Это была необычная лекция. Мало того, что перед молодыми слушателями выступил топ-менеджер новосибирского проекта по изготовлению литий-ионных аккумуляторов. Так и слушатели собрались в неожиданном месте - в баре на территории Центра дизайна "Artplay". Ученые из разных сфер науки выступили сразу в нескольких барах Москвы на фестивале Science Bar Hopping, организованном Фондом инфраструктурных и образовательных программ Группы РОСНАНО и изданием "Бумага". К началу лекции, посвященной электротранспорту, в зале не было свободных мест.
На волосок от мирового господства
Если бы история совсем немного изменила свой ход, самым популярным транспортом в мире сейчас мог бы быть электрический. В 1905 году в США 38 процентов транспорта работало на электричестве (остальной - на пару или бензине). Популярны были и электрические грузовые электромобили, а также электрические омнибусы (электробусы). Шансы, что электротранспорт будет усиливать свое преимущество дальше, были крайне высоки. Однако в определенный момент бензиновый транспорт оказался выгоднее и удобнее.
- Потребителю было все равно, на чем ездить, главное - добраться в нужную точку. И у него была возможность выбрать: автомобиль на топливе, который стоил, допустим, шесть его зарплат, или электромобиль, стоивший 12 его зарплат. Естественно, многие выбирали бензиновую технику. В то же время гармонии между городом и электротранспортом в тот момент не было - поскольку зарядных станций было мало, - рассказал Салават Халилов.
Тем не менее, с точки зрения экологии то, что происходило на рубеже прошлого и позапрошлого веков очень похоже на нынешнюю ситуацию, считает эксперт. Транспорт на углеводородном топливе - пусть чадящий, пусть громыхающий - пришел на смену транспорту, от которого города действительно начали задыхаться: от лошадей и навоза, который они после себя оставляли. Сейчас назрела очень похожая проблема, только в роли загрязнителей - бензиновый двигатель: и дышать становится все труднее, и углеводородное топливо дорожает.
Впрочем, электрический транспорт все равно играл в жизни мегаполисов очень важную роль: первая в мире постоянная трамвайная линия еще в 1881 году была открыта в Берлине - немецкой фирмой "Сименс и Гальске" Вернера фон Сименса и Иоганна Гальске. Эта же компания, кстати, в 1898 году построила в Москве на Раушской набережной самую мощную в то время в России электростанцию, которая существует и по сей день. А трамвай в Москве появился в 1899 году.
Российский электротранспорт в истории
В развитии электротранспорта серьезную роль сыграли российские изобретатели. Так, в 1899 году инженер Ипполит Владимирович Романов запустил опытную подвесную монорельсовую дорогу в Гатчине - такой необычный и опередивший время проект он разработал, чтобы обойти иностранных концессионеров, права которых были закреплены царскими законами на наземный городской транспорт. Параллельно он построил первый отечественный электрический автомобиль массой 750 килограммов, из которых 370 килограммов занимал аккумулятор. Его хватало на 64 километра при скорости движения 35 вёрст в час (около 40 километров в час).
А еще он спроектировал электрический омнибус, перевозящий 17 человек со скоростью 20 километров в час на расстояние в 60 верст. Омнибусы-"электробусы" должны были начать ходить в Санкт-Петербурге с самого начала ХХ века. Однако изобретателю по договору навязали открытие движения сразу на 10 линиях. С таким объемом сразу справиться было невозможно, и проект был свернут. Зато в 1902 году русский инженер Петр Фрезе продемонстрировал первый отечественный троллейбус - "автомобиль, приводимый в движение электрической энергией, получаемой от проводов вдоль пути, но ходящий не по рельсам, а по обыкновенной дороге".
Электрическому кораблю - полтора века
Однако, как подчеркнул Салават Халилов, самым первым электрическим транспортом в истории был не трамвай, не автомобиль и не троллейбус. А корабль. В 1837 году Российская Академия наук дала старт испытаниям первых "электроботов". Новый способ передвижения по воде - с помощью электродвигателя - был предложен русским профессором Борисом Якоби.
- 25 сентября 1838 года, впервые в мире, пассажиров перевезли с помощью электрической тяги. По реке Неве пустили судно-электроход, гребное колесо которого приводилось в движение электродвигателем, питаемым от батареи гальванических элементов. Это судно могло перевозить на борту сразу 14 человек. И мы сейчас занимаемся похожим проектом. Когда начнется навигация 2020 года, мы планируем запустить по Неве первый корабль на электрической тяге, - анонсировал управляющий директор "Лиотеха".
Новые электрические катера Петербурга, по планам новосибирских инноваторов, не будут шуметь, как кораблики с дизельными двигателями, и загрязнять воздух выхлопами. Предварительное название уже придумано - "экоботы". Для них нужно будет обустроить специальные пирсы с возможностью подзарядить аккумулятор, и такие пирсы вполне могут сыграть роль новых точек притяжения - если рядом, например, появятся ресторанчики и площадки для отдыха.
Электричество на колесах
Тем временем Москва уже вышла на передовую позицию в Европе по величине парка электробусов - 200 штук. Конечно, по сравнению с Китаем, производящим ежегодно сотни тысяч единиц подобного транспорта, это не очень много. Но число электробусов в России будет расти.
- Мы сейчас очень активно общаемся с КамАЗом и группой ГАЗ. Это два поставщика электробусов в Москву. И я надеюсь, что к 2021 году их количество увеличится, появится третий игрок, четвертый. Это будет прорыв. Обычные жители почти не чувствуют этого, но сегодня в Москве электробусов на душу населения больше, чем в любой европейской столице, - констатировал Салават Халилов.
Остается в работе и менее мобильный, но более экономичный в данный момент вид электротранспорта - троллейбус. На многих территориях, где налажена инфраструктура для их эксплуатации, они продолжат ездить в нынешнем виде. Однако накопитель энергии на литий-ионных аккумуляторах позволит троллейбусам выйти за пределы контактной сети, повысить мобильность и сделать маршруты более удобными. Аккумуляторы запасают энергию, пока троллейбус получает электричество от контактной сети. Но потом он может опустить токосъемники и ехать как обычный электробус.
Путь батарейки
Экологичность сегодня - это не только отсутствие выбросов при эксплуатации. Сама батарея для электротранспорта может быть использована многократно и в разных качествах.
- У батареи три тысячи циклов и три фазы жизни. 2 тысячи циклов - это молодость, когда батарейка подвижна, спокойна, может работать в движущемся транспорте и у нее все хорошо. Как только заканчивается 2-2,5 тысячи циклов, нужно менять батарейку и переводить ее на пенсию, - рассказал Салават Халилов. - Сейчас в Испании такие батареи собирают и меняют на новые, а старые используются для создания накопителей в стадионах. И есть третья фаза жизни - после окончания использования в качестве накопителя энергии: 85 процентов материалов, из которых состоят батареи, можно использовать еще раз. Жидкий электролит подлежит безопасной утилизации, а металлические детали могут быть переплавлены, из пластикового корпуса можно сделать крошку и укрепить дороги. Также сейчас активно развиваются технологии по извлечению лития.