Топливо будущего: что заменит бензин через 50 лет

Паровые двигатели – вот на чем мы ездили почти 200 лет. На смену углю пришли бензин и дизель, паровые котлы заменили двигатели внутреннего сгорания. Транспорт стал ездить чище и быстрее. Вот только скоро он может остановиться. Нефть и газ заканчиваются. Возможно, нам придется менять средства передвижения или придумывать новое топливо. Так на чем будем ездить? Что заменит бензин в баках наших автомобилей? И почему Генри Форд отказался от двигателей на ядерном топливе? Об этом рассказывает программа "Наука и техника" с ведущим Михаилом Борзенковым на РЕН ТВ.

Беспроводная автозарядка

Нефть закончится через 50 лет. Природный газ – через 53 года. Угля хватит всего на два с половиной века. Это не страшные сказки, а реальный подсчет энергетиков. Человечество слишком быстро сжигает углеводороды. Нам уже давно пора подумать об альтернативном топливе – новых источниках энергии и абсолютно новом транспорте, которому не нужны бензин или дизель.

Первое, что приходит в голову, – электромобили. Инженеры всего мира уже давно и успешно реализуют эту идею. Но чистых электрокаров, машин без двигателей внутреннего сгорания, пока на наших улицах не так много. Одна из причин – отсутствие большой сети зарядных станций.

"Наша компания уже 30 лет работает с электромобилями. И сейчас мы придумали нечто невероятное – беспроводную автозарядку", - сказал ведущий инженер компании Qualcomm Эдвард Ван Бохемен.

Американские инженеры обещают – водителям электрокаров не придется бегать по городу в поисках розетки. Зарядкой может стать любая поверхность: хоть стена соседнего здания, хоть дорожное покрытие.

"На автомобиле установлена беспроводная зарядная система. Такой настенный блок питания передает энергию на покрытие в вашем гараже. А оттуда энергию получает машина через специальный блок. Зарядка происходит гораздо быстрее, чем от розетки. И оборудование не занимает много места", - пояснил Эдвард Ван Бохемен.

Эта технология чем-то напоминает беспроводную зарядку для телефона. В ее основе – электромагнитная индукция. Если подобным оборудованием оснастить дороги, можно вообще забыть об остановках для заправки машины. Заряжаться электрокар будет прямо на ходу.

Электрокатер

Обкатывают свое изобретение американцы во Франции, недалеко от Версаля. Там проложили 100 метров такой дорожной зарядки. Пока это лишь тестовый трек, но разработчики обещают - совсем скоро технология шагнет на городские улицы.

В ожидании этого момента сами французы не сидят без дела. Они придумывают новый транспорт для перемещения по каналам. Недавно в Париже спустили на воду первый электрокатер.

Создатели назвали свое изобретение "Морским пузырем", потому что это судно на воздушной подушке. Пузырь практически бесшумный и может разгоняться до 18 километров в час.

"Мы планируем сделать наши пузыри водными такси. Они быстрые, тихие, но главное – экологичные. Никакого смога или разводов топлива на воде. Для такого мегаполиса, как Париж, это просто транспорт будущего", - отметил главный инженер компании SeaBubbles Оскар Гаше.

Электрический самолет

В Англии подумали, что водные просторы есть далеко не в каждом городе. А значит, такой транспорт будущего не всем подходит. В итоге англичане устремились в небо и придумали концепт инновационного скоростного самолета. В его аккумуляторе 6000 элементов. И это самый мощный накопитель из когда-либо установленных на воздушном судне. 

"Технология в нашем полностью электрическом самолете основана на литийионных батареях, поэтому мы назвали его «Ионная птица». Сейчас мы полностью тестируем оборудование, набираем летную команду, чтобы доказать, что это возможно", - сказал менеджер проекта Мэтью Парр.

Эта железная птица готовится войти в книгу рекордов как самый скоростной самолет на электрической тяге. По расчетам инженеров, он сможет развить скорость до 480 километров в час.

Автомобиль, работающий от сквозняка

Кажется, что вот оно – решение проблемы с топливом – электрические двигатели. Хочешь – езди, хочешь – плавай, хочешь – летай. Одно "но". Для получения электричества тоже нужны углеводороды.

"Проблема с электродвигателями в том, что энергию для них вырабатывают электростанции, большинство из которых работает на нефти, угле или газе. Выходит, чтобы получить энергию, мы должны потратить энергию. Это не выход из положения. Это замкнутый круг", - пояснил американский эколог Майкл Шелленбергер.

Возможно, решение проблемы в возобновляемых источниках электроэнергии, таких как солнце или ветер? Вот, например, изобретатель из Колумбии придумал автомобиль, который буквально летает от сквозняка. 

"Там есть два трубопровода, которые захватывают воздух при движении. Напор воздуха крутит звездочки под капотом. А турбина механическую энергию перерабатывает в электрическую", - пояснил создатель автомобиля Хавьер Родан.

Аэромобиль Хавьера Родана может разогнаться до 130 километров. Причем чем выше скорость, тем больше зарядка - не то что привычные нам двигатели внутреннего сгорания, у которых высокие обороты всегда значат большой расход. Однако в этом и главная проблема аэрокара. На низкой скорости, в тех же городских пробках, он быстро теряет заряд.

"Поэтому я поставил разъем, как в электромобиле. И если турбины не могут достаточно разогнаться, чтобы зарядить батареи, машину включают в розетку", - сказал Хавьер Родан.

Получается, что и здесь без углеводородов никуда? Но ведь человечество так давно использует энергию природы. Неужели ее не хватит, чтобы заменить нефть, уголь и газ?

Летающий ветрогенератор

Разработкой летающего ветрогенератора инженеры из Норвегии занимались пять лет. Это ноу-хау – альтернатива наземным ветрякам.

"Наземные ветряки не всегда могут работать в полную силу, потому что у поверхности бывает слабый ветер. У нашего параплана таких проблем нет. Он летает на высоте, где всегда сильные потоки. Поэтому он стабильно вырабатывает большой объем энергии", - отметил разработчик Джесси Мвараге.

Десятки летающих ветрогенераторов уже совсем скоро планируют закрепить на морских платформах и заставить их работать круглосуточно. Вот вам и решение. Тысячи таких парапланов, ветряки и солнечные батареи. И не нужны нам дефицитные углеводороды. Но все не так просто. Иногда и эта система будущего может дать сбой.

Прошлой зимой на один из самых теплых американских штатов обрушились аномальные холода. Газовые электростанции замерзли и вышли из строя. 

Поначалу спасали ветрогенераторы и солнечные батареи, но вскоре отключились и они. Лопасти ветряков обледенели, а батареи занесло снегом. Сотни тысяч людей остались без света и тепла. Получается, что возобновляемые источники энергии и электродвигатели – это дорога в никуда.

Двигатели на атомном топливе

Давайте рассмотрим другой вариант – двигатели на атомном топливе. Разрабатывать такие автомобили еще в середине прошлого века стал сам Генри Форд. Он мечтал о машине с небольшим ядерным реактором под капотом.

Автомобили с таким двигателем смогли бы ездить на одной зарядке десятки лет. Скорее износился бы кузов и в пыль стерлись шины, чем в машине закончилось топливо. 

Однако от этой идеи Форд отказался, потому что весил бы такой двигатель несколько тонн и машина была бы размером с дом. Причем большую часть занимал бы не сам реактор, а система охлаждения.

Ученые до сих пор не могут придумать установку, способную поместиться под капот современного автомобиля. Но даже если придумают, только представьте, как могла бы выглядеть даже небольшая авария автомобилей с атомным реактором вместо двигателя.

Гибридный автомобиль на водородном топливе

Итак, о машинах на ядерном топливе пока лучше забыть. Но на чем же нам ездить? Гибридный автомобиль на водородном топливе. Именно на таком транспорте нам предлагают ездить автоконструкторы. 

Это настоящий химзавод на колесах. Под капотом – ячейки с водородом и кислородом. В результате химической реакции получается электричество, которое поступает в двигатель. 

"У нас есть система топливных элементов высокой мощности, она может произвести до 125 киловатт электроэнергии, выпуская в окружающую среду лишь водяной пар. Посередине у нас два водородных бака, которые содержат 6 литров водорода, и их можно заправить за 3-4 минуты", - говорит вице-президент инновационных проектов автокомпании Юрген Гельднер.

Одной заправки хватает на 650 километров. А максимальная скорость такого гибрида – 175 километров в час. При этом менять масло и свечи в таком автомобиле не нужно, так как нет копоти. Сплошная экономия. 

Почему же мы до сих пор не ездим на водороде? Потому что хранится он при температуре минус 253 градуса. А самое главное – водород невероятно взрывоопасен. Любая утечка и случайная искра – и все вокруг разлетается на куски.

Пожар на цеппелине "Гинденбург"

О том, что водород – далеко не самый безопасный газ, люди узнали еще в 30-х годах прошлого века. Тогда самым быстрым и комфортным видом транспорта считали дирижабли. Летающие исполины пересекали Атлантику и перевозили огромные грузы.

Оболочки заправляли легким гелием. Но он был дорогим и дефицитным, а потому частенько гелий заменяли водородом. Так было до 6 мая 1937 года. 

В тот день гордость Германии цеппелин "Гинденбург" пришвартовался у причальной мачты американского Нью-Джерси. Люди на летном поле готовились встречать пассажиров, как друг огромная летающая сигара загорелась.

Водород вспыхнул мгновенно. Пламя охватило гондолу, в которой находилось 97 человек. 36 из них погибли на месте. После этой трагедии от полетов на дирижаблях отказались во всем мире.

Рюкзаки, вырабатывающие энергию

Получается, что водородные двигатели пока не самый лучший выбор. Но ведь должен быть дешевый и безопасный источник энергии, который обеспечит человечество теплом и светом? Возможно, ответ на этот вопрос спрятан в китайских инновационных рюкзаках.

Эти рюкзаки – китайская разработка. Ученые из Поднебесной придумали девайс, который не только разгружает плечи, но и позволяет вырабатывать электроэнергию во время движения.

"Когда вы идете, рюкзак движется по специальным рельсам вверх и вниз. Так он вырабатывает кинетическую энергию, а специальное устройство преобразует ее в электрическую", - отметил инженер компании-производителя Шон Кэрмоди.

Этого хватит, чтобы подзарядить мобильный телефон или подключить небольшой фонарик. Отличная идея для похода. Но сколько же нужно пройти, чтобы зарядить даже самый маленький автомобиль? Получается, что пока полностью заменить нефть мы не можем.

Неужели через 50 лет нам светят гужевой транспорт и велосипеды? Послушайте, ведь это нефть закончится через полвека. А угля хватит еще на два с половиной. В общем, не убирайте далеко лопаты. Они вам еще пригодятся.

"Наука и техника" – программа о самых невероятных достижениях прогресса и открытиях ученых, об инновациях, способных изменить будущее человечества. Это настоящий научный блокбастер с ведущим Михаилом Борзенковым, который выходит по субботам в 12:00 на РЕН ТВ.