Трудно не заметить, что в последние годы жарче становится не только конкуренция, но и климат. Чтобы не угореть окончательно правительства многих стран грозят отказом от машин с ДВС, а производители работают над внедрением экологически чистых технологий на транспорте. На сегодняшний день шансы стать золотым стандартом будущего имеют две технологии - чистый электропривод и водородные топливные ячейки. Обе они имеют по паре принципиальных недостатков, кто первый решит свои проблемы - получит решающее преимущество в войне форматов, за которой мы пристально наблюдали на протяжении последних лет.
Если решение отобрать у населения многолитровые V8 уже практически созрело и не вызывает серьезного отторжения, то перспектива лишиться руля все еще способна спровоцировать протест. Однако, разработчики гнут свою линию и автомобили под управлением автопилотов уже намотали не один миллион тестовых километров. Судя по всему, они почти готовы и от точки невозврата человечество отделяют все еще встречающиеся ошибки и ограничения в работе электроники. Ну и неподготовленное законодательство.
Сила тока и легкое сопротивление
Всерьез о них заговорили с появлением двух знаковых моделей - Nissan Leaf и Tesla Model S. Эти машины первыми смогли обеспечить достаточный пробег на одном заряде батареи, не уступая при этом традиционным автомобилям в прочих аспектах. Конечно, на баке все еще можно было проехать больше, но и заряжать машину каждые сто километров уже не приходилось. Кроме того, в мире стремительно начало расти количество зарядных станций - в том числе и быстрой зарядки, аналогичных устройствам Supercharger компании Tesla.
За почти прошедшее десятилетие электромобили совершили серьезный прорыв - был представлен футуристический тягач Tesla Semitruck, а пассажирские модели обещают пробег на одном заряде батареи на уровне 400-500 километров, как в случае с кроссовером Jaguar i-Pace. А это уже сравнимо с бензиновыми авто. В той же лиге играет и новый Porsche Taycan - тоже недешевый, но практически все новации в автомобильном мире появлялись сначала в премиум сегменте, а через несколько лет понемногу перебирались в младшие классы.
Кроме того, производители вовсю работают над новыми типами аккумуляторов с повышенной удельной емкостью и скоростью зарядки: например, Toshiba в следующем году выведет на рынок литий-титанатную батарею, которая не теряет емкость при низких температурах и отличается небольшим временем заряда: по официальным данным “заправить” машину на 300 км пробега можно будет всего за 6 минут. Ту же цель преследует израильский стартап StoreDot, разрабатывающий собственную многообещающую технологию нетоксичных полуорганических батарей с малым временем зарядки и высокой емкостью. Об успехе предприятия косвенно свидетельствуют 20 миллионов долларов прямых инвестиций нефтяников из ВР (который не Верховна Рада).
Увы, весь этот праздник омрачается парой досадных мелочей: прежде всего, ожидаемым дефицитом лития, хотя новые типы аккумуляторов в теории могут обойтись и без него. А вот без электричества электромобили поедут едва ли, и тут уже в ближайшем будущем человечество рискует столкнуться с дефицитом генерирующих мощностей и неготовностью распределительных электросетей: по подсчетам британских экспертов, дефицит электроэнергии в стране станет реальностью уже в 2020 году, а рост пиковой нагрузки в вечерние часы, когда люди поставят на зарядку свои электромобили, может достигнуть 40 процентов. На модернизацию сетей по всему миру понадобятся триллионы долларов, а с учетом того, что большинство электростанций работают на ископаемом топливе, электромобили оказываются совсем не такими безвредными, как нам пытаются преподнести.
Чистый водород и точка
Водородные топливные ячейки кажутся здоровой альтернативой электромобилям с их привязанностью к розеткам, грязной электрогенерацией, трудностями с утилизацией батарей etc. Однако, и тут есть нюанс: технология известна еще с 60-х годов прошлого века, однако до недавнего времени находила лишь очень ограниченное применение - например, в космосе и на подводных лодках. Почему? Во-первых, из-за крайней дороговизны оборудования, а во-вторых, потому, что никто до сих пор не производит водород в промышленных масштабах.
И этому тоже есть причины. Методом паровой конверсии водород получают из метана, то есть того же ископаемого топлива, и какой тогда смысл? Производство с помощью электролиза является слишком затратным из-за необходимости использования страшно дорогих и высокотехнологичных мембран для разделения водорода и кислорода в кислой среде. С учетом того, что мембраны быстро выходят из строя, едва ли стоило ожидать, что стоимость литра водорода приблизится к цене бензина.
Однако, лишь только Toyota анонсировала запуск в серийное производство модели Mirai, исследователи зашевелились: в частности, в политехническом университете Лозанны нашли способ электролиза водорода без использования ионных мембран. Чтобы предотвратить смешивание двух газов во взрывоопасную смесь ученые предлагают точно выдерживать определенное расстояние между электродами и скорость потока электролита. Технология пока не совершила прорыв на рынок, но надежда на положительный исход есть.
Кроме того, близ Боулдера, штат Колорадо, построена экспериментальная установка, использующая метод частичного окисления: при нагревании оксидов металлов высвобождается атомарный кислород, после чего в устройство подается водяной пар. Кислород из молекул воды замещает недостающие молекулы и в остатке получаем чистый водород. Трудность в том, что данная технология весьма энергозатратна — на нагревание придется потратить слишком много калорий. Но в Неваде нет недостатка в солнечной энергии и она совершенно дармовая! Вот и построили американцы систему зеркал, отражающих солнечный свет на вершину башни, в которой и происходит волшебство.
В остальном водородные машины ничем не хуже всех остальных, а в некоторых аспектах - даже лучше. Например, парадоксальным образом они менее пожароопасны: помимо тенденции устраивать взрывы водород еще и гораздо легче воздуха и в случае повреждения баллона практически мгновенно рассеивается в атмосфере. А о его преимуществах и выдумывать нечего: заехал задул и проехал 1800 километров на одном баке - как в случае с тягачом Nikola One. С легковыми машинами в перспективе тоже все неплохо: в течении нескольких лет Toyota планирует вывести следующее поколение автомобильных топливных ячеек, которые позволят снизить стоимость водородомобилей до $25 тысяч. Дело за малым - разработать столько же дешевую технологию получения водорода - самого распространенного вещества во вселенной.
Автопилот наступает на права
Как бы кому-то от этого ни было тревожно на душе, по всей видимости скоро это случится: серийные автомобили с полноценным автопилотом поступят в производство. Причем, еще на стадии тестирования технология автономного управления уже повлияла на экономику США: там наблюдается дефицит водителей грузовиков, поскольку молодежь не спешит связывать себя с профессией, которая рискует первой пойти в расход с наступлением светлого завтра.
На сегодняшний день беспилотный транспорт уже эксплуатируется для решения ограниченного спектра задач: Volvo вывел на дорогу бесчеловечный мусоровоз, а в Лас-Вегасе в прошлом году запустили небольшой автоматический автобус-шаттл. GM сообщает, что к серийному производству уже готов хэтчбек Cruise AV без руля и педалей, однако пионеру препятствует требование американского регулятора NTHSA устанавливать подушку безопасности в руль, которого здесь нет. От таких новостей и правда становится не по себе.
Впрочем, есть сомнения в том, что автопилоты действительно готовы выезжать на дороги наравне с людьми. Британские ученые, например, смоделировали дорожные условия, в которых автопилот Tesla Model S гарантированно допускает столкновение с другим автомобилем при движении за автомобилем, который быстро перестроился из полосы, уклоняясь от препятствия. И таких непредусмотренных ситуаций может быть множество. Кроме того, нерешенной осталась т.н. этическая проблема: даже запрограммировав автопилот на спасение человека любой ценой, что прикажете ему делать, если придется выбирать между смертью владельца и ребенка, который выбежал на дорогу и создал аварийную ситуацию? Ответа нет ни у кого, но в США провели онлайн-анкетирование, в ходе которого изучались человеческие реакции и решения неразрешимых для машины проблем.
Также в будущем мы можем столкнуться с необходимостью сертификации автопилотов, схожей с процедурой получения водительского удостоверения. Вся проблема в технологии машинного обучения по прецедентам - одной из наиболее перспективных в области автономного вождения и ИИ вообще. Поскольку предвидеть все возможные трудности практически нереально, в память ИИ загружаются ситуации “на основе реальных событий”. Затем в системе формируются некие реакции на эти ситуации, по которым впоследствии машина будет оценивать входящую информацию и действовать соответствующим образом. Иными словами, машину учат принимать самостоятельные решения на основе прошлого опыта. И вполне вероятно, что реакции на одни и те же ситуации у разных машин могут быть неидентичными. А значит, их придется проверять не только а знание ПДД, но еще и на практическое применение навыков.
Прокомментируйте первым