Теневая сторона электромобильности
Вопросы влияния жизнедеятельности человека на изменения климата на Земле и сохранение экологии на нашей Планете встают всё острее с каждым днем. Лето 2019 года показывает нам, что игнорировать эту тематику уже невозможно. В Европе побиты все рекордные показатели и неделями температура не покидает отметку 30о С, зафиксированы рекордные измерения выше 46 градусов, в России напротив - перепады температур в течении лета аномально высокие, в июле - непрекращающиеся дожди на фоне низких температур, паводки невиданной до сих пор силы, приносящие разрушения и жертвы.
Различные мнения на причины изменения климата имеют право на существование, мнения ученых расходятся: одни считают, что это следствие влияния активности Солнца, другие утверждают, что причиной всему разрушительное и бездумное обращение человека с природой. Несомненно, что оба мнения имеют реальную подоплёку, однако при этом нельзя и отрицать, что выбросы парниковых газов электростанциями, а также двигатели внутреннего сгорания представляют собой серьёзную экологическую проблему.
В 2019 году человечество израсходовало условный запас возобновляемых природных ресурсов, которые могут восстановиться за год, и с 29 июля живет в экологический кредит. Дату «экологического долга» исследователи рассчитывают с начала 70-х годов: тогда он приходился на конец декабря, к 1990 году сдвинулся на середину октября, а к началу 2000-х - на начало сентября. В разных странах потребление возобновляемых ресурсов на душу населения существенно отличается. Если бы все потребляли их, как жители Германии, то человечеству потребовалось бы уже три Земли, а если, как американцы, - то пять планет, отмечает Deutsche Welle. Что касается России, то она живет в "экологический кредит" с 26 апреля, то есть все годовые ресурсы были выработаны за первые четыре месяца года.
Нужно констатировать, что страны ЕС начали принимать серьёзные меры для сокращения эмиссионных выбросов. Так, в Германии, в 2018 году генерация электрической энергии от ветрогенераторов и солнечных батарей достигла 28%, отдельные города объявляют о запрете въезда машин с дизельными двигателями. Первые лица Парижа, Афин, Мадрида и Мехико договорились полностью запретить с 2025 года все дизели, независимо от возраста — сообщает BBC, 16 городов Германии так же закрывают въезд автомашин на дизельном топливе.
Электромобили – плюсы и минусы
Электромобили рассматриваются многими людьми как новаторская технология, при помощи которой можно решить сразу все эколгические проблемы. К сожалению, это заблуждение. Современным электромобилям нужна не только электроэнергия для подзарядки, но и целый набор других материалов. Современные электрические и гибридные автомобили оснащены литий-ионными аккумуляторами, для которых требуется литий, кобальт, никель и медь. Эти материалы имеют ограниченные запасы, сократить использование которых очень проблематично.
Литий является основным компонентом современных аккумуляторов для электромобилей. Добывается в основном в Южной Америке. К сожалению, месторождения расположены в засушливых районах, а для добычи полезных ископаемых требуется много воды. Это, конечно, негативно влияет на местную среду и условия жизни местных жителей. Тем временем давление общественности привело к тому, что производители батарей стали искать альтернативные залежи лития. На 2021 год запланировано открытие первого в Европе литиевого рудника. Этого количества лития должно быть достаточно для производства батарей для 400 000 электромобилей в год.
Производство кобальта - задача еще более деликатная, чем с литием. Кобальт добывается в основном в Африке. К сожалению, его добыча часто связана с детским трудом в незаконно разрабатываемых карьерах. Такие организации, как Amnesty International, оказывают давление на автопроизводителей, чтобы они добивались сертификации цепочек поставок для устранения незаконной дробычи и использования детского труда. Некоторые производители аккумуляторов, такие как Panasonic, хотят заменить часть кобальта в аккумуляторах никелем в долгосрочной перспективе. Но замена дефицинтых материалов на более традиционные никель и медь не обходится без проблем. Кроме того, сомнительно, что производственные мощности для этих материалов могут быть расширены достаточно быстро. В противном случае значительное увеличение электромобилей может быстро привести к узким местам в поставках и, соответственно, к увеличению цен на материалы. По данным Bloomberg, мировые цены на литий выросли почти в три раза с 2015 по 2018 годы. Производители по всему миру начали открывать новые шахты — в одной только Австралии за последние два года было открыто шесть. Все они рассчитывали на то, что в скором будущем электромобили вытеснят традиционный бензиновый транспорт.
Решающий фактор экологичности электромобилей – это выбросы парниковых газов при производстве требуемой для них электроэнергии. Если она производится путем сжигания дополнительного объема ископаемого топлива, электромобили не более безопасны для окружающей среды, чем автомобили с двигателями внутреннего сгорания. Поэтому перед наукой и промышленностью стоит задача не просто отказаться от двигателей внутреннего сгорания и перейти на электромобили, но разработать технологию, которая бы позволила перейти в производстве электромобилей на следующий экологически безопасный уровень.
Именно такая технология создана немецко-американской компанией Neutrino Energy Group и получила название NEUTRINOVOLTAIC (Патент WO2016142056A1). Уже само название говорит, что такая технология работает от энергии космических нейтрино, но также может использовать и другие излучения невидимого спектра. На основе применения NEUTRINOVOLTAIC технологии изготавливается источник энергии Neutrino Power Cube®, имеющий широчайший спектр предназначения от использования в электронных приборах до генерации электроэнергии в промышленных масштабах. Различие энергетических ячеек Neutrino Power Cube® друг от друга будет состоять только в количестве и размере используемых рабочих металлических листов из фольги, с нанесенными на них легированными нанослоями графена и кремния.
Источники тока Neutrino Power Cube® получаются очень компактными и могут быть адаптированы в качестве источника тока для электромобилей. Это чисто конструкторская задача. Компания Neutrino Energy Group рассматривает 2 этапа внедрения и работы Neutrino Power Cube® для установки на электромобили:
1. Работа источника тока в базовом режиме при наличии в электромобиле аккумуляторной батареи. В этом случае, при езде в экономном режиме питание электромобиля будет полностью или частично осуществляться за счет Neutrino Power Cube®, минуя аккумуляторную батарею. При пиковых режимах, таких как обгон или резкое перестроение на трассе, а также при начале движения, когда требуется большой ток тяги, питание электромобиля идёт также и от электробатареи. В режиме отстоя или движении «под горку» излишек вырабатываемой энергии пойдет на подзарядку батареи, т.к. Neutrino Power Cube® вырабатывает электроэнергию круглосуточно ночью и днем в стабильном режиме вне зависимости от погоды и сезона. Данное конструкторское решение видится наиболее простым при установке Neutrino Power Cube® на электромобили. Neutrino Power Cube® таккже позволит уменьшить емкость аккумуляторных батарей при установке на электромобили, что позволит в свою очередь сократить затраты на утилизацию отработавших батарей и, в конечном итоге, цену электромобилей.
2. Более отдаленная в перспективе и наиболее трудная в исполнении задача заключается в том, чтобы полностью исключить установку аккумуляторных батарей на электромобили. Однако в этом случае в машине должны быть установлены новые накопители энергии, которые будут способны отдавать ток в режиме трогания с места и при резком маневрировании электромобиля.
Чем интересна идея установки Neutrino Power Cube® на электромобили?
Это в первую очередь возможность увеличения пробега между подзарядками, что критически важно при езде на дальние расстояния. Подзарядка электробатареи от розетки может быть вообще исключена, если Вы используете электромобиль при езде на короткие и средние расстояния. Вы отдыхаете или работаете, а Ваш электромобиль заряжается от Neutrino Power Cube® и при этом подзарядка не приносит Вам дополнительных расходов.
Важно отметить в этой связи, что при изготовлении Neutrino Power Cube® не используются дорогие и дефицитные материалы, только графен, кремний, металлическая фольга или любой другой материал - носитель и легирующие элементы. Легированный графен и кремний наносятся методом напыления на материал - подложку несколькими чередующимися слоями. Толщина слоя находится в нано диапазоне. Общая результирующая толщина структуры слоя составляет всего несколько нанометров. Излучение невидимого спектра, т.е. нейтрино, «бомбардируют» эту многослойную структуру. Проникая через эти слои, частицы нейтрино приводят слои графена в вертикальное колебание, а частицы кремния - в горизонтальное. Горизонтальное движение посредством резонанса передается на материал - носитель, в котором вырабатывается энергия.
Эксплуатационные расходы электромобиля с установленным Neutrino Power Cube® будут минимальными.
Безусловно, нельзя отметить то факт, что процесс перехода автомобиля с одного топлива на другие формы питания требует колоссальных затрат в инфаструктуру. В России дискуссии о переходе на газомоторное топливо ведутся уже не одно десятилетие, хотя всем очевидны преимущества такого перехода. Первые лица государства требуют создавать условия для перехода на газомоторное топливо, а муниципальный транспорт заставляют делать это в приказном порядке. Но......Совещания заканчиваются, чиновники расходятся по кабинетам, а процесс до сих пор не запущен. Основной проблемой является создание инфраструктуры – а это означает сотни миллиардов рублей инвестиций без перспективы окупаемости в обозримом будущем. Газозаправки не строятся, т.к. автомобилей на газомоторном топливе критически мало, а автомобильные заводы не выпускают автомобили на газомоторном топливе, т.к. нет выстроенной инфраструктуры заправки автомобилей газом – это замкнутый круг, найти выход из которого неотложная задача ближайшего будущего.
Neutrino Energy Group предлагает решение, которое исключает строительство сверхдорогой инфраструктуры. При любом сценарии развития темы электромобильности можно не сомневаться. что автомобильные концерны, которые первыми перейдут на производство электромобилей с установленными Neutrino Power Cube® выиграют гонку за Покупателя и осуществят революцию в автомобильной индустрии.
