Quad Extreme Racer

Още игри

Автомобилните технологии в ролята на световен спасител

Admin14.02.2022г 

От времето на Benz Patent-Motorwagen, приблизително съвпадащ с края на управлението на княз Александър Батенберг в новосъздадената Трета българска държава, за автомобила мислим като продукт на индустриалната епоха и едно от фундаменталните й последствия – освобождаването на индивидуално време, дало в много кратък исторически период възможност на човека да пътува масово с все по-достъпния индивидуален транспорт, бързо превръщайки моторната кола в инструмент на модерността, какъвто продължава да е и до днес.

Обществените отношения бързо се пренасят на колелата й – до такава степен, че над 2/3 от сухоземния товарен и над 80% от сухоземния пътнически транспорт днес се обслужва от автомобили, а броят им надхвърли 1,44 млрд.

Самата индустрия, създаваща крайния продукт, постепенно се превърна в най-мащабната и сложна човешка икономическа дейност с толкова дълбок и разностранен обществен отпечатък, че за пореден път в историята си се превърна в обект на небивала преди промяна: автомобилите не просто да се дистанцират от фосилната си душа, какъвто е двигателят с вътрешно горене, но и да се разделят с изначалната си механична същност, превръщайки се от мечта за поколения в обикновен, безличен транспортен инструмент, подозрително напомнящ компютър на колела.

В последните години с истинско любопитство наблюдавам вълната от трансформационни промени, издигащи автомобилната индустрия до ролята на мощен катализатор в бъдещето на много други. Промяната е толкова комплексна и касае толкова дълга и сложна верига от взаимовръзки, че е по същество предизвикателство, налагащо надскачане на традиционния пакет продукти и услуги, с които свързваме автомобила. По неизбежност то поставя автомобилната индустрия в центъра на сцената, давайки й инициативата да стимулира общественото благосъстояние, като се превръща в агент на промяната за глобалните проблеми, които цивилизацията в реално време се опитва да реши в невиждан исторически мащаб, гледайки напред. 

Принудена да се аклиматизира към един по същество нов, постмодерен въображаем алтернативен ред (по Ювал Харари), автомобилната индустрия е заставена не просто да се справя със задачи, надхвърлящи далеч кризисното климатично поведение, но е изправена и пред далеч по-мащабни предизвикателства, касаещи суровините, здравеопазването, качеството на живот, социалната справедливост и преди всичко енергийната криза от 2050-а.

Встрани от вече станалите незаобиколими теми на автономното придвижване и смисълът от преход към електрификация, един евентуален опит да я огледаме от известна дистанция би следвало непременно да се заинтересова от уникалните обстоятелства, в които се намира най-мащабната и сложна човешка икономическа дейност, да оцени гравитационните сили, който й въздействат, както и калейдоскопичната й иновационна природа извън текущото развитие и футуристичните й концептуални возила.

Онези, които гледат барометъра с повече здрав разум, отколкото емоция, непременно са видели задаващия се на хоризонта тъмен облак – дефицитът на енергийни ресурси, който обещава индустриален пробив някъде около 2040, разкривайки, че само по себе си електричеството няма да е достатъчно, за да захранваме цивилизацията си.

Илюзорното предположение, че устойчивото ни зелено бъдеще с нулеви въглеродни емисии е обвързано единствено с успешната електромобилна адаптация, просто не работи така еднопосочно, както е в идеализираните ни представи.

Един прост суровинен пример е кобалтът, който постепенно се превърна в криптонита1 на електромобилната „революция“ (слагам я в кавички, защото електромобилите всъщност не са новост: исторически връстници са на двигателите с вътрешно горене). Блестящият метал е критична суровина за литиево-йонните батерии, така както са разработени през 80-те и 90-те години на ХХ век.

Кобалтът обаче е сравнително оскъден и най-вече страничен продукт от добива на мед и никел. Освен това, бумът в търсенето му подхрани възхода на детския труд и опасните условия на добив в дребномащабните мини в богатото на кобалт Конго. Ето как гледат на темата Министерството на енергетиката в САЩ: „В краткосрочен и средносрочен план кобалтът се счита за най-високия риск в снабдителната верига на електромобилите. САЩ не разполагат с големи запаси от кобалт, а добивът и ранната му преработка са концентрирани в малък брой страни.“

Алтернативи естествено се търсят много интензивно, но процесът по комерсиализирането на новите технологии съвсем не е така бърз и съвсем не обещава вълшебни, лесно достъпни решения. Повечето изследвания се ръководят от цената и изобилието на материалите: кобалтът е оскъден, но никелът е по-достъпен, а желязото е навсякъде. Продължават изследванията и върху сярата, произхождаща от катодните петрохимически отпадъци, а натрият от океана може някой ден да замени самия литий, създавайки независими от мините батерии. Батерийното рециклиране е друга критична част от уравнението, на която се разчита да обуздае отчаяното търсене на все по-оскъдните ресурси в основата на електрическия преход.

В енергийния сектор изглежда има достатъчно здрав разум за консенсус, че зелената енергийна утопия ще се придвижи към осъществяването си чрез други трансформиращи подходи, като двигателите с ефективно вътрешно горене, както и разработването на устойчиво зелени странични продукти и суровини. Трезвите енергийни гласове предсказват трудната реалност, че към 2050 г. ще се изправим не само пред ограничения в доставките на суровини и електричество, но ще ги има и от страната на когенерацията му.

Поддържам почетна дистанция от възприятието на знаковите северноамерикански предприемачи като богоподобни човешки същества, но не съм забравил обръщението на Джеф Безос към служителите на Blue Origin през 2019: „Отиваме в космоса, защото трябва да изследваме нови източници на енергия извън възобновяемите.“ Нарисуваната тогава от него картина бе проста, ясна и сурова: „Дори и да покрием с фотоволтаични полета цялата земна повърхност, търсенето на електричество ще изпревари предлагането.“

В изказването на толкова остра прогноза Безос не е сам. Според Световния енергиен съвет, въпреки очакваното увеличение със 123-150% на електроенергийното производство, до 2050 изкопаемите горива ще продължат да доминират глобалния енергиен микс.

Цитираната перспектива беше въпрос на голямо предизвикателство, осъзнато и прието от нефтения и газовия сектор преди петнайсетина години, когато стана ясно, че дейностите нагоре по веригата, т.е. търсенето и добива на изкопаеми горива са подлежащ на изчерпване земен ресурс. В добавка към това бизнес моделът им се възприе за груб и неустойчив – една индустрия-чудовище, третираща първичните ресурси като стоки за еднократна употреба, които хора и компании изхвърляха в кошчетата си.

Челният сблъсък с трудната истина и въпросите къде трябва да се осъществи промяната напоследък започнаха да я преобразяват в един отрасъл, търсещ зелен и устойчив бизнес модел, базиран на повторната употреба.

Извличането на целия потенциал от всичко

Това е тенденция, която ще проникне във всеки аспект на автомобилния отрасъл през идните години. Стана ясно още в средата на миналото десетилетие, когато автомобилната индустрия се изправи пред края на традиционния единен продуктов цикъл и разделянето му на три основни части:

Дългосрочен, или „Цикъл на металурга“ с продължителност 3-5 години;
Средносрочен – този на модулните компоненти и софтуера с продължителност 1-2 години;
Краткосрочен – този на доставката по заявка със срок 1-12 месеца.
Вече можем да го видим в електромобилните лизингови програми на Volkswagen Group: едно и също шаси с една батерия под изцяло нова опаковка на всеки две-три години. Типичният днешен автомобил живее средно около 300 000 км; батериите могат да го удължат между 500 000 и 1 млн., така че потенциалът им за повторна употреба е повече от очевиден.

Колкото до повторната употреба на енергията, енергийният сектор спря развитието на добива преди няколко години, фокусирайки се върху оптимизация на употребата му. Казано по-просто, ние вече не сондираме, а сме се концентрирали върху текущите запаси, сваляйки емисии и изкопаеми енергийни разходи – все дейности в средата и надолу по веригата.

Към януари 2020 средният марж на нетната печалба в нефтената и газова индустрия е само 6,8%, а пазарните анализатори отчетоха трети ценови срив за последните 12 години.

Като бизнес модел т.нар. Upstream1 е мъртъв, така че иновационните усилия сега са фокусирани върху устойчиви подходи, които ще допринесат и за инженерното развитие в двигателите с вътрешно горене и по-конкретно компресионното запалване и бъдещия му почти нулев емисионен потенциал.

Друг нов подход, обещаващ революция в инженеринга на вътрешното горене, е 3D печатът. Същото, което шотландският стартъп Orbex успя да постигне с ракетния си двигател, проектиран да работи с биопропан – един чисто изгарящ, възобновяем горивен източник, който намалява въглеродните емисии с 90% в сравнение с изкопаемите въглеводороди. Това е един 3D принтиран двигател, който може да издържи могъщите скоростни и термични сили, които се намесват при преодоляване на земната гравитация, не обикновените писти на Formula 1 с петнайсетте им завоя. Това е не просто въпрос на здрав разум, но добра и смислена стратегия за работа върху комбинирани подходи към енергийните задвижващи модули. Причината е, че всеобщата ни електрическа утопия неотменимо ще се изправи пред трети стресов компонент, надхвърлящ самата енергийна устойчивост – това е енергийната справедливост.

От времето на Benz Patent-Motorwagen, приблизително съвпадащ с края на управлението на княз Александър Батенберг в новосъздадената Трета българска държава, за автомобила мислим като продукт на индустриалната епоха и едно от фундаменталните й последствия – освобождаването на индивидуално време, дало в много кратък исторически период възможност на човека да пътува масово с все по-достъпния индивидуален транспорт, бързо превръщайки моторната кола в инструмент на модерността, какъвто продължава да е и до днес.

Обществените отношения бързо се пренасят на колелата й – до такава степен, че над 2/3 от сухоземния товарен и над 80% от сухоземния пътнически транспорт днес се обслужва от автомобили, а броят им надхвърли 1,44 млрд.

Самата индустрия, създаваща крайния продукт, постепенно се превърна в най-мащабната и сложна човешка икономическа дейност с толкова дълбок и разностранен обществен отпечатък, че за пореден път в историята си се превърна в обект на небивала преди промяна: автомобилите не просто да се дистанцират от фосилната си душа, какъвто е двигателят с вътрешно горене, но и да се разделят с изначалната си механична същност, превръщайки се от мечта за поколения в обикновен, безличен транспортен инструмент, подозрително напомнящ компютър на колела.

В последните години с истинско любопитство наблюдавам вълната от трансформационни промени, издигащи автомобилната индустрия до ролята на мощен катализатор в бъдещето на много други. Промяната е толкова комплексна и касае толкова дълга и сложна верига от взаимовръзки, че е по същество предизвикателство, налагащо надскачане на традиционния пакет продукти и услуги, с които свързваме автомобила. По неизбежност то поставя автомобилната индустрия в центъра на сцената, давайки й инициативата да стимулира общественото благосъстояние, като се превръща в агент на промяната за глобалните проблеми, които цивилизацията в реално време се опитва да реши в невиждан исторически мащаб, гледайки напред.

Принудена да се аклиматизира към един по същество нов, постмодерен въображаем алтернативен ред (по Ювал Харари), автомобилната индустрия е заставена не просто да се справя със задачи, надхвърлящи далеч кризисното климатично поведение, но е изправена и пред далеч по-мащабни предизвикателства, касаещи суровините, здравеопазването, качеството на живот, социалната справедливост и преди всичко енергийната криза от 2050-а.

Встрани от вече станалите незаобиколими теми на автономното придвижване и смисълът от преход към електрификация, един евентуален опит да я огледаме от известна дистанция би следвало непременно да се заинтересова от уникалните обстоятелства, в които се намира най-мащабната и сложна човешка икономическа дейност, да оцени гравитационните сили, който й въздействат, както и калейдоскопичната й иновационна природа извън текущото развитие и футуристичните й концептуални возила.

Заедно в мечтите

Онези, които гледат барометъра с повече здрав разум, отколкото емоция, непременно са видели задаващия се на хоризонта тъмен облак – дефицитът на енергийни ресурси, който обещава индустриален пробив някъде около 2040, разкривайки, че само по себе си електричеството няма да е достатъчно, за да захранваме цивилизацията си.

Илюзорното предположение, че устойчивото ни зелено бъдеще с нулеви въглеродни емисии е обвързано единствено с успешната електромобилна адаптация, просто не работи така еднопосочно, както е в идеализираните ни представи.

Един прост суровинен пример е кобалтът, който постепенно се превърна в криптонита1 на електромобилната „революция“ (слагам я в кавички, защото електромобилите всъщност не са новост: исторически връстници са на двигателите с вътрешно горене). Блестящият метал е критична суровина за литиево-йонните батерии, така както са разработени през 80-те и 90-те години на ХХ век.

Кобалтът обаче е сравнително оскъден и най-вече страничен продукт от добива на мед и никел. Освен това, бумът в търсенето му подхрани възхода на детския труд и опасните условия на добив в дребномащабните мини в богатото на кобалт Конго. Ето как гледат на темата Министерството на енергетиката в САЩ: „В краткосрочен и средносрочен план кобалтът се счита за най-високия риск в снабдителната верига на електромобилите. САЩ не разполагат с големи запаси от кобалт, а добивът и ранната му преработка са концентрирани в малък брой страни.“

Алтернативи естествено се търсят много интензивно, но процесът по комерсиализирането на новите технологии съвсем не е така бърз и съвсем не обещава вълшебни, лесно достъпни решения. Повечето изследвания се ръководят от цената и изобилието на материалите: кобалтът е оскъден, но никелът е по-достъпен, а желязото е навсякъде. Продължават изследванията и върху сярата, произхождаща от катодните петрохимически отпадъци, а натрият от океана може някой ден да замени самия литий, създавайки независими от мините батерии. Батерийното рециклиране е друга критична част от уравнението, на която се разчита да обуздае отчаяното търсене на все по-оскъдните ресурси в основата на електрическия преход.

В енергийния сектор изглежда има достатъчно здрав разум за консенсус, че зелената енергийна утопия ще се придвижи към осъществяването си чрез други трансформиращи подходи, като двигателите с ефективно вътрешно горене, както и разработването на устойчиво зелени странични продукти и суровини. Трезвите енергийни гласове предсказват трудната реалност, че към 2050 г. ще се изправим не само пред ограничения в доставките на суровини и електричество, но ще ги има и от страната на когенерацията му.

Поддържам почетна дистанция от възприятието на знаковите северноамерикански предприемачи като богоподобни човешки същества, но не съм забравил обръщението на Джеф Безос към служителите на Blue Origin през 2019: „Отиваме в космоса, защото трябва да изследваме нови източници на енергия извън възобновяемите.“ Нарисуваната тогава от него картина бе проста, ясна и сурова: „Дори и да покрием с фотоволтаични полета цялата земна повърхност, търсенето на електричество ще изпревари предлагането.“

В изказването на толкова остра прогноза Безос не е сам. Според Световния енергиен съвет, въпреки очакваното увеличение със 123-150% на електроенергийното производство, до 2050 изкопаемите горива ще продължат да доминират глобалния енергиен микс.

Цитираната перспектива беше въпрос на голямо предизвикателство, осъзнато и прието от нефтения и газовия сектор преди петнайсетина години, когато стана ясно, че дейностите нагоре по веригата, т.е. търсенето и добива на изкопаеми горива са подлежащ на изчерпване земен ресурс. В добавка към това бизнес моделът им се възприе за груб и неустойчив – една индустрия-чудовище, третираща първичните ресурси като стоки за еднократна употреба, които хора и компании изхвърляха в кошчетата си.

Челният сблъсък с трудната истина и въпросите къде трябва да се осъществи промяната напоследък започнаха да я преобразяват в един отрасъл, търсещ зелен и устойчив бизнес модел, базиран на повторната употреба.

Извличането на целия потенциал от всичко

Това е тенденция, която ще проникне във всеки аспект на автомобилния отрасъл през идните години. Стана ясно още в средата на миналото десетилетие, когато автомобилната индустрия се изправи пред края на традиционния единен продуктов цикъл и разделянето му на три основни части:

Дългосрочен, или „Цикъл на металурга“ с продължителност 3-5 години;
Средносрочен – този на модулните компоненти и софтуера с продължителност 1-2 години;
Краткосрочен – този на доставката по заявка със срок 1-12 месеца.
Вече можем да го видим в електромобилните лизингови програми на Volkswagen Group: едно и също шаси с една батерия под изцяло нова опаковка на всеки две-три години. Типичният днешен автомобил живее средно около 300 000 км; батериите могат да го удължат между 500 000 и 1 млн., така че потенциалът им за повторна употреба е повече от очевиден.

Колкото до повторната употреба на енергията, енергийният сектор спря развитието на добива преди няколко години, фокусирайки се върху оптимизация на употребата му. Казано по-просто, ние вече не сондираме, а сме се концентрирали върху текущите запаси, сваляйки емисии и изкопаеми енергийни разходи – все дейности в средата и надолу по веригата.

Към януари 2020 средният марж на нетната печалба в нефтената и газова индустрия е само 6,8%, а пазарните анализатори отчетоха трети ценови срив за последните 12 години.

Като бизнес модел т.нар. Upstream1 е мъртъв, така че иновационните усилия сега са фокусирани върху устойчиви подходи, които ще допринесат и за инженерното развитие в двигателите с вътрешно горене и по-конкретно компресионното запалване и бъдещия му почти нулев емисионен потенциал.

Друг нов подход, обещаващ революция в инженеринга на вътрешното горене, е 3D печатът. Същото, което шотландският стартъп Orbex успя да постигне с ракетния си двигател, проектиран да работи с биопропан – един чисто изгарящ, възобновяем горивен източник, който намалява въглеродните емисии с 90% в сравнение с изкопаемите въглеводороди. Това е един 3D принтиран двигател, който може да издържи могъщите скоростни и термични сили, които се намесват при преодоляване на земната гравитация, не обикновените писти на Formula 1 с петнайсетте им завоя. Това е не просто въпрос на здрав разум, но добра и смислена стратегия за работа върху комбинирани подходи към енергийните задвижващи модули. Причината е, че всеобщата ни електрическа утопия неотменимо ще се изправи пред трети стресов компонент, надхвърлящ самата енергийна устойчивост – това е енергийната справедливост.



Равенство, не просто включване

Ако световното население ще расте до 8,7 – 9,4 млрд. през 2050-а, нуждите и енергийната достъпност на всеки индивид ще трябва да бъдат взети предвид при икономическото разделение между напредналите и слаборазвитите страни. Правителствата постепенно осъзнават, че нуждата от включване не е само социална и икономическа, а съдържа и аспекти на улеснения достъп до услуги.

Парадигмата на енергийното потребление в сценариите на потребителското ценообразуване върви към преосмислянето на абонамента за мрежата, вземайки предвид и потребителите, които връщат неизползваната електроенергия от домовете и автомобилите си обратно в нея.

Работата е там, че този модел е създаден за шепа държави от развития, постмодерен свят и не се очаква да се вмести в други електроенергийни пазари. Според американската Администрация за енергийна информация (EIA), дори когато възобновяемите енергийни източници съставят 47% от световния енергиен портфейл, най-голямата неопределена величина за управление ще е енергийното търсене и по-специално критериите за приоритизиране при задоволяването му.

Експертите смятат, че по начина, по който възобновяемите енергийни източници работят в момента, енергийната справедливост ще е невъзможна.

Умни отвъд изкуствения интелект

Гледано по този начин, индустриалното автомобилно бъдеще зависи в много голяма степен както от иновационните пътища на индустрии извън неговата компетентност, така и от преобладаващите представи за света на бъдещето, които биха могли да играят мощна деструктивна роля, когато лостовете на представляващата ги политика са в ръцете на хора, които просто не са на висотата на задачата да го обезпечат.

Уместна илюстрация е текущата полупроводникова криза, от която солидарно страда целият отрасъл, а в добавка се разпадна икономиката на вторичния пазар, където употребявани коли нерядко струват с 15% повече от новите, защото много хора не могат повече да чакат своите нови пежа, мерцедеси и поршета.

Геополитиката, глобализацията на бизнеса и индустриалната макроикономика принудиха автомобилните производители да създават все по-сложна верига от синергии в периферни индустрии, като телекомуникациите, софтуера и зарядната инфраструктура.

С навлизането на по-високите нива на автономия в превозните средства (процесът на регулаторно творчество в областта на бъдещата автомобилна автономия се движи с пълна сила докато четете тези редове), успехът на автомобилните комуникации е в пряка зависимост от развитието на спектрите във всички мобилни честоти, не само 5G. Колкото и нулевите емисии да окупират заглавията с най-едър шрифт, фундаменталното автомобилно предизвикателство продължава да е безопасността, което означава, че към вече сложния коктейл от фактори ще трябва да добавим и градското планиране.

Факт е стремежът към оформяне на все по-плътна осведоменост относно спешната необходимост от разработването на така наречените ad hoc автомобилни мрежи (VANET)2, които ще свързват и управляват данните за пътуването на колите и комуникациите им с други превозни средства и пътища. В разказа за автономното превозно средство изглежда има празнота, защото той е фокусиран върху възхвалата на компютърното зрение и ситуационна осведоменост.

Напълно пренебрегнато остава обстоятелството, че освен възможността за визуално идентифициране на обекти по пътя и около него, превозното средство ще трябва да бъде свързано с всичко (V2X)3. За целта VANET ще трябва да се проектират с кибер-физични системи (CPS), в които компютърно-базирани алгоритми ще разкриват как трафик-потокът да става по-плавен или по-плътен, по-бърз или по-бавен, за да се избегнат инциденти и задръствания, да изпращат автомобили по преизчислени маршрути, разчиствайки подходите към градските центрове. През следващите десетилетия транспортът все по-интензивно ще се слива с телекомуникациите и градското планиране – едно обстоятелство, което не може без дискусия.

Когато VANET се внедрят и техните крайпътни точки превърнат пътищата в интелигентни магистрали, пътната инфраструктура от ХХ век ще бъде вдигната от тротоарите, защото автомобилите няма да имат нужда от това да „виждат“ пътни знаци или червени светофари, а градска инфраструктура с нейните хора, велосипеди, дървета и животни. В архитектурните среди говорят с понятия като „възвръщане на улиците“, превръщането на градовете в „пригодни за живеене“ пространства, по-ориентирани към човека и по-подходящи за целите на качествения живот. 

Здравето се самоовластява

И накрая да не пропуснем още една област, която ще излезе от автомобилния сектор през следващото десетилетие: биометриката на водача като нов слой здравни данни.

Автомобилните кабини, по които в момента се работи за концептуалните модели, са оборудвани с биометрични сензори, които са в състояние да предскажат ранното развитие на Алцхаймер, или прекарването изненадващ мозъчен инсулт.

Някои автомобилни производители се възползваха от възможността и понастоящем работят по персонализирани системи за здравно наблюдение в мащаб, които свалят и съхраняват жизнени показатели, следейки здравето на водача. Традиционните лекарски прегледи по правило дават само текущи, еднократни резултати, а благодарение на технологиите здравеопазването се превръща в превантивна дейност, търсеща партньорства извън традиционните посоки. За първи път здравният и автомобилният сектор си сътрудничат в дизайна на продукти, защото бъдещето е въпрос на самоовластяване, не просто на транспортен ред.

България – между „както трябва“ и „както обикновено“

Основната автомобилна българска задача, стояща нерешена повече от три десетилетия, е да осмислим възловата обществена функция на автомобилите у нас и да си дадем сметка, че в текущото си състояние българският автомобилен парк се е преобразил от обществен модернизатор в заплаха за националната ни сигурност. И това е проблем с мащабни и разнообразни обществени последици.

Казано по друг начин, налага се незабавно да направим трезв анализ и с хладен ум да концептуализираме българската автомобилна проблематика, както в контекста на посоките, за които говорим днес, така и в духа на нашите специфики, чийто решения далеч не подлежат на механично преписване – ще се наложи да ги подчиним да нови, амбициозни национални цели, с чието преследване ще трябва да се занимаят едно-две поколения, което ще рече, че е добре да ги осмислим внимателно, но бързо – както никога още не сме го правили. Историческият момент е повече от подходящ.

В противен случай, под каквато и Зелена сделка да се води, че сме се подписали, трансформацията просто ще ни заобиколи. Ако това е, което искаме и вярваме, че заслужаваме, то спокойно можем да продължим да не правим нищо.

Работата е пределно проста: свежда се до избор между „както трябва“ и „както обикновено“.

Източник: Екип Bloomberg Businessweek Bg