Итак, у нас уже есть электрические самокаты, велосипеды, мотоциклы, легковушки, автобусы и грузовики. Есть разработки даже электрических самолетов (например, российского ЯК-40).
Однако, почему же мы до сих пор не видим широкого нашествия электрических кораблей? Вот взять того же Илона Маска. Электричество он эксплуатирует по полной, являясь его главным популяризатором в мире. Однако, до кораблей и у него руки не дошли.
Обращаю внимание, что речь именно о кораблях "на батарейках", т.к. простые корабли на электродвигателях очень активно эксплуатируются, просто источником энергии для таких двигателей все равно являются продукты нефти и газа.
Казалось бы, гигантская грузоподъемность морских судов позволяет "не стесняться" и устанавливать аккумуляторы просто невероятных размеров.
Логика тут такая:
- Электрический самокат с пассажиром весит (условно) 80 кг и позволяет проехать 30 км на одном заряде
- Электрический автомобиль с пассажирами весит 1700 кг и проезжает 300 км
- Электрический грузовик (Tesla Semi) с полной загрузкой весит 36 тонн и проезжает 800 км
Видите тенденцию? Чем больше масса транспортного средства, тем бОльшее количество километров оно способно преодолеть на одном заряде (за счет более емких аккумуляторов).
Так почему бы не перевести на электричество корабль весом 300 000 тонн? Он тогда и вокруг Земли сможет путешествовать без подзаряда?
Перспектива заманчивая, прямо скажем. Ведь любое электрическое транспортное средство имеет огромные преимущества:
- Его "заправка" на порядок дешевле (грубо говоря, электричество дешевле бензина и солярки)
- Меньше шума и вибраций
- Нет прямых выбросов в атмосферу
- Меньше деталей и агрегатов, а значит – бОльшая надежность
В масштабах международных морских перевозок все эти плюсы в сумме дали бы колоссальный эффект. Миллионы тонн нефти, которую бы не сожгли, и углекислого газа, который не выбросили бы в атмосферу.
Даже как-то странно, что Илон Маск все еще не взялся за эту тему. Хотя...
Реальная закономерность
Выше была описана тенденция, согласно которой, чем электрическое транспортное средство больше по массе, тем бОльшее количество километров оно способно преодолеть без подзарядки.
Однако, если вдуматься, то закономерность там несколько иная. Смотрите сами.
- Автомобиль тяжелее самоката в 21 раз (1700 кг против 80), но дальность его хода больше всего в 10 раз (300 км против 30)
- Грузовик тяжелее автомобиля тоже в 21 раз (36 тонн против 1,7), но разница в дальности хода у них всего 2,6 раза (800 км против 300)
- Если же сравнивать грузовик и самокат, то их масса отличается в 450 раз, а дальность хода – всего в 27.
Понимаете? Чем тяжелее транспортное средство, тем МЕНЬШЕЕ количество километров оно способно проехать, если считать километры на каждую единицу массы.
По графику видно, что увеличение дальности хода происходит не так быстро, как увеличение массы. Или, иначе, значительно увеличивая массу мы не получаем столь же значительного увеличения дальности хода.
Более того, при определенных значениях массы дальность хода не просто прекращает увеличиваться, но и, наоборот, уменьшается! То есть где-то в перспективе график будет выглядеть как-то так:
Это связано с тем, что "плотность энергии", если так можно выразиться, в аккумуляторных батареях очень маленькая. 1 кг бензина вмещает намного больше энергии, чем 1 кг аккумуляторов. То есть аккумуляторы сами по себе являются бОльшим балластом, чем традиционное топливо.
- Если мы хотим, чтобы бензиновый автомобиль проехал на 100 км больше, мы дополнительно доливаем в него 10 литров бензина.
- А вот чтобы на 100 км больше проехал электрический автомобиль, нужно добавить к нему 300 кг аккумуляторов (условно)
Но для перевозки этих дополнительных аккумуляторов требуется дополнительная энергия, а значит и дополнительные аккумуляторы! Получается некий замкнутый круг, в котором аккумуляторы как бы возят сами себя.
И вот именно в этом заключается главное ограничение в создании электрических кораблей. Их размеры и масса настолько огромны, что пока еще не придуман электрический кораблей, способный преодолеть хотя бы 200 км на одном заряде. Да и то это касается небольших судов водоизмещением до 10 000 тонн.
Если же на электричество перевести 300 000-тонный корабль, то запас его хода и вовсе окажется равным ничтожным 30-50 км. И это при том, что бОльшую часть его массы составят аккумуляторы.
И все-таки, будущее есть
Казалось бы, запас хода в 50, 100 или 150 км делает бессмысленным использование электрических кораблей в качестве транспорта.
Однако, есть некоторые сферы, в которых такие корабли не просто оправданны, но даже и активно строятся. Речь идет прежде всего о паромах.
Парому не нужна сумасшедшая дальность хода. Заявленных 100 км как раз будет достаточно, чтобы перевезти людей или грузы с одного берега на другой. Ночью паром заряжается, днем работает. Все просто.
Такие паромы уже строят в Норвегии и Нидерландах. Например, нидерландский проект Port-Liner – за счет 5 электрических паромов они планируют избавиться от 23 000 дизельных грузовиков на дорогах общего пользования.
Вторая сфера возможного использования – туристическая. Небольшие электрические прогулочные суда могут курсировать по рекам и каналам внутри городов, катать туристов и экономить деньги на заправке, не загрязняя при этом воздух.
Например, в России уже создан прекрасный корабль такого плана – Ecovolt.
Электрическое судно способно перевозить 86 человек на 140 км, что позволяет использовать его в туризме, либо как городской транспорт (речные трамваи довольно популярны в мире и очень удобны, кстати говоря).
О создании электрических большегрузов речь пока нет. Хотя, работы и изыскания имеются. Возможно, в будущем проблему хранения электрической энергии удастся решить и тогда мы увидим супертанкеры, заправляющиеся от нашей морской розетки на Камчатке.
