02.08.2020 06:00
Авто

Как пандемия коронавируса изменит автомобилестроение

За 2 минуты заправляешь бак водородом по 5 рублей за литр и едешь тысячи километров. Когда это будет? Раньше, чем вы думаете!
Текст:  Владимир Баршев
Российская газета - Неделя - Федеральный выпуск: №166 (8220)
Коронавирусный кризис, похоже, подводит окончательную черту под старым технологическим укладом. Чтобы выйти из него в новом качестве, придется заняться стратегическим планированием, менять структуру управления отраслью автомобилестроения и принимать сложные решения прямо сейчас, считает доктор экономических наук Владимир Щербаков.
/ iStock
Читать на сайте RG.RU

Чем нынешний кризис отличается от предыдущих экономических кризисов?

Владимир Щербаков: Может, звучит цинично, но коронавирус принес не только ощутимый ущерб, но и некоторые новые возможности, привел к решению ряда болезненных проблем, за решение которых производственники безуспешно бились годами. Главный плюс для экономики нашей страны от коронавируса в том, что наконец-то начали снижать процентную ставку, распечатали кубышки для увеличения накоплений.

Каждый предыдущий кризис, начиная с 1998 года и заканчивая 2015-м, проходил в том же технологическом укладе, в традиционной технологии, пространстве, рынке. Было понятно, что ничего радикально не меняется. И мы знали, что надо перетерпеть, сжать зубы, несмотря ни на что, даже на отсутствие зарплаты, - работать, хорошо подготовиться и очень быстро занять освободившиеся от ослабленных игроков ниши. Абсолютно ясная цель - не только удержать, но обязательно увеличить свою долю на рынке.

Сегодня и выход из кризиса радикально другой. И мир, в который мы выходим, тоже. Потому что пандемия наложилась на переход к новому технологическому укладу. Да, кризис - это всегда и возможности. Но какие новые возможности открывает мир после пандемии - пока не очень видно, чувствуешь себя "ежиком в тумане". Какие материалы и технологии станут базовыми для автопрома нового уклада, пока не понятно.

Как проходит тестирование беспилотных автомобилей

Что вы подразумеваете под новым технологическим укладом?

Владимир Щербаков: Например, кузова и двигатели, два главных компонента автомобиля. "Металлическая" жизнь кузова достигла преклонного возраста. На смену все увереннее приходят композиты, угле- или кремнепластики, химволокна и новые технологии формования. Уже сейчас в современных моделях пластики занимают от 30 до 50% веса кузова и свыше 20% его поверхности. В конструкции кузова все чаще применяется жесткий силовой каркас, защищающий жизненное пространство, и наружные заменяемые навесные детали. Помимо повышения безопасности, облегчения ремонта это позволяет легко менять навесные детали, быстро обновлять цветовую гамму и внешний вид автомобиля.

Фундаментальных препятствий для дальнейшего развития и ускорения этих процессов не существует. Все сводится к вопросам стоимости, следовательно, технологиям производства. На мой взгляд, Россия еще не опоздала на этот поезд, но пора бежать изо всех сил.

Мы угрожающе отстаем в производстве самих современных пластиков и химических волокон, в создании новых технологий их формования и окрашивания. Нам нужно ускоренно научиться создавать не только пластики с заданными параметрами упругости, текучести, ударопрочности и т.д., но и технологии производства компонентов и деталей из этих материалов. Никаких нерешаемых проблем на этом пути нет. Серьезные наработки в этой сфере были еще в начале 80-х годов. Первый в мире полностью из углепластика самолет был поднят СССР в воздух в 1982 году, в 1986-м технологии продвинули так, что самолет из композитов летал в стратосфере, а в конце 1988 г. в космос был запущен (и главное, возвращен точно на место) беспилотный "Буран". Все базовые технологии в России есть.

Определены страны Европы с самым доступным бензином

Это касается только кузовов?

Владимир Щербаков: Более сложная и неоднозначная ситуация с двигателем автомобиля. Остро стоит вопрос о выборе перспективного базового двигателя и топлива для него. Приходилось много раз высказываться о перспективах электрического и водородного двигателей в виде возможной базовой технологии будущего. У этих технологий есть масса противников и масса скептических отзывов. С переходом на электродвигатель связан радикальный пересмотр системы взаимодействия агрегатов и передачи управляющих воздействий. Электродвигатель позволяет убрать традиционную трансмиссию, мосты, карданы и т.д.: появляется возможность управления путем воздействия прямо на каждое колесо автомобиля.

Исчезают привычные и очень сложные в изготовлении коробка перемены передач, рулевые механизмы, гидравлические и пневматические тормозные системы, карданные приводы, мосты... Автомобиль приобретает новые эксплуатационные возможности. Отсутствие трансмиссии позволит сделать ровный пол и даст возможность создать различные компоновочные решения салона и его трансформацию. Очевидно, такие решения существенно уменьшат затраты не только на производство, но и на эксплуатацию.

Один грамм водорода дает в 3 раза больше энергии, чем грамм бензина

Про электродвигатель сегодня многое, хотя и не все, понятно. Пока мы готовимся обсуждать эту тему в ходе подготовки очередной Концепции или Программы развития автопрома на перспективу, мировые лидеры ее для себя решили еще 10-15 лет назад. Они законодательно определили, что те, кто хочет работать на основных мировых авторынках, должны в течение 2020-2025 годов перейти на двигатели нового поколения, соответствующие резко возросшим требованиям по экологическим параметрам. Никто никого не заставляет переходить на электродвигатель. Просто автомобиль с традиционным двигателем внутреннего сгорания не допускается на основные рынки. Уже сейчас многие страны запрещают производство автомобилей с ДВС: одни к 2030 году, другие даже в 2025 году. Следующим шагом будет запрещение движения автомобилей с традиционными двигателями на своей территории.

Но на государственном уровне цель к 2025 году освоить серийное производство электромобилей не ставится. По крайней мере, в Концепции и Программе развития до 2025 года это не отмечено. Вместо серьезного обсуждения, что и как нужно сделать, чтобы занять достойное место в мировой гонке, все друг другу объясняют, почему электродвигатель для России не подходит. Одни считают, что батареи дорогие и слабые, при этом как-то забывают, что Россия - один из главных обладателей ресурсов лития и кадмия, и просто стыдно не создать лучшие технологии их переработки.

Для ракеты "Ангара" будет создан водородный двигатель

Другие бездоказательно утверждают, что электрический двигатель не годится для северной страны, хотя рядом пример Канады, Норвегии, Финляндии, Исландии и даже Аляски, по дорогам которых бегают уже десятки тысяч электромобилей.

А есть альтернатива?

Владимир Щербаков: Электродвигателям есть серьезная альтернатива и дополнение - водородные двигатели, в производстве которых еще не поздно стать лидером. Главное достоинство водородного топлива в том, что оно может применяться практически во всех видах двигателей - в ДВС, в газотурбинном, электрическом или гибридном двигателях как в роли топлива двигателя, так и топливного элемента электродвигателя. По эффективности бензин, дизтопливо или литиевая, кадмиевая батареи, как говорится, и рядом не стояли. Один грамм водорода дает в три раза больше энергии, чем один грамм бензина. Отсюда многократно выше стартовый крутящий момент, увеличенный запас хода и т.д. Кроме того, выброс СО2 и тяжелых металлов у таких двигателей равен нулю. Вместо серы и окислов азота они выбрасывают кислород и водяной пар, который снова превращается в воду.

Очевидно, что не все так сладко. Есть и серьезные трудности на этом пути. Хоть водород и получают гидролизом, он все же пока существенно дороже бензина. Для производства нужна пресная вода - а она постепенно становится дефицитным ресурсом. У России гигантское преимущество перед другими - запасы бесплатно тающего льда в Арктике огромны.

Главная проблема в том, что водород очень взрывоопасен, - для сжижения его сжимают в 850 раз, давление газа достигает 700 атмосфер, для поддержки жидкого состояния требуется температура ниже минус 250 градусов. Сжижать, транспортировать и хранить водород дорого и небезопасно. Это правда. Но кроме впечатляющих цифр сжатия и повышенной летучести он ничем не отличается от других видов газа, включая пропан, метан, кислород, азот, которые тоже в этих вопросах "не подарок", но ведь научились с ними работать.

Аргумент, что при эксплуатации любая авария автомобиля может стать смертельной, в значительной мере справедлив. Правда, для ситуации 12-15-летней давности. Сегодня в мире они находят неплохие решения. Например, уже есть технологии, благодаря которым водород вкачивается под давлением в специальные баки, изготовленные целиком из наносплавов, где находится в полутвердом невзрывоопасном состоянии. Это похоже на воду в поролоновой мочалке.

Маск: электрокары Tesla слишком дорогие, работаем над бюджетной новинкой

Образно выражаясь, водородный бак становится своеобразной электрической батареей, которая на два порядка эффективней литиевой. Представьте, как в ближайшем будущем на обычной заправке за 2-3 минуты заправляете в бак водород, который по расчетам можно опустить до современных 5 рублей за литр, и спокойно едете несколько тысяч километров. Это не пустые фантазии. Такие технологии и оборудование есть уже сейчас.

Создание водородного топлива и двигателей на его основе сегодня уже не фундаментальная проблема, а набор технологических вопросов.

Еще 60 лет назад СССР был впереди планеты всей по водородным технологиям. Как бывший председатель Госплана СССР, могу заверить, что и 30 лет назад СССР сохранял большой, измеряемый десятилетиями отрыв по достижениям в этой технологии.

Сейчас у многих вызывает удивление, когда я рассказываю, что еще в 1943 году во время блокады Ленинграда в городе на водороде работало около 600 автомобилей и около 50% воды перекачивали по трубопроводам с помощью двигателей на этом топливе. Опыта и знаний по этим вопросам в стране накоплено немало.

Но в мире эти технологии не сильно приветствуются...

Владимир Щербаков: В 2006-2008 годах целым рядом моделей с инновационными водородными двигателями практически одновременно, неожиданно даже для профессионалов мирового автопрома, выстрелили ВМW, GM, Toyota, Honda, Daimler, Audi... Это были пилотные, предсерийные экземпляры. Но уже в 2012 г. появились первые серийные модели. Toyota 3 года назад начала продажи первого в мире седана на водороде модели Mirai, а недавно объявила о начале продаж в 2020 году серийных моделей с водородными двигателями уже второго поколения. Этим летом Hyundai начал продавать первый в мире тяжелый грузовик на водородных топливных элементах. Сейчас по дорогам мира движутся уже десятки сотен тысяч автомобилей на водородном топливе, включая городские автобусы в Европе.

Если автомобили с двигателями внутреннего сгорания будут выдавливать, то куда?

Владимир Щербаков: Не думаю, что в металлолом. Автомобили и оборудование переместят, а скорее, дешево продадут в менее развитые и требовательные страны. Не хотелось бы, чтобы, как в 1990-2000 годах, все это старье скинули в Россию, мы просто обязаны выйти на мировые стандарты, конечно, с учетом особенностей климата, дорог, расстояний, потребностей в военной и специальной технике, но в любом случае не должны допустить превращения страны в "затерянный мир".

В качестве одной из мер целесообразно было бы поднять технические и экономические барьеры защиты нашего рынка для автомобилей прямого импорта. Действенная мера господдержки, которая сейчас остро нужна отечественному производителю, - сделать автомобиль прямого импорта неконкурентоспособным по цене с произведенным в России. Сейчас было бы своевременно провести такие меры, поскольку российский автопром способен удовлетворить практически все разнообразие вкусов отечественных потребителей. Но еще более необходимо напряженно работать над собственными технологиями и материалами.

В ФРГ и Франции новый электромобиль можно получить почти бесплатно

Как пример развития технологий можно припомнить Tesla? Может ли эта компания задавать технологические тренды будущего для автомобилестроения?

Владимир Щербаков: По части идей создания производства на качественно новом уровне - практически полной цифровизации всего жизненного цикла автомобиля, формирования трендов развития нового технологического уклада, направлений радикального изменения облика промышленного производства - Tesla уже сейчас - это действительно очень круто.

Для получения автомобиля в нынешнем технологическом укладе должен работать огромный промышленный комплекс - нефтяная и газовая, рудная и угольная, металлургическая, металлообрабатывающая, электронная, электротехническая, химическая, нефтегазоперерабатывающая, легкая, текстильная и другая гигантская, в научно-инженерном и организационно-кадровом содержании очень сложная, трудоемкая и фондоемкая, географически, а часто и политически, разобщенная производственная цепочка.

Если удается из всех участников цепочки создать квалифицированный оркестр, в котором каждый точно исполняет свою партию, то в конце появится двигатель, кузов, 20 тысяч комплектующих изделий. Все они должны вовремя собраться в одной точке и преобразоваться в автомобиль. Кроме того, нужно произвести также бензины, масла, без которых машина не поедет. Например, в автомобиле BMW (а это в принципе вершина действующего уклада) около полутора тысяч трущихся деталей. Их надо изготовить, испытать, собрать, смазать... В Tesla Модель З (первое поколение нового технологического уклада) трущихся деталей всего 130-150. Очень много композитов, новых технологий формования на основе 3D-технологий, в производстве - сплошь электроника, робототехника...

Эффект от подобных инноваций в действительности колоссален. С точки зрения организации производства автомобиля это означает, что автопрому больше в таких масштабах не нужна прежняя металлургия и традиционная металлообработка, радикально меняются требования к продукции таких отраслей, как химия и нефтегазохимия, вместо традиционных методов формования пластмасс и металлов требуются аддитивные технологии. Резко сокращается потребность в объемах добычи руды, угля, нефти, газа, редкоземельных металлов, а также в транспорте. Для получения деталей нужных конфигураций и параметров больше будут не нужны длинные, сложные и дорогостоящие линии обработки. Детали точных параметров и расцветок можно будет экструзировать или печатать прямо в точке сборки или продажи, исключая дорогостоящую оснастку, упаковку, транспортировку.

Только для автопрома придется менять всю промышленность?

Владимир Щербаков: Автопром - локомотив для всего производственно-хозяйственного комплекса. Изменяя свои запросы, он требует адекватного изменения в поставляющих отраслях. Даже если не произойдет полной замены на электродвигатель и сохранится необходимость производства двигателей внутреннего сгорания, то действующая техническая база производства ДВС радикально изменится.

Например, линия механической обработки блока цилиндров на "КАМАЗе" - это цепочка очень сложного и дорогостоящего оборудования около 400 метров длиной и двух метров высотой. И это только одна линия. А еще есть литейный завод, который должен этот блок отлить из чугуна или алюминия. Теперь все это будет не нужно. Требуется одна установка, в которую загружаешь металлические гранулы и на выходе получаешь готовый блок двигателя. В перспективе, технологии разовьются и до печатания сразу готового двигателя. Этот процесс также стремительно пойдет и в других отраслях. Такие процессы радикально изменят не только предмет, но и направления инвестирования .

На каждый новый вызов должен быть подготовлен адекватный ответ. В противном случае рискуем инвестировать в отмирающие технологии, когда уже появились новые.

Главный вопрос

Традиционный двигатель внутреннего сгорания обречен?

Владимир Щербаков: Его перспективы становятся более сложными. У каждого технологического уклада есть свои сроки жизни. Думаю, традиционная схема ДВС завершает свой жизненный цикл. В легковом сегменте и легком коммерческом транспорте, как сказано, на мировом рынке уже идет активное замещение ДВС прежде всего на электромобили, а затем водородные технологии. В грузовом сегменте бензиновых двигателей немного. Традиционный дизель может в обозримой перспективе сохраниться для коммерческого транспорта, прежде всего дальнобойщиков - пока дешевле и надежней для них ничего нет. Следует иметь в виду, что при всем разнообразии видов транспорта около 70% грузов в мире перевозится автотранспортом. Замены ему в перевозках "от порога до порога" человечество пока не придумало. Да и создать инфраструктуру для другого топлива по всему земному шару так быстро не получится. Думаю, у ДВС на дизтопливе есть еще лет 15-20 впереди, при условии постоянного улучшения экологических, технических и экономических параметров.

Досье "РГ"

Владимир Щербаков родился в 1949 году. Трудовую деятельность начал в 1969 году на строительстве Волжского автомобильного завода в Тольятти.

В 1988 году назначен министром СССР по труду и социальным вопросам. В 1990 году назначается сначала заместителем, а затем первым заместителем премьер-министра СССР - председателем Госплана СССР.

В 1994 году под руководством Владимира Щербакова была разработана Программа создания производства современных легковых автомобилей в Калининградской области и основана компания АВТОТОР - крупнейший автопроизводитель России.

Доктор экономических наук, профессор, в 2019 году стал лауреатом премии "Экономист года" за создание комплекса автопроизводств в Калининградской области.

Легковые авто