволюции на пути от грязной энергии к чистой. Ну кому теоретически, появись такая установка в 90-х и 2000-х, она была бы нужна на бюджетном представителе B-класса, который покупали от безысходности? А кому она нужна сейчас? Без финансовой поддержки государства или каких-то льготных программ от предприятия. Хотя вопрос здесь не только в ценовой конкурентоспособности продукта и возможности на нем заработать. В компетенциях, в необходимости двигать прогресс и осваивать современные технологии. Ведь создавали же в Тольятти в конце 90-х и начале 2000-х — в разгар кризиса! — прототипы с электромотором и электрохимическим генератором, то есть на топливных элементах.

А без этого можно «лапки кверху» и забыть о собственном автопроме, о гордости за него. Что в глобальном плане, в рамках всей отрасли, именно и происходит. Но это тема для отдельного разговора. По нашему же предмету констатируем — альтернативные источники энергии для транспортных средств будут относительно активно развиваться в секторе тяжелой городской техники. Нам станут говорить — смотрите, мы в тренде: делаем города чище (города, само собой, на западе страны, и крупные). Жаль, что за редчайшим исключением все составляющие электросистем — импортного производства. Кстати, у гибридной Гранты электромотор отечественный, от НАМИ. Ложка меда в бочке дегтя — вероятность появления доступных и массовых гибридов и «электричек» для частного пользования близка к нулю.