Автомобили изменятся в следующем десятилетии больше, чем в прошлом веке. И это, вероятно, хорошо, поскольку на автомобили приходится значительная доля глобальных выбросов углекислого газа (CO2). По оценкам, в мире насчитывается более 1,37 миллиарда автомобилей, и ожидается, что к 2040 году эта цифра возрастет до 2 миллиардов.
Выбросы резко возросли, во многом благодаря автомобильному транспорту © inverse.com
Существует множество новаторских идей о том, как бороться с выбросами от автомобилей: от гиперэффективных летающих автомобилей до водородных топливных элементов, которые в качестве побочного продукта выделяют только воду, однако, это отдаленные перспективы по сравнению с электромобилями и автономными автомобилями, которые, как ожидается, появятся на дорогах к 2030 году.
Эксперты высказывают свои мысли о том, как скромный автомобиль может эволюционировать, чтобы стать героем в глобальной борьбе с изменением климата — если они будут заряжены энергией из возобновляемых источников энергии. От Китая до Карибского бассейна эксперты исследуют инициативы со всего мира, которые революционизируют роль, которую играют автомобили.
Будь то в рамках экономии топлива, общегородской транспортной сети или использования энергии из возобновляемых источников энергии, ученые согласны с тем, что автомобили будущего могут стать частью мощной системы сокращения выбросов парниковых газов и помощи в управлении изменением климата.
Каким будет автомобиль в 2030 году?
Дэн Льюис (Dan Lewis), Клод Чибелуши (Claude Chibelushi) и Деби Робертс (Debi Roberts) из Стаффордширского университета объединили свой опыт в области промышленного дизайна, когнитивных вычислений и транспортного машиностроения, чтобы заглянуть в будущее и представить автомобиль 2030 года.
Они предсказывают, что интерьеры станут намного более гибкими, что позволит настраивать цвет, свет, конфиденциальность и расположение одним нажатием кнопки — это захватывающая перспектива для пассажиров. Помимо эстетики, есть три основных изменения, которые, как ожидают эксперты, сделают автомобили более эффективными и помогут снизить загрязнение окружающей среды.
- Электрификация: В настоящее время электромобили составляют всего 2% мирового рынка. Но, по прогнозам, к середине 2020-х годов их цена станет ниже, чем у автомобилей с ДВС, поэтому электромобили должны стать выбором широкого круга водителей к 2030 году.
- Автоматизация: к 2030 году стандартный автомобиль будет оказывать как простую помощь водителю, так и полный контроль над всеми аспектами вождения в большинстве случаев. Водители, живущие в пригородах и сельской местности вероятно, по-прежнему будут владеть своими автомобилями, однако в городах будет пользоваться популярностью услуга совместного использования автомобилей (автономных), что поможет существенно сократить количество автомобилей на дорогах.
- Возможность подключения: минимизирует расход топлива (и улучшает транспортный поток), позволяя автомобилям синхронизировать свое движение. Это станет возможным благодаря датчикам, предназначенным для распознавания и связи с модернизированными дорожными знаками, разметкой, сетями камер, пешеходами и другими транспортными средствами.
Грядет электромобильная революция
По словам Джека Баркенбуса (Jack Barkenbus) из Исследовательской сети по изменению климата в Институте энергетики и окружающей среды Университета Вандербильта, глобальный переход от транспортных средств, работающих на бензине, к электрическим будет происходить раньше, чем многие думают. Ключевым элементом цены электромобиля является стоимость его аккумулятора, но отраслевые аналитики теперь полагают, что в течение пяти лет будет дешевле купить электромобиль, чем автомобиль с ДВС.
ARK Invest: Продажи электромобилей Tesla вырастут до 3 млн авто к 2023 году © HEvCars
Китай уже производит более половины электромобилей в мире и может продолжить производить до 70% электрических транспортных средств к 2021 году, даже несмотря на рост спроса на аккумуляторы для электромобилей.
Большая часть спроса поступает из Китая — крупнейшего в мире автомобильного рынка. По мере того, как западные страны приближаются к пиковому уровню владения автомобилями, все еще существуют сотни миллионов китайских семей, у которых вообще нет машины, и многие из них покупают электромобили.
В 2018 году продажи электромобилей и плагин-гибридов в Китае превысили 1,1 миллиона — это более 55% всех электромобилей, проданных в мире, и более чем в три раза больше, чем китайские клиенты купили два года назад. (Для сравнения, продажи электромобилей и плагин-гибридов в США в 2018 году достигли всего 361 000 единиц).
Продажи электромобилей на основных мировых рынках © inverse.com
Аккумуляторы электромобилей дешевеют очень быстро. Ожидается, что цены будут еще ниже по мере развития технологий © inverse.com
Наши города изменятся так же радикально, как и наши автомобили
Большая часть населения мира живет в городах, на которые приходится 75% мирового потребления энергии и 76% выбросов CO2. В связи с этим исследователи отмечают, что все больше внимания уделяется роли, которую города могут сыграть в сокращении выбросов и оказании помощи человечеству в адаптации к последствиям изменения климата.
По словам ученых из Университета Шеффилда Мартина Мэйфилда (Martin Mayfield) и Джулиано Пунзо (Giuliano Punzo), внедрение электрических автономных транспортных средств на уровне города облегчит заторы, уменьшит загрязнение и минимизирует время, которое люди проводят в дороге. Это также радикально изменит облик городов в будущем.
Автомобиль проводит около 90% своей жизни на стоянке. Переход от частных транспортных средств к сервису, который принадлежит и управляется государственными или частными предприятиями, — это разумное и эффективное решение, которое революционизирует движение транспорта в городах, однако оно может иметь серьезные последствия для существующих транспортных систем, таких как поезда, метро и автобусы.
Междугородний транспорт может пострадать, поскольку сеть автономных транспортных средств будет расти и городские операторы должны будут сбалансировать стоимость инвестиций в поезда, автобусы и метро с инвестициями в инфраструктуру для автономных автомобилей.
Компания Tesla обнародовала план Robotaxi (парк роботизированных такси на электромобилях компании) © Презентация Tesla Autonomy Investor Day
Вероятно, пройдет 10–20 лет, прежде чем автономные транспортные средства — и высокоскоростная сеть 5G, к которой они должны будут подключиться — появятся на дорогах общего пользования. Тем временем ученые отмечают, что города по всему миру стремятся уменьшить использование автомобилей, чтобы снизить выбросы CO2 и принести пользу жителям, а также окружающей среде.
Профессор и специалист по городскому планированию Ричард Кингстон (Richard Kingston) и научный сотрудник Ренсфорд Чемпонг (Ransford Acheampong), специализирующиеся на городском планировании в Университете Манчестера, предлагают три меры, которые могут снизить зависимость городских жителей от автомобилей — не причиняя им неудобств.
- Ввод зон, свободных от автомобилей. Зоны, свободные от автомобилей, предназначены для ограничения их использования. Они могут варьироваться по размеру и характеру. В некоторых городах, таких как Копенгаген и Брюссель, автомобили полностью запрещены в некоторых частях центра города. Другие города, такие как Мадрид, ввели частичные запреты.
Весь город Гент, Бельгия, свободен от автомобилей, но общественному транспорту, такси и другим лицам, имеющим разрешение, может быть разрешено проезжать через город со скоростью до пяти километров в час. В других местах, например, в центре Лондона, взимается плата с водителей, передвигающихся в часы пик или использующих загрязняющие экологию транспортные средства.
- Предоставить альтернативы общественному транспорту. Жители могут негативно относиться к ограничениям, если они вызывают неудобства или приводят к потере мобильности. Очевидным способом решения этих проблем для городов является обеспечение людей надежным, гибким и экономически эффективным общественным транспортом. Это должно окупиться в долгосрочной перспективе.
Опыт показывает, что использование автомобилей уже сокращается во многих городах Европы, США и Австралии. А молодые люди откладывают обучение вождению и имеют меньше шансов владеть автомобилем, чем предыдущее поколение. Если меньше людей будут ездить, то общественный транспорт должен быть доступным как для молодежи, так и для пожилых людей.
- Изменить город: в городах должна быть возможность людям жить ближе к магазинам, работе и местам для отдыха, чтобы не использовать автомобиль. Это может быть достигнуто за счет строительства многофункциональных зданий с доступным жильем и отличными зелеными насаждениями.
Масдар-Сити в Объединенных Арабских Эмиратах и Великий город в Китае, отдают предпочтение пешеходному и общественному транспорту вместо автомобилей, а также экспериментируют с электрическими транспортными средствами. Новые разработки направлены на предоставление базовых услуг, создание безопасных мест для прогулок людей и обеспечение общественного транспорта, который использует чистую энергию.
Нужно учесть несколько вещей, чтобы правильно раскрыть потенциал электромобилей
Чтобы правильно раскрыть потенциал электромобилей, их нужно заряжать от возобновляемых источников энергии, а не от сети, куда поступает электричество, получаемое от переработки ископаемого топлива. По оценкам, к 2040 году глобальное потребление электроэнергии электромобилями вырастет до 1800 ТВт⋅ч — это примерно в пять раз больше, чем текущее годовое потребление электроэнергии в Великобритании.
Переход к возобновляемым источникам энергии станет ключевым фактором в том, смогут ли автомобили смягчить климатический кризис.
Переход к возобновляемым источникам энергии станет ключевым фактором © media.daimler.com
Паракрам Пакурель (Parakram Pyakurel), исследователь в области систем возобновляемой энергии в Университете Солент, предлагает некоторые решения ключевых проблем, связанных с электромобилями.
Нагрузка на энергосистему — вызванная тем, что люди заряжают свои электромобили вечером, после работы — может вызвать проблемы с энергоснабжением на уровне сообщества или города. Системы могут нуждаться в обновлении. Или поставщики энергии могут ввести тариф, который выше по вечерам и ниже во времена, когда спрос меньше. Интеллектуальная зарядка — это еще одно решение, которое использует интеллектуальные системы и искусственный интеллект для зарядки большего количества электромобилей, когда производство электроэнергии из местных возобновляемых источников находится на высоком уровне.
Высокая стоимость электромобилей и отсутствие доступных зарядных станций могут затормозить расширение электромобильности. Правительства могут устранить эти препятствия, субсидируя электромобили, как это делается в Китае. Даже на уровне города власти могут поощрять людей использовать электромобили с помощью налогов или специальных зон чистого воздуха, таких как новая лондонская зона с ультранизким уровнем выбросов.
Существует дефицит драгоценных металлов, таких как кобальт и литий, которые являются неотъемлемой частью аккумуляторов электромобилей. Альтернативные конструкции, в которых не используются дефицитные элементы, в настоящее время изучаются производителями автомобилей. А заводы по переработке, предназначенные для обработки металлов и других дефицитных элементов для повторного использования, могут быть расширены.
Некоторые страны уже демонстрируют миру, что могут сделать зеленые транспортные системы
Том Роджерс (Tom Rogers), старший преподаватель кафедры возобновляемой энергии и управления энергией в Университете Ковентри, объединился с Дастином Гаем (Destine Gay) и Ребекой Ширли (Rebekah Shirley), исследователями в Вест-Индии и Кении, чтобы провести увлекательное исследование того, как маленькие острова — в данном случае, Барбадос — может предоставить идеальный полигон для перехода к полностью электрифицированному транспорту.
Барбадос: карибский остров с наибольшей концентрацией электромобилей © megapower365.com
- Несколько карибских островов в настоящее время стремятся к 100% возобновляемой энергии.
- Острова должны будут хранить избыточную энергию, когда спрос превышает предложение энергии ветра и солнца.
- Электростанции работают как распределительная система хранения, где владельцы могут продавать электроэнергию операторам электросети, когда их электромобиль подключен к сети.
- Зарядка между транспортными средствами и сетью помогает сети удовлетворять спрос при колебаниях производства электроэнергии из возобновляемых источников.
- Электромобили могут даже выступать в качестве мобильного резервного хранилища энергии, чтобы помочь в восстановлении и спасении после ураганов и цунами.
Барбадос уже является третьим по величине пользователем электромобилей в мире по количеству электромобилей на 1000 человек. Если бы все 132 000 транспортных средств, которые в настоящее время находятся на Барбадосе, были электрическими, и была принята двунаправленная зарядка, это обеспечило бы хранение энергии емкостью 0,5 ГВт⋅ч. Это могло бы привести к 3 ГВт⋅ч, которые необходимы для 100% возобновляемой энергии на Барбадосе.
По материалам: inverse.com. Подготовил: hevcars.com.ua
- ← К 2040 году электромобили будут доминировать по продажам, уменьшая спрос на нефть на 13 млн баррелей в день
- Электромобили — это тройная победа для климата, чистого воздуха и экономики →
