Эффективное использование энергии

Запасы углеводородных видов топлива в мире ограничены. Некоторые исследователи утверждают, что этих запасов хватит на 60–80 лет, более пессимистично настроенные ученые говорят, что человечество исчерпает эти запасы через 40 лет. С другой стороны, все большую озабоченность вызывает загрязнение окружающей среды, не последнюю роль в котором играют автомобили.

Зарядная станция для электромобиля

Некоторое время назад существовало мнение, что на смену автомобилям с привычным ДВС придет «экологически чистый электрический автомобиль». Были созданы варианты электромобилей, где для привода ведущих колес использовались электродвигатели, а запас электроэнергии для необходимого пробега, обеспечивался аккумуляторными батареями, которые располагались непосредственно на автомобиле и могли подзаряжаться на специальных зарядных станциях.
Такой подход использования аккумуляторных электромобилей игнорировал очевидный факт, что это полностью не решает вопрос глобального загрязнения окружающей среды. Для зарядки аккумуляторов используется электроэнергия, получаемая от электростанций, которые в своем большинстве сжигают углеводородное топливо. При этом загрязнение окружающей среды просто переносится в другую местность. В конце 1990-х гг. в несколькими крупными производителями автомобилей были приложены определенные усилия, чтобы организовать широкий автомобильный рынок электрических автомобилей в шт. Калифорния, но эти усилия потерпели неудачу, частично из-за ограниченного запаса энергии (энергоемкости) аккумуляторов, используемых на этих электромобилях, но главным образом потому что сами аккумуляторные батареи, оказались очень дорогими в производстве, и имели слишком маленький ресурс до необходимости их подзарядки или замены. Некоторые исследователи также подвергали сомнению улучшение экологии в том случае, если большинство транспортных средств в мире будут электрическими, потому что производство (и переработка) батарей связаны с применением огромного количества тяжелых металлов, таких как свинец и кадмий. Неужели это означает конец мечты об электромобиле? Ни в коем случае! Электромобили, вероятно, будут использоваться только для выполнения специальных задач, таких как организация коммерческих перевозок в городских центрах. Более правильным будет считать электромобилем тот, колеса которого приводятся в действие электроэнергией, и затем уже разделить такие транспортные средства на три типа, к первому из них, принадлежит простой аккумуляторный электромобиль. Второй вариант — это гибридный автомобиль HEV (Hybrid Electric Vehicle); в нем двигатель внутреннего сгорания приводит в действие генератор, производящий в свою очередь электроэнергию для привода колес. Наконец, в перспективе будут использоваться автомобили, в которых электроэнергия получается с помощью топливного элемента. В мире принято называть такие автомобили FCEV (Fuel Cell Electric Vehicle) — автомобиль на топливных элементах). Похоже, что в течение следующей половины столетия автомобили на топливных элементах постепенно станут стандартным типом легкового автомобиля, а гибридные помогут сгладить переходный период. Двигатель внутреннего сгорания в конечном счете станет устаревшим и старомодным, и мы будем смотреть на него так, как мы сейчас смотрим на паровой двигатель, в то время как останется небольшое количество аккумуляторных электромобилей, которые будут передвигаться по маршрутам, не слишком удаленным от мест их подзарядки. Чтобы более ясно представить это будущее, мы должны рассмотреть гибридные автомобили и автомобили на топливных элементах более подробно, но сначала необходимо рассмотреть варианты аккумуляторных батарей и их возможных альтернатив, даже если аккумуляторные автомобили ждет ограниченное применение.