Источник: https://m.sports.ru/
На протяжении десятилетий и на гоночных трассах, и на дорогах доминировали двигатели внутреннего сгорания. Но чем дальше, тем очевиднее были негативные экологические последствия. Сперва это была проблема продуктов неполного сгорания – токсичных выхлопных газов. Уже в 1960-е годы такие города, как Токио и Мехико, оказались настолько загазованы, что в них появились «кислородные будки» , – что-то вроде телефонных будок, где, опустив монетку, можно было получить дозу кислорода для вдыхания.
С выхлопными газами частично удалось справиться благодаря очистке топлива и усовершенствованным двигателям. Но теперь проблемой стал продукт конечного сгорания, углекислый газ: попадая в атмосферу в больших количествах, он создал парниковый эффект, что привело к изменениям климата. Сейчас одна из важнейших задач человечества – сократить выбросы углекислого газа, чтобы изменения не стали катастрофическими.
Наиболее очевидная идея – заменить двигатель внутреннего сгорания на электрический. Она не нова: электромобили, в том числе гоночные, появились почти одновременно с первыми двигателями внутреннего сгорания. Более того, в 1898 году фантастический для того времени рекорд скорости, 120 км/ч, установил именно гонщик на электромобиле (правда, проехать он смог всего одну милю). Электродвигатель мощнее и проще двигателя внутреннего сгорания, но его слабое место – аккумулятор. Объём и масса сгораемого топлива для выработки определённого количества энергии намного меньше, чем объём и масса соответствующего аккумулятора. Именно поэтому электромобиль не выдержал конкуренции и на долгие годы ушёл «в тень». Но сейчас у него появились новые возможности для развития, так как помимо свинцовых и цинковых аккумуляторов начали выпускать более лёгкие: кадмиевые, никелевые и литиевые.
С 2012 года главная экспериментальная площадка для электромобилей и сопутствующих технологий – гонки «Формула Е». К ним уже присоединились многие крупные автомобильные бренды: «Фольксваген», «Рено», «Ауди», «Ягуар», «Мерседес» и т.п. В сезоне 2020-2021 «Формула Е» получит статус мирового чемпионата.
Все машины «Формулы Е» оснащены литий-ионными аккумуляторами – такими, как, например, в ноутбуках, только намного мощнее. В первые годы «Формулы Е» из-за невозможности быстро подзарядить аккумулятор гонщикам приходилось пересаживаться в другую машину на середине дистанции. В сезоне 2018-2019 появились электромобили нового поколения, которые позволили дойти до финиша без пересадок (правда, длительность гонок пришлось слегка сократить). Сейчас инженеры разрабатывают технологии беспроводной зарядки, в том числе динамической (то есть прямо во время движения).
Очевидно, что энергия для зарядки аккумуляторов тоже должна быть «чистой» – только это сделает электромобиль действительно экологичным решением. Поэтому всё электричество для болидов «Формулы Е» производится генераторами Aquafuel, работающими на глицерине. Источник глицерина — биодизельное топливо на основе растительных отходов.
На коротких расстояниях электромобили могут показывать даже лучшие результаты, чем традиционные гоночные машины. Например, в 2019 году, на Фестивале скорости в Гудвуде, Ромен Дюма на электромобиле Volkswagen I.D.R побил рекорд скоростного подъёма в гору, установленный болидом «Формулы 1». Но на большие трассы электроболиды смогут выехать ещё не скоро, так как они не способны держать высокую скорость на длинных дистанциях (условно — больше 10 км). Для этого потребовался бы слишком большой и тяжёлый аккумулятор. И, по словам Джека Николса, комментатора «Формулы 1» и «Формулы Е», в этом отношении электромобили смогут стать конкурентами традиционным болидам не раньше, чем через 10 лет.
«Машины “Формулы 1” достигают скорости 370 км/ час, машина “Формулы Е”, при движении по прямой, – около 225 км/ час, – объясняет Николс. – Поэтому “Формула Е” проходит только на городских трассах. Если устроить эти гонки на трассе Сильверстоун, получится тихая, неспешная “Формула 1”».
Что касается «Формулы 1», то многие пророчат ей «электрическое» будущее. Например, Лукас Ди Грасси, бывший гонщик «Формулы 1», который стал первым официальным тест-пилотом «Формулы Е», говорит: «Думаю, в будущем гонки на двигателях внутреннего сгорания вряд ли будут разрешены, особенно в развитых странах. А значит, “Формула 1” либо останется “Формулой 1”, но перейдёт на электричество, либо сольётся с “Формулой Е”».
Однако, судя по стратегии устойчивого развития 2019 года, «Формула 1» не собирается отказываться от традиционного рёва моторов.
С 2013 года «Формула 1» перешла на турбо-гибридный двигатель V6 – на сегодняшний день самый эффективный двигатель внутреннего сгорания на планете. По сравнению с безнаддувным V8, который использовали до этого, он производит на 20% больше энергии и при этом на 26% меньше выбросов СО2. По мнению специалистов «Формулы 1», V6 может стать основой для разработки первого в мире гибридного двигателя внутреннего сгорания с нулевым углеродным следом.
Как добиться нулевых выбросов, ведь при работе двигателя внутреннего сгорания неизбежно выделяется СО2? Это возможно, если само топливо будет иметь отрицательный углеродный след. Такое уже производит, к примеру, канадская компания Carbon Engineering на экспериментальном заводе в Сквомише.
Большие лопасти загоняют воздух в фильтр, затем раствор на основе веществ с щелочными свойствами «забирает» из него углекислый газ, образуя стабильное соединение, пригодное для хранения. При разогреве оно выделяет CO2, который вступает в реакцию с водородом, полученным путём электролиза воды. Эта реакция весьма энергозатратна, так как, по сути, представляет собой антигорение. Но Carbon Engineering использует на своём заводе только «чистую» гидроэнергию. При сгорании углеводородное топливо «отдаёт» столько же СО2, сколько извлекли из атмосферы для его создания, а значит, оно углеродно-нейтрально. За несколько лет удалось снизить стоимость извлечения 1 тонны СО2 в 6 раз. В 2020 году Carbon Engineering запустит первый коммерческий завод, который будет ежедневно производить около 200 баррелей топлива и извлекать из атмосферы около 1 млн тонн СО2 в год.
В «Формуле 1» уверены, что если мы хотим резко сократить свой углеродный след в ближайшие годы, то ставить следует именно на такие технологии.
«Электромобили — не панацея, – говорит спортивный директор “Формулы 1” Росс Браун. – Если, к примеру, мы освоим технологии захвата СО2, у нас будет решение, инфраструктура для которого уже существует. И “Формула 1” может стать катализатором изменений. Если Международная автомобильная федерация скажет, что для участия в “Формуле 1” необходимо использовать синтетическое топливо, это подхлестнёт развитие соответствующих технологий».
Сложно предсказать, кто победит в этом споре технологий. Но пока многие автомобильные гиганты, например, «Мерседес», вкладываются и в «Формулу 1», и в «Формулу Е».
Приглашаем в наш телеграм-канал
