Гибридные автомобили часто мелькают в рекламе и заголовках газет. Многим кажется, что гибриды, как и электромобили — это спорное веяние Запада и в нашей стране они не более, чем дорогая игрушка. Однако в Энергетической доктрине Российской Федерации на период до 2035 года эта технология считается ключевой на пути к новому технологическому базису. Почему же мы так стремимся развивать гибриды? Зачем это нам?
Давайте разберёмся, что такое гибрид. Гибридное транспортное средство —транспортное средство, в котором передавать энергию могут как минимум два раздельных устройства. Причём эта энергия может использоваться для приведения транспортного средства в движение. Часто гибрид — это когда совмещают двигатель внутреннего сгорания и электромотор.
Гибриды хороши своей универсальностью, они используют для питания разные источники. При этом можно выбрать наиболее дешёвые и доступные. Если у вас нет под рукой нефтепродуктов, а есть много солнечной или ветровой энергии, гибрид будет работать на ней. Идёт в дело атомная энергия, уголь, биотопливо – всё что угодно. И это очень удобно, особенно вдалеке от городской инфраструктуры.
Таких транспортных средств вокруг нас, на самом деле, не так уж и мало. Строго говоря, атомные ледоколы — гибриды, работающие по последовательной схеме. Два ядерных реактора вырабатывают энергию, которая поступает в генератор, а оттуда на питание электровинтов. При этом аккумуляторы можно запитать и от других источников.
Россия — единственная страна в мире, способная строить атомные ледоколы. Они полностью соответствуют сверхстрогому законодательству по охране природы в Арктике: атомный ледокол «Сибирь», принятый в состав флота в 2022 году, дает всего 500 г сажи в год.
Гибридный транспорт отнюдь не современная идея, он известен уже давно. В Российской Империи в 1910 году вышла книга «Бензинно-электрическая тяга», в которой участники Русского электрического общества описывали «бензинно-электрический вагон мощностью 60 лошадиных сил». В таких самодвижущихся вагонах электромоторы соседствовали с бензиновым двигателем, от которого и получали энергию. Тогда в связи с распространением более дешёвых и надёжных двигателей внутреннего сгорания идея была задвинута, но не забыта окончательно.
Гибридные транспортные средства имеют ряд преимуществ.
- Гибриды позволяют экономить более 30% топлива. Когда скорость сбрасывается, двигатель можно не глушить, «лишняя» энергия перерабатывается в электричество и накапливается в аккумуляторах. Это же продлевает срок службы двигателя.
- Гибридные транспортные средства хорошо заводятся в мороз.
- Двигатель работает в оптимальном режиме, без торможения и ускорения, за счёт этого выброс парниковых газов снижается более чем на 50%.
- Гибриды менее шумные.
- Они вырабатывают электрическую энергию, которую можно использовать для нужд дополнительного оборудования.
- В отличие от электромобилей, гибриды не требуют длительной зарядки аккумулятора, у них больше дальность пробега.
Неявный плюс гибридных транспортных средств – они идеально подходят для автоматизации. Электродвигатель легко контролировать, можно подключить бортовой компьютер, системы безопасности, прочую электронику. Это позволяет поднять технику на новый уровень, создать машины, которым не требуется водитель.
Разумеется, есть и минусы:
- Гибридные транспортные средства дороже обычных. Однако, если выйти на уровень массового производства, гибридные авто окажутся всего на 8-10% дороже обычных машин своего класса.
- Гибриды сложны в ремонте, и для их эксплуатации требуется создать соответствующую ремонтную инфраструктуру.
- Основа гибридных автомобилей — литий-ионные батареи, которые на холоде быстро разряжаются. При этом при механических повреждениях они токсичны и взрывоопасны. Потушить горящую батарею ручным огнетушителем не получится.
- Гибриды менее шумные, в случае автомобилей это нередко приводит к авариям.
Для больших проектов вроде атомного ледокола негативные последствия устранить проще, чем для массовых авто.
Какие же гибридные проекты реализуются у нас в стране?
Автомобили представительского класса Aurus Komendant и Aurus Senat собираются на заводе в Татарстане и являются гибридными автомобилями с параллельно подключёнными бензиновым двигателем и дополняющим его электромотором. Это роскошные бронированные машины для первых лиц государства и тех, кто может оплатить свой комфорт и безопасность. При этом производство машин на 70% локализовано в России и именно эти «буржуи» позволяют наработать технологии для отечественного автомобилестроения. Учитывая стиль и тип машин, они ближе даже не к гражданским легковушкам, а к военным броневикам и, вполне возможно, на них и обкатываются технические решения, которые в будущем достанутся нашей армии.
На заводе «Урал» проходит испытания новый гибридный грузовик, его двигатель работает на сжиженном природном газе. Это позволит снизить стоимость эксплуатации по сравнению с бензиновыми и дизельными двигателями.
Новый автомобиль КамАЗ 54907 оснащён гибридной силовой установкой по параллельной схеме и способен на небольших дистанциях передвигаться исключительно на электродвигателях. Машина оснащена радарами и сенсорами для автопилотирования, боковые зеркала заменены на видеокамеры, добавлена бортовая система информации. Существенно обновлены материалы — новая сталь S700 для рамы, передняя подвеска из композиционных материалов. Машина планируется для трансконтинентальных перевозок по новым трассам для России, но пока выпускается несерийно.
В проектах легковых гибридных автомобилей интерес может вызвать газово-электрическая версия E-Neva — гражданского электромобиля, презентуемого компанией «Алмаз-Антей», производителем вооружений. В основном же проекты E-Neva и ATOM от КамАЗ делают упор на легковые электромобили, что чем-то проще гибридных машин.
Пространства России огромны, и сеть железных дорог у нас электрифицирована примерно наполовину. Кое-где электрификация невозможна или нерациональна. В связи с этим многие маршруты пассажирских пригородных поездов либо обрываются в неактуальном месте, либо поезд едет сразу с тепловозом и коптит провода контактной сети, либо на отдалённой станции меняет локомотив. Чтобы решить эту проблему, на Торжокском вагоностроительном заводе была создана серия локомотивов ДТ1 «Дятел», который способен ехать как обычный электропоезд там, где есть контактная сеть, а после того, как она заканчивается — продолжать движение на дизельном двигателе.
Локомотивы ДТ1 выпущены в количестве 13 штук, выпуск был прекращён в связи с банкротством предприятия. Гибриды продолжают честно работать на железной дороге в Ленинградской, Псковской и Новгородской областях. Ломаются они чаще обычных поездов, а ремонтная база неразвита. Эти проблемы можно решить, если сделать больше поездов и эксплуатировать их интенсивнее. Сейчас собственник завода сменился, так что будем надеяться на продолжение этого проекта.
Распространённый тепловоз 2ТЭ116, который предназначен для перевозки вагонов по неэлектрифицированным маршрутам, тоже является гибридом — его дизельный двигатель служит не для движения, а для выработки энергии электромоторов.
Недавно выпущены аварийно-спасательные суда ледового плавания проекта MPSV07: Спасатель Караев, Спасатель Кавдейкин, Спасатель Заборщиков, Спасатель Демидов и Спасатель Ильин. Они снаряжены дизель-электрической установкой — то есть дизельный двигатель вырабатывает электроэнергию, которая через генератор подаётся на винты, повышая их мобильность (почти мгновенное переключение в обратный режим, работа на оптимальных оборотах). Корабли этой серии предназначены для помощи терпящим бедствие судам, снятия с мели, буксировки пострадавших судов в ледовых условиях и чистой воде, тушения пожаров и ликвидации разливов нефти.
Последний корабль серии «Спасатель Ильин» был выпущен на заводе «Красное Сормово» и введён в эксплуатацию в мае 2023 года в Новороссийске.
Также завод выпускает гибридные пассажирские суда на дизель-электрической тяге «Штандарт» проекта PV09. Сейчас на верфях для российских заказчиков находится более 300 судов — от сложных рыболовецких траулеров до небольших землеснарядов.
Хочется надеяться, что вскоре у России будет много гибридных судов и электрокораблей.
В отечественном гибридостроении хватает и провалов.
Можно вспомнить широко анонсированный Михаилом Прохоровым легковой гибридный Ё-мобиль, который дошёл только до пилотного экземпляра, создатели переоценили свои силы, окончательно их подкосили санкции 2014 года. Недостроенный завод для Ё-мобилей с готовой инфраструктурой был продан и ждет своего часа.
Гибридный автобус ЛИАЗ-5292 был выпущен только в виде опытного образца, в производство не пошёл. Зато он дал жизнь знаменитым московским электробусам.
Газотурбинный автобус ТролЗа-5250 остался на уровне пилотного образца. Его создатели предпочли вернуться к осовремененной версии классических троллейбусов.
Не все проекты дошли до реализации, однако они позволили наработать опыт проектирования, создания, эксплуатации новой техники. И если в сегменте крупной техники — корабли, поезда, грузовики — российские гибриды продвигаются вперёд, то в сфере личных автомобилей предпочтение отдаётся либо газовым моделям, либо чистым электромобилям. Многие проекты пострадали от санкций: из-за нарушения поставок пришлось искать новых поставщиков комплектующих или создавать в России новые производства деталей.
Купить любую технику гораздо проще, чем купить опыт. Для покупки гибридного автомобиля достаточно сделать банковский перевод. Для того чтобы научиться его делать, нужны годы – и мы не вправе их терять.
Список использованных источников прилагается в закрепленном комментарии