Нескучная история электромобилей: их взлеты и падения

Что появилось раньше — электромобили или машины с двигателем внутреннего сгорания? Какие автомобили были самыми быстрыми 130 лет назад? Почему электромобили почти вымерли? И как возродились вновь? Об этом наша статья, в который мы постараемся избежать скучного перечисления дат и показать суть развития электрического транспорта.

Электромобили — первые для всех

Что, если вам скажут, что вашим первым автомобилем с абсолютно высокой долей вероятности был именно электромобиль? Вы не поверите? А зря. Вспомните ту игрушечную машинку, которая наверняка была у вас в детстве. В движение ее приводил именно электромотор.

Еще невероятнее, что именно игрушечные электрические машинки и были первыми в мире автомобилями! Ладно, вторыми — первыми были паровые машины. Но электромобили все же появились раньше машин на бензине, не говоря уже о дизелях.

Правда, речь шла об игрушках для взрослых — о масштабных моделях самоходных транспортных средств, которые создавались разными изобретателями на протяжении почти всего 19-го века. Считается, что первую такую «игрушку» создал в 1928 году венгерский изобретатель Аньош Йедлик.

И у этого электромобиля даже не было аккумуляторов! Энергию он черпал от химических батареек — точно также как и игрушечные машинки из нашего детства. Сами аккумуляторы были изобретены только во второй половине 19 века, и это кратно увеличило число экспериментов по постройке электрического транспорта. Правда, из-за громоздкости основных компонентов электроприводом поначалу оснащали что-то крупное: поезда или корабли. Но первый электромобиль все равно появился раньше машины на бензине.

В 1881 году жители Парижа смогли первыми увидеть работающий пассажирский электромобиль. Он был трехколесным, собранным из английского велосипеда и с немецким электромотором знаменитой уже тогда марки Siemens. Создал такую машину на аккумуляторах французский ученый Густав Труве. Только спустя четыре года, в 1885 году свои бензиновые аналоги создали независимо друг от друга Карл Бенц и Готлиб Даймлер.

Позолоченный век электромобилей

Конец 19-го и начало 20-го века — это период, когда автомобили только изобретались. Бензиновые, газовые, на спирту, с паровыми моторами и конечно электрические — согласия о том, какая конструкция для своего времени окажется более успешной наступит лишь в 1930-е. 

Пока же важный момент. Автомобили в независимости от типа привода спасли тогдашние мегаполисы от экологической катастрофы. Если вам кажется, что для города нет ничего более ужасного, чем чадящая машина с двигателем внутреннего сгорания, то подумайте о лошадях и продуктах их жизнедеятельности. И представьте, сколько лошадей нужно было для обеспечения всем необходимым такого большого города как Нью-Йорк. И насколько в городе стало чище с появлением автомобилей.

И электрические машины чувствовали себя в этой среде идеально! Это сейчас скептики жалуются на отсутствие зарядной инфраструктуры. В начале 20-го века найти в Нью-Йорке розетку с электричеством было даже проще, чем купить бензин!

Небольшой запас хода? Не беда. Дорог за пределами городов все равно не было. Так что путешественникам предлагались поезда. А автомобили, бензиновые или электрические — они для коротких городских поездок.

К тому же электромобили были существенно комфортнее машин с двигателями внутреннего сгорания. Чтобы завести последние требовалось в не самой элегантной позе крутить «кривой стартер», предварительно подкачав вручную бензин и при необходимости почистив свечи зажигания. А потом как-то управляться далекими от совершенства сцеплением и механической коробкой передач.

Так что не удивляйтесь, что сам Генри Форд своей жене купил не бензиновую машину своей фирмы, а электромобиль от конкурирующей компании Detroit Electric.

В довершение добавим, что первый автомобиль в мире, разогнавшийся быстрее 100 км/ч был электрическим. И до начала 20-го века все рекорды скорости в мире принадлежали именно электромобилям.

Что почти погубило электромобили

Несмотря на ранние успехи, к концу 1930-х годов электромобили почти перестали выпускаться. Если в последующие десятилетия их и делали, то не от хорошей жизни. Например, из-за острого дефицита бензина в послевоенной Японии.

Так что же произошло? Падению интереса к электромобилям и резкому росту популярности бензиновых, а следом и дизельных машин способствовали три события. 

Во-первых, это изобретение электростартера. Это на самом деле трагичная история. В 1910 году тем самым кривым стартером убило основателя автомобильной фирмы Carterсar Co Брайана Картера, когда он заводил автомобиль. За год до этого его компанию купил концерн General Motors, и заводил он уже машину не своей марки, а Cadillac.

Эта история очень расстроила друга погибшего Картера, основателя Cadillac Генри Лиланда. И он поручил своим инженерам сделать так, чтобы подобное более никогда не повторилось. И они нашли решение — электростартер. Тем самым лишив электромобили одного из существенных преимуществ — отсутствия необходимости в сложном запуске двигателя. По иронии, сделать бензиновые машины лучше помог электромотор.

Во-вторых, в 1930-х тот же концерн General Motors начал внедрять в своих автомобилях еще одну инновацию — автоматические коробки передач. Впервые они появились на машинах Oldsmobile, но очень быстро стали стандартом для американского автопрома. Электромобили лишились еще одного преимущества.

Ну а третьим событием стала политика Нового курса президента США Франклина Рузвельта. Он стремился победить безработицу, ставшую большой бедой Америки в годы Великой депрессии. И не придумал ничего лучше чем нанять безработных для постройки федеральной сети автодорог.

Дороги построили, и на автомобилях стало возможно ездить не только по улицам городов, но и в другие населенные пункты. И тут стало очевидно, что малый запас хода у электромобилей — это большой недостаток.

Как электромобили возродились в 21 веке

Как уже было сказано, в 1930-е электромобили почти исчезли, но это самое «почти» для нас очень важно. Потому, что технология не умерла полностью, а продолжала развиваться.

Во-первых, электрический транспорт, в котором нет необходимости в аккумуляторах, чувствовал себя отлично. Поезда, трамваи, троллейбусы двигаются на электричестве. Представить себе выхлопные газы в метро невозможно, там тоже трудятся электромоторы. 

Более того, для двигателей внутреннего сгорания сохраняется такая «ахиллесова пята» как необходимость в сложной трансмиссии. И эта беда многократно возрастает с ростом мощности. Потому, на судах и в тяжелых карьерных грузовиках уже давно применяется электропривод, а двигатели внутреннего сгорания там работают для вращения электрогенераторов и с колесами не связаны — так получается обойтись без трансмиссии.

Иными словами, все эти годы электродвигатели продолжали победный марш в деле приведения в движение транспортных средств. Дело упиралось только в аккумуляторы.

Автомобильные концерны это понимали и неустанно предпринимали попытки создать батареи, которые позволили бы возродить серийное производство электромобилей. Достаточно упомянуть, что никель-кадмиевые элементы питания, которые не так давно можно было встретить в любом мобильном телефоне, были созданы при финансовой поддержке со стороны Mercedes.

Но прорыв пришел из другой области. В середине 1990-х международная группа ученых создала современный тип литий-ионных аккумуляторов, ставших прорывом в индустрии. За это открытие в 2019 году американцу Джону Гуденафу, британцу Стенли Уиттингему и японцу Акире Ёсино была присуждена Нобелевская премия по химии.

Удивительно, но мировой автопром поначалу не заметил этого изобретения. Но его значение быстро оценили производители электроники. Компактные и мощные аккумуляторы были идеальным выбором для ноутбуков, мобильных телефонов, планшетов или, например, электронных книг.

Одной из первых электронных книг нового типа была Roket eBook, представленная компанией NuvoMedia в 1998 году. Основателями этой компании были Мартин Эберхард и Марк Терпеннинг. И если вы хоть что-то слышали об электромобилях, то вам должны быть знакомы эти имена. Потому, что продав NuvoMedia они на вырученные деньги основали автомобильную компанию Tesla.

В конце 20-го века мировые автогиганты уже пытались выпускать электромобили. Но делали они это… странно. Батареи были дороги, и лидеры авторынка не могли придумать ничего лучше, чем использовать самые бюджетные аккумуляторы. Автомобили с такими батареями выходили мягко сказать посредственными, все равно дорогими и в итоге мало кому нужными.

Но Эберхард с Терпеннингом прекрасно понимали, что уж если и делать электромобиль — то с самыми лучшими аккумуляторами, какие только есть на рынке. Тогда можно собрать батарею достаточной емкости для того, чтобы машина могла проехать на одном заряде под 500 километров — в несколько раз больше, чем существовавшие тогда образцы. Побочным эффектом такого подхода к батарее стало то, что ее энергии уже хватало для питания не просто мощных, а очень мощных электромоторов. Так родилась концепция Tesla: делать мощные, быстрые и дальнобойные электромобили. А такие уже не грешно и продавать за дорого.

Но все могло бы и не получиться, если бы идею не оценил молодой (на тот момент) предприниматель Илон Маск. Он привнес в Tesla столько денег, что фактически выкупил стартап и чуть позже распрощался с его основателями, но не с их концепцией. И превратил Tesla из идеи в самый успешный автоконцерн нашего времени.

Что бы ни было с Tesla в будущем, компания уже вошла в мировую автомобильную историю как фирма, указавшая остальным автопроизводителям верный путь. Электромобили имеют право на существование если они мощные и обеспечивают хороший запас хода. Сейчас в мире выпускается уже множество электрических машин, основанных на той же концепции.

Что ждет электромобили в будущем

Любой знаток автомобильной истории скажет вам, что ситуация на мировом автомобильном рынке сейчас очень напоминает события столетней давности с той разницей, что в 1920-м велись споры о возможности полной замены лошадей автомобилями, а сейчас — о полной замене машин с двигателями внутреннего сгорания электромобилями. В 1925 году в мире было еще очень много сторонников конной тяги, как и сейчас полно скептиков идеи электромобилизации. Но к середине 20-го века стало очевидно, что лошади — это хобби для аристократов, а не средство передвижения.

Сейчас большинство развитых стран рассматривают запрет на продажу новых автомобилей на ископаемом топливе в 2030-2040 годах и запрет продажи самого ископаемого топлива — бензина или дизеля — после 2050 года. Более того, такая страна как Норвегия уже фактически перешла на электромобили почти что полностью — редкие бензиновые машины там пока остаются в прокатных конторах, чтобы на них могли ездить туристы.

Однако очевидно, что в мире еще долго будут сохраняться регионы и развивающиеся страны, где бензиновые машины все еще будут продолжать использоваться, как сейчас там используют лошадей. Кроме того, активно ведется развитие производства безвредного синтетического топлива, которое может заменить бензин для энтузиастов ДВС. С одной помаркой: синтетический бензин хотя и безвреден, но очень дорог и вряд ли станет массовым.

Наконец, стоит учитывать тот факт, что производству электромобилей мешает дороговизна отдельных химических элементов, в частности того же лития. И тут важно отметить, что самый очевидный и доступный способ получения лития — это переработка старых батарей. Сейчас этих старых батарей в мире просто недостаточно. Но когда их станет много, проблема решится сама собой.

Так что пока все выглядит так, что в 2040-е, самое позднее в 2050-е электромобили займут существенно больше 50% мирового автомобильного рынка и фактически станут не экзотикой, а стандартом. Сейчас их доля — около 15%.