Toyota Prius.
Фото: Harvey Schwartz/ZUMA Press
Перспективы гибридных автомобилей в России, как и в мире в целом, — активно обсуждаемый в экспертном сообществе и СМИ вопрос. В публикациях на эту тему наблюдаются два основных вектора: оптимистичное ожидание скорой «гибридизации» автомобильного рынка с одной стороны, а с другой, соответственно, скептицизм по отношению к любым автомобилям, кроме традиционных, с двигателем внутреннего сгорания (ДВС).
|
Оптимизм основывается на тенденции увеличения продаж сочетающих преимущества ДВС и электродвигателя (ЭД) автомобилей-гибридов. Оно наблюдается, например, в Японии и, до недавнего времени, в США. Сторонники гибридных автомобилей убеждены в том, что ухудшающаяся экология, а также нарастающий дефицит углеводородного топлива заставят потребителей покупать всё больше гибридных машин, а автопроизводителей — увеличивать выпуск гибридомобилей. Это относится и к России.
Отрицательная оценка перспектив гибридных автомобилей в России также опирается на мировой опыт: гибридомобилям не удалось закрепиться, например, на консервативном европейском авторынке, а в США наблюдается снижение их доли в автопарке страны. Кроме того, в России ряд типичных недостатков гибридных автомобилей проявляется более чётко, чем в других странах, а положительные особенности гибридомобилей не так очевидны, как за рубежом.
Описание
Гибридный (от лат. hybrida — помесь) автомобиль оснащён двигателем внутреннего сгорания (ДВС) и электродвигателем (ЭД). Упрощённо принцип движения автомобиля-гибрида можно представить так: двигатель внутреннего сгорания приводит в действие генератор, который питает аккумулятор; аккумулятор питает электродвигатель; электродвигатель приводит в движение колёса.
Аккумуляторная батарея (АКБ) накапливает энергию для работы электродвигателя. Таким образом, автомобиль может некоторое время двигаться без участия двигателя внутреннего сгорания. АКБ в гибридных автомобилях подзаряжается также с помощью системы рекуперативного торможения.[1]
Mild Hybrid
Гибридные автомобили не однотипны. Так, принцип работы Mild Hybrid (умеренного гибрида) основан на параллельной схеме работы ЭД и ДВС, при которой оба двигателя могут функционировать и самостоятельно, и совместно. К автомобилям Mild Hybrid относятся Honda Insight,[2] Honda Civic Hybrid,[3] BMW ActiveHybrid 7,[4] Volkswagen Touareg Hybrid,[5] Hyundai Elantra Hybrid[6] и др.
Plug-in Hybrid
Автомобили с последовательной гибридной схемой приводятся в движение электродвигателем, при этом двигатель внутреннего сгорания соединен только с генератором, питающим электродвигатель и аккумулятор. Для эффективной работы такого автотранспорта необходимы АКБ большой ёмкости, поэтому последовательная гибридная схема применяется преимущественно в коммерческой технике (БелАЗ серии 7530,[7] дизель-электрические тракторы ЧТЗ).[8]
Toyota Prius на станции подзарядки
Фото: UPI/Monika Graff
Разрабатываются и серийные легковые автомобили с последовательной гибридной схемой, они называются Plug-in Hybrid (подключаемый гибрид) и электромобилями увеличенного радиуса действия (Range Extended Electric Vehicle, REEV).[9] В таких автомобилях установлены литий-ионные аккумуляторы увеличенной ёмкости.[10] Запасы энергии в АКБ этих автомобилей пополняются подключением к стационарной электрической сети. Наиболее известные подключаемые гибриды — Chevrolet Volt[11] и Opel Ampera.[12]
Full Hybrid
Полными гибридами — Full Hybrid — называют автомобили, в которых используется последовательно-параллельная схема в составе ДВС, генератора и ЭД. В зависимости от условий движения электродвигатель может работать без участия ДВС, возможна совместная работа и бензинового, и электрического двигателя. ДВС также может функционировать и без участия ЭД, при этом подзаряжается аккумуляторная батарея. К полным гибридам относятся Toyota Prius, Lexus RX 450h,[13] Ford Escape Hybrid.[14]
История
В мире
Формально, первым запатентовал проект гибридного автомобиля бельгиец Генри Пайпер в США 2 марта 1909 года.[15] Однако создателем первого легкового гибридного автомобиля является Фердинанд Порше, который ещё в 1898 году сконструировал опытный образец гибридного автомобиля, а позднее на основе его построил модель Lohner Electric Chaise (Lohner-Porsche Mixte Voiturette), завоевавшую гран-при Всемирной Парижской выставки 1900 года.[16] В автомобиле Порше применялась последовательная гибридная схема.
Электромеханическая трансмиссия достаточно активно применялась на железнодорожном транспорте и в тяжёлой автотранспортной технике в 1930-х годах.[17] В то же время легковые гибридные автомобили проиграли на этом этапе конкуренцию автомобилям с традиционным ДВС.
Интерес к гибридным автомобилям усилился в конце 1960-х годов на фоне роста обеспокоенности общественности экологическими проблемами. Американскому конструктору Виктору Воуку[18] в 1972 году удалось создать гибридную модель Buick Skylark.[19]
Разработки автомобилей-гибридов активизировались в результате мирового нефтяного кризиса 1973 года[20] и последующих энергетических кризисов. В это время автопроизводители концентрировали усилия на создании более экономичных автомобилей с ДВС. Однако как только кризисные явления затихали, проекты снижения расхода топлива, включая разработки гибридных технологий, откладывались.[20] Первый массовый легковой гибридный автомобиль — Toyota Prius — был выведен на рынок только в 1997 году.[21]
Автобус-гибрид ЗиС-154
Фото: A.Savin, wikipedia.org
В России
В России первым автотранспортным средством с гибридной силовой установкой стал серийный советский автобус ЗиС-154, выпущенный в 1947 году. Четырёхцилиндровый дизельный двигатель ЯАЗ-204 мощностью 110 л.с вращал вал генератора, который вырабатывал ток, приводивший в действие электродвигатель, связанный с ведущими задними колесами этого автобуса.[22]
В 1960—1970-х годах в СССР наиболее известным исследователем гибридных силовых установок был Нурбей Гулиа.[23] В частности, этот учёный разработал маховично-вариаторный гибридный привод для малотоннажного УАЗ-450 (1966 год).[24]
Возможности электропривода находили применение в проектах тяжёлой техники специального назначения. В частности, в 1965 году СКБ ЗИЛ и ОКБ-476 (Московский агрегатный завод «Дзержинец») разработали проект многоосного ЗИЛ-135Э (8х8) грузоподъёмностью 5 тонн.[25]
Сегодня
Toyota Prius (2011)
Фото: ZUMA Press/Global Look Press
Легковые
В мире
Наиболее продаваемым на мировом рынке и перспективным легковым гибридным автомобилем остаётся Toyota Prius.[26] По итогам 2011 года было реализовано 314 тыс. автомобилей этой марки, что на 9,6 % больше показателей 2010 года.[27] Всего же гибридных Toyota в мире продано более 3 млн штук.[28]
Объём продаж гибридных автомобилей конкурента «Тойоты» Honda Motor Co., по данным самой компании на начало 2012 года, составил 800 тыс. единиц с начала массовых продаж гибридных моделей в 1999 году.[29]
В США в 2008 году доля гибридных автомобилей на авторынке составляла 2,9 %. В 2011 году этот показатель снизился до 2,4 %. Готовность потребителей к повторной покупке гибридных автомобилей в 2008 году составляла 35,2 %, в 2009 году — 39,6 %, в 2010 году — 38,9 %, в 2011 году — лишь 35 %.[30] Зарубежный европейский рынок автомобилей-гибридов развит ещё слабее, чем японский и американский.[31]
В России
В России доля гибридов от общего числа легковых автомобилей не превышает 1 %.[32] В 2011 году в РФ реализовано около 3 тыс. гибридных автомобилей, при этом 2074 из них — автомобили Toyota Prius и Lexus с гибридным приводом.
Cadillac Escalade Hybrid (2010)
Фото: ИТАР-ТАСС
На российском рынке в настоящее время представлены следующие модели гибридных автомобилей: Lexus RX 450h, Lexus GS 450h, Lexus LS 600h L,[33] Mercedes S400,[34] Mercedes ML450, BMW Active Hybrid 7, BMW X6, Toyota Prius, Porsche Hybrid RS,[35] и Cadillac Escalade Hybrid.[36]
Автомобили российской сборки пока не могут составить конкуренции зарубежным, поскольку реализованных производственных проектов легковых гибридных автомобилей в России нет. Тем не менее в перспективе они могут появиться. Так, широко известен проект российского автомобиля «Ё-моби́ль», финансируемый президентом частного инвестиционного фонда «Группа Онэксим» мультимиллиардером Михаилом Прохоровым.[37] Предполагается, что «Ё-мобиль» будет обладать последовательной гибридной схемой.[38]
«Ё-концепт», работающий на бензине и метане (2011)
Фото: ИТАР-ТАСС
Кроме «Ё-мобиля» проекты гибридных автомобилей разрабатывает АвтоВАЗ. В августе 2011 года там в сотрудничестве с немецкой Bosch был создан «законченный макет» гибридного автомобиля.[39]
Коммерческие
В мире
Электропривод применялся и применяется на специальном крупногабаритном коммерческом автотранспорте. Однако в сегменте более лёгкой коммерческой автотехники гибридные технологии стали применяться лишь в XXI веке. Так, в США считается, что первым гибридным среднетоннажным грузовиком является выпущенный в 2003 году дизель-электрический военный грузовик GM.[40] С тех пор семейство коммерческих грузовых автомобилей значительно выросло. Среди них Mercedes-Benz Atego BlueTec Hybrid[41] и др. Гибридные автобусы наибольшее распространение получили также в США и Канаде.[42]
В России
В России пока нет проектов гибридных грузовиков гражданского назначения, но ведётся ряд разработок. Так, летом 2010 года Брянский автомобильный завод представил на форуме «Технологии в машиностроении» специальное колёсное шасси БАЗ-М6910Э, представляющее собой ходовой образец перспективной высокомобильной автомобильной платформы с электротрансмиссией.[43]
Экобус «Тролза» (2011)
Фото: ИТАР-ТАСС
В том же 2010 году сообщалось и о разработках гибридного грузового автомобиля компанией «Яровит-моторс»,[44] разработчицей проекта «Ё-мобиля» Михаила Прохорова, и о возможной сборке на мощностях «Яровит-моторс» гибридных грузовиков DAF.[45] О завершении разработок, впрочем, неизвестно.
Из производственных проектов автобусов, практически реализованных в России, заметны три: уже прошли стадию испытаний и готовы к серийному производству автобусы Ликинского завода «Группы ГАЗ»,[46] гибридный автобус КамАЗ-5297Н Нефтекамского автозавода[47] и автобус «Тролза 5250 „ЭКОбус“».[48]
За и против
Преимущества
Будущее гибридных легковых автомобилей в России определяется факторами, как сходными с общемировыми, так и специфическими. Среди преимуществ гибридов, которые определяют положительную динамику рынка:
-
Экономичность в городском режиме движения: экономия составляет от 15 до 40 % топлива[49] в условиях частых стартов и торможений. Экономичность определяется использованием менее мощного ДВС, чем в обычном автомобиле; возможностью двигаться только с помощью электродвигателя; рекуперативным торможением. -
Объём вредных выбросов (например, CO2) при эксплуатации гибридных автомобилей на 30 % меньше, в сравнении с автомобилями с ДВС.[50] -
Электромобили заведомо проходят любые тесты по экологическим нормативам для автотранспорта, включая всё более и более ужесточённые в будущем.[51] -
В ряде стран, в которых транспортный налог взимается с учётом объёма вредных выбросов, владельцы гибридных автомобилей имеют налоговые преимущества,[52] льготы.[53]
Подзарядка Tesla Roadster (2009)
Фото: The Canadian Press/Steve White
Недостатки
Общемировые
В то же время, для гибридных автомобилей характерен ряд серьёзных недостатков, как с точки зрения производителя и продавца, так и потребительских:
-
Гибридные автомобили технологически сложнее обычных, что сказывается на цене ремонта и запчастей. -
Существенная поломка может привести к отказу от пользования гибридным автомобилем в принципе.[32] -
Слаборазвитая сеть специализированных станций для подзарядки, дозаправки и сервиса.[54] Соответственно, пока мало и квалифицированных специалистов. -
Сложности использования аккумуляторных батарей — вес, транспортировка, подзарядка и др.[32] -
Вероятность поражения электротоком водителя и пассажиров в случае ДТП.[55] -
В обозримом будущем возможен дефицит редких материалов, используемых в производстве высокотехнологичных электрогенераторных узлов.[56]
Российские
В России гибридный автомобиль обходится покупателю существенно дороже, чем обычный, с ДВС, причём ценовая разница между ними выше, чем за рубежом.[57] Поэтому определённая популярность гибридных автомобилей на российском авторынке характерна пока лишь для премиального сегмента.[58]
В то же время дефицит углеводородного топлива не тревожит россиян настолько сильно, как, например, западноевропейцев. Как следствие, в России есть некоторое количество покупателей гибридных автомобилей — очень небольшое по сравнению с покупателями традиционных автомобилей, но достаточное для того, чтобы зарубежные автопроизводители ввозили в страну на продажу новые модели гибридомобилей.
Карлос Гон (2010)
Фото: ИТАР-ТАСС
Перспективы этих продаж связаны с тем, станет ли таких покупателей больше, а это, в свою очередь, зависит от динамики стоимости топлива, выраженности интереса государства к стимулированию более экологичного автотранспорта, от цены самих гибридомобилей, а также от плотности их сервисно-заправочной сети в стране.
В сжатой форме суть проблем развития сегмента гибридных легковых автомобилей на российском рынке изложил в сентябре 2011 года президент автоальянса Renault-Nissan Карлос Гон:[59][60]
Во-первых, Россия добывает много нефти,[61] во-вторых, Россия — очень большая страна, в-третьих, в России пока никто не стимулирует развитие рынка гибридов и электромобилей. По этим причинам я не думаю, что Россия будет в первых рядах в том, что касается электромобилей и гибридов.
Так или иначе, в феврале 2012 года в Москве была открыта первая очередь сети зарядных станций для электромобилей. К концу года в столице будет 28 электрозаправок для электромобилей и plug-in гибридов.[62]
Стимулирование
В мире
С середины 1990-х годов в ряде развитых зарубежных стран на общегосударственном и/или городском уровне была осуществлена так называемая «Зелёная налоговая реформа», в результате которой владельцы гибридных автомобилей получили заметные налоговые льготы. Так, в Лондоне они освобождены от уплаты годовой пошлины в £2 тыс. В Ирландии для легковых гибридов наполовину снижена ставка ежегодного регистрационного сбора, это около €2,5 тыс.[63]
Станция автоподзарядки в Детройте (2009)
Фото: The Canadian Press/Steve White
В Норвегии владельцы таких авто пользуются при их покупке разовой льготной ставкой транспортного налога — около €2 тыс. В испанской столице, Мадриде, льготы также разовые — совокупно около €2,5 тыс. В некоторых кантонах Швейцарии автовладельцы гибридов не платят ежегодный транспортный налог (около €340).[63]
В ряде штатов США они платят разовые налоги с транспортных средств по сокращённой ставке или освобождаются от их уплаты вовсе, размер такой льготы доходит до $4,7 тыс. Разовые льготы распространены и в Японии — экономия там в итоге составляет около €1,2 тыс.[63]
Еврокомиссия предложила к 2050 году запретить использование в городах ЕС автомобилей с бензиновым двигателем вовсе. Стратегия развития транспорта на ближайшие десятилетия там основывается на так называемой «Белой книге по транспорту».[64]
В России
Пока стоимость гибридных автомобилей в России не компенсируется льготами, как это осуществляется в других развитых странах.[32] Вопросы о мерах господдержки, прямо или косвенно способствующих росту продаж гибридных легковых автомобилей, только рассма