Электродвигатель или ДВС? Немецкий физик поставил точку в этом споре

В свете давления со стороны Европейского Союза, требующего отмены запрета на автомобили с двигателями внутреннего сгорания (ДВС) после 2035 года, немецкий физик Йоханнес Кюкенс заявил, что переход на электромобили — это не просто тренд, а физическая необходимость. По его мнению, двигатели внутреннего сгорания остаются менее эффективными и экологически устойчивыми, несмотря на возможное использование синтетического топлива, передает издание HibridosyElectricos.com

Электрические двигатели: шесть раз больше эффективности

В своем недавнем заявлении немецкий физик приводит конкретные данные, демонстрируя, что электромобили значительно превосходят ДВС по эффективности. Электродвигатели, которые могут достигать более 90% КПД, являются намного более эффективными по сравнению с двигателями внутреннего сгорания, чья эффективность редко превышает 45%. Кюкенс утверждает, что это один из физических пределов, который не удастся преодолеть, даже с учетом всех технологических улучшений.

Почему ДВС не могут быть эффективными

Кюкенс утверждает, что основные проблемы двигателей внутреннего сгорания коренятся в термодинамике. Второй закон термодинамики утверждает, что преобразование тепла в механическую энергию всегда сопряжено с потерями. Несмотря на усилия по улучшению эффективности, большая часть энергии теряется в виде тепла, что делает ДВС крайне неэффективным.

На практике, даже самые "эффективные" ДВС способны использовать только около 25% всей энергии топлива. Оставшаяся энергия не используется для движения автомобиля и рассеивается. И даже если в будущем разработают новые виды топлива, такие как синтетическое или электронное топливо, это не изменит ситуации, поскольку они все равно будут сжигаться в недостаточно эффективных двигателях.

Синтетическое топливо: не решение проблемы

Ученый также критикует синтетическое топливо как решение для улучшения экологической ситуации. Хотя синтетическое топливо, произведенное из атмосферного CO2, представляет собой углеродно-нейтральное решение, его использование в ДВС не будет столь эффективным. По его словам, синтетическое топливо требует значительных затрат энергии для производства, а затем оно сжигается в двигателе, который, по сути, теряет большую часть этой энергии.

"Синтетическое топливо использует лишь половину энергии возобновляемых источников, затраченных на его производство. Когда оно сжигается в двигателе внутреннего сгорания, используется еще меньше энергии. В конце концов, чуть больше 10% энергии доходит до дороги", — отмечает физик.

По сравнению с этим, электромобили, даже с учетом потерь при зарядке, обеспечивают в шесть раз большую эффективность.

Преимущества электромобилей

Кроме того, электромобили обладают рядом преимуществ, которые делают их более выгодным выбором. Электродвигатели проще в эксплуатации, что снижает потребность в техническом обслуживании. Также материалы, использующиеся в аккумуляторах, могут быть переработаны и повторно использованы для производства новых батарей, что способствует циркулярной экономике и снижению нагрузки на природу.

В общем, электромобили используют гораздо больше энергии из каждого киловатта, а их КПД в реальных условиях эксплуатации составляет около 70%. Это в значительной степени объясняет, почему электромобили уже сейчас представляют собой более эффективную и экологичную альтернативу традиционным автомобилям с ДВС.

Популярные вопросы об электромобилях и двигателях внутреннего сгорания

1. Почему электромобили более эффективны, чем ДВС?
   Электродвигатели могут достигать КПД более 90%, в то время как у ДВС КПД редко превышает 45%. Это связано с физическими ограничениями и потерями энергии в виде тепла.

2. Что такое синтетическое топливо, и как оно влияет на эффективность?
   Синтетическое топливо производится из CO2 и считается углеродно-нейтральным. Однако его использование в ДВС приводит к огромным потерям энергии, и всего около 10% энергии достигает дороги.

3. Что делает электромобили более экологичными?
   Электромобили используют гораздо больше энергии из каждого киловатта, имеют меньшие потери при зарядке, и их аккумуляторы могут быть переработаны, что снижает воздействие на природу.

Электромобили vs. двигатели внутреннего сгорания

Электромобили:

1. КПД до 90%.

2. Меньше потерь энергии.

3. Простота в обслуживании и переработке материалов.

4. Высокая экологичность и низкие выбросы CO2.

Двигатели внутреннего сгорания:

1. КПД максимум 45%.

2. Большие потери энергии в виде тепла.

3. Высокие эксплуатационные расходы.

4. Большие выбросы CO2 и загрязнение окружающей среды.

Плюсы и минусы электромобилей и ДВС

Плюсы электромобилей:

1. Высокая эффективность.

2. Низкие эксплуатационные расходы.

3. Экологичность и переработка материалов.

4. Поддержка возобновляемых источников энергии.

Минусы электромобилей:

1. Необходимость в инфраструктуре для зарядки.

2. Высокая стоимость аккумуляторов на данный момент.

3. Ограниченный запас хода (в зависимости от модели).

Плюсы двигателей внутреннего сгорания:

1. Долгий срок службы и проверенная технология.

2. Хорошая инфраструктура для заправки.

3. Более доступные автомобили с ДВС.

Минусы двигателей внутреннего сгорания:

1. Низкая эффективность.

2. Высокие выбросы вредных веществ.

3. Зависимость от ископаемых топлив.