Электромобили изменят мир

Публичные дискуссии на тему электромобилей, самоуправляемых автомобилей и транспорта будущего мне лично кажутся до странности ограниченными. О ценности альтернативных транспортных средств неизменно судят по их способности заменить сегодняшние автомобили с двигателями внутреннего сгорания.

(Кстати, в объемном новом докладе Электроэнергетического научно-исследовательского института говорится, что замена автомобилей с двигателями внутреннего сгорания на электрические транспортные средства действительно даст колоссальные преимущества, как по снижению выбросов парниковых газов, так и по чистоте воздуха в городах.)

Но смотреть на электромобили и самоуправляемые автомобили просто как на замену машин с двигателями внутреннего сгорания равноценно тому, чтобы за деревьями не видеть леса. Огромный потенциал кроется не в том, чтобы заменить составные части сегодняшней транспортной системы, а в том, чтобы создать новые системы. Именно системные преимущества и выгоды труднее всего спрогнозировать, хотя они дают самые богатые возможности.

Как и в энергетике, в сфере транспорта мы вот-вот станем свидетелями столкновения неостановимой силы, какой являются новые технологии, и неподвижного объекта (существующая инфраструктура). Политический реализм и дефицит творческой фантазии, что зачастую одно и то же, мешают нам думать и говорить о том, какой мир мы можем создать, если этот недвижимый объект все же удастся двинуть.

Здесь я хотел бы совершить экскурс в утопию. Автономные (беспилотные) электромобили могут полностью преобразить городской ландшафт, а это, в свою очередь, может изменить характер отношений и взаимодействия людей. Все это воодушевляет. Так давайте же будем воодушевляться!

Традиционные автомобили чрезмерно сложны, самоуправляемые машины можно создать нужной конструкции и размера

В 2010 году я написал рецензию на книгу Reinventing the Automobile: Personal Urban Mobility for the 21st Centurу (Заново изобретая автомобиль: личная мобильность в городе 21-го века). Это очень и очень необычная, даже странная книга, которую написали инженеры. Но она раскрыла мне глаза на одно из ключевых преимуществ, которым обладают электромобили по сравнению с традиционными машинами с двигателями внутреннего сгорания. Вот что говорят авторы по этому поводу:

Традиционной автомашине (с двигателем внутреннего сгорания) нужны изощренные системы с емкостями, трубками, клапанами и насосами, чтобы распределять и подавать бензин, масло, воду, воздух и отводить выхлопные газы. Но работающий на аккумуляторах электрический автомобиль вместо всех этих сложных распределительных систем использует провода, соединяющие батареи и колеса.

Базовая система электромобиля проще, чем у двигателя внутреннего сгорания, причем намного. Электромобилю нужны четыре составляющих:

1. Колесо или колеса, каждое с электромотором.
2. Некая платформа для размещения на ней батарей и пассажира (пассажиров).
3. Интерфейс пользователя.
4. Провода для соединения элементов из пп. 1-3.

И все. Если думать таким образом, становится ясно, что электромобиль может иметь почти неограниченное количество конструктивных параметров. У него может быть одно или два колеса с гироскопом (например, сегвей), три колеса, четыре колеса в форме ромба или классического прямоугольника, шесть колес, выдвижные колеса. Это может быть транспортное средство модульной конструкции, в котором можно добавлять или убирать колеса. Оно может иметь обычное длинное и низкорасположенное шасси, высокое шасси и прочие виды шасси любой формы и направленности, какие только можно себе представить. В качестве пользовательского интерфейса можно использовать сенсорный экран, джойстик, педали, рычаги — или ничего, если это самоуправляемый автомобиль.

Электрические автомобили изначально эффективнее машин с двигателями внутреннего сгорания:

Электромобили преобразуют около 59-62% электрической энергии из сети для приведения в действие колес, в то время как обычные автомобили с двигателями внутреннего сгорания преобразуют в этих целях всего 17-21% энергии, содержащейся в бензине.

Но их эффективность заключается не только в этом. Простота и гибкость электромобилей означает, что их можно сделать нужного размера, сконструировав под широкий круг транспортных задач.

Транспортная инфраструктура чрезмерно сложна, самоуправляемые машины можно создать нужной конструкции и размера

Автомашины с двигателями внутреннего сгорания предназначены для использования с максимальной нагрузкой — чтобы покрывать большие расстояния на высокой скорости. Поскольку все автомобили с двигателями внутреннего сгорания чрезмерно сложны, они также большие и тяжелые. Следовательно, их надо укреплять, защищая от столкновений с другими большими, тяжелыми и скоростными транспортными средствами. Из-за всей этой брони они становятся еще больше и тяжелее. И так далее.

По сути дела, мы ездим в полувоенных автомашинах, способных 500 километров проехать со скоростью 160 километров в час. Но большую часть времени мы ездим на работу и по магазинам, делая это медленно, в потоке транспорта. Но и это не все: около 95% времени мы вообще никуда не ездим, и наши автомобили и грузовики без дела стоят на парковке.

Подобно машинам с двигателями внутреннего сгорания, состоящая из дорог и парковок городская транспортная система тоже предназначена для использования с максимальной нагрузкой. Парковки создаются на максимальное число автомашин, и в некоторых городах они занимают до трети площади. А это значит, что большую часть времени данные пространства пустуют.

Самоуправляемые автомобили предлагают нам разные варианты. А поскольку мы сейчас на экскурсии по утопии, давайте не будем думать о том, как можно перенацелить и по-новому использовать имеющуюся городскую инфраструктуру. Давайте вместо этого представим, что городскую инфраструктуру можно создать с нуля, положив в основу самоуправляемые электромобили.

Знаковое направление современной технологии это замена машин, инфраструктуры и сырья интеллектом, то есть вычислительной мощью, которая неумолимо снижает издержки. Если автомашины станут умнее, мы сможем соответствующим образом сократить количество машин, объемы инфраструктуры и сырья.

Начнем с того, что самоуправляемые электромобили кардинально сократят (а со временем сведут к нулю) количество ДТП. Если электромобили будут ездить рядом с другими низкоскоростными электромобилями, велосипедистами и пешеходами, их не надо будет особо укреплять, защищая от столкновений. Следовательно, самоуправляемые электромобили можно будет делать намного меньше, легче, увеличивая за счет этого дальность езды и сокращая потребность в парковках. Они также будут меньше воздействовать на дорожное покрытие, да и негативное воздействие на окружающую среду в ходе производства таких машин тоже существенно уменьшится.

Задумаемся над тем, как самоуправляемые электромобили смогут преобразить транспорт, превратив его в услугу. Представьте себе большой парк таких машин общего пользования, разных размеров и предназначений, которые можно вызывать через приложение в смартфоне. Осмелюсь назвать это Uber, но для самоуправляемых автомашин. (Это никакой не футуризм; компания Tesla уже размышляет над этой идеей.) Если человек сможет в считанные минуты вызвать транспортное средство нужного размера, то у него отпадет потребность в личном автомобиле, который все равно простаивает 95% времени.

Неиспользуемые самоуправляемые электромобили будут самостоятельно направляться на специально отведенные для них парковки и в гаражи, где их можно будет ставить намного плотнее, чем обычные автомобили, а затем подключать к сети. Таким образом, они смогут выполнять функцию распределенного накопителя энергии. Потребность в других парковках, особенно на улице, исчезнет. Не будет и раздраженных водителей, наматывающих круги в поисках места, чтобы припарковаться.

Маленькие и легкие самоуправляемые электромобили существенно расширят возможности по совместному использованию городского пространства. В 2010 году модный архитектор Бьярке Ингельс (Bjarke Ingels) получил премию Audi под названием «Городское будущее» за свою концепцию города без водителей. Вот выдержка из резюме:

Мы представляем, как в городских центрах, которые в настоящее время препятствуют автомобильному движению налогами и сборами, чтобы разгрузить дороги, исчезнут не автомашины, а водители. Беспилотные автомобили будут сочетать в себе индивидуальную мобильность за пределами городской черты и коллективную мобильность внутри городов, поскольку самоуправляемые машины станут перемещаться согласованно с перемещениями людей, и будут занимать в четыре раза меньше пространства, чем требуется автомашинам с водителями. А поскольку новое поколение автомобилей будет бесшумным и чистым, они положат конец апартеиду, который сегодня отделяет машины от пешеходов и от велосипедистов по степени комфорта, здоровья и безопасности. В результате возникнет эластичное городское пространство, способное расширяться и сокращаться в зависимости от пикового времени, позволяющее паркам и площадям вторгаться в полосы дорожного движения в соответствии с требованиями и пожеланиями граждан. Представьте себе город будущего через 25 лет, где вертикальные фасады останутся без изменений, а вот дорожное покрытие и мостовые будут трансформированы в программируемые поверхности, превращающие фиксированные элементы проезжей части, тротуара или сквера в цифровое уличное пространство, которое полностью преобразит знакомый нам город.

По сути дела, город будет менять конфигурацию в режиме реального времени в соответствии с меняющимися закономерностями и потребностями землепользования. Это как голландская концепция woonerf, или жилой зоны, которой совместно пользуются пешеходы, велосипедисты и автомобилисты, едущие на малой скорости. В ней нет дорожных знаков и разделительных полос — улица просто возвращается в свое многовековое прошлое.

Кроме того, это будет выглядеть реально круто.

Ну, здесь пока слишком много фантастики; однако технологии, делающие города умными, развиваются с головокружительной скоростью. С сегодняшними технологиями или, по крайней мере, с технологиями недалекого будущего городская инфраструктура будет насыщена датчиками и средствами связи, позволяющими каждому самоуправляемому электромобилю точно знать, где потребность в нем велика, где накапливаются пробки, и где пролегают самые быстрые маршруты. Наверное, есть вещи, которые люди делают лучше компьютеров, но дорожное движение к ним не относится.

В этом новом мире наверняка будет чище воздух. Нам непрестанно напоминают (и с этим нельзя не согласиться), что электромобили чисты в той же степени, что и хранящееся в их аккумуляторах электричество. Но американская электрическая сеть становится чище, и этот процесс наверняка будет продолжаться. (Надо сказать, что электрификация автомобильного парка позволить получать больше энергии из возобновляемых источников, причем получать ее быстрее. Она также позволит забирать излишки солнечной и ветровой энергии).

До транспортной утопии еще очень далеко, и на то есть следующие убивающие мечты причины.

Если что-то и может сокрушить утопические мечты, то это следующие моменты, вызывающие обеспокоенность:

1) Зависимость от предшествующего развития и риск дальнейшего разрастания

Китайцы строят свои футуристические города с нуля, однако в развитом мире мы уже не можем себе позволить такую роскошь. У нас уже создана в больших объемах инфраструктура, и она предназначена для автомобилей, особенно в США. Там, где строится инфраструктура, есть невосполнимые издержки и особые интересы. Таким образом, возникает колоссальная зависимость от предшествующего развития, и эта зависимость будет определяющей для будущей застройки.

Этим объясняется то, почему многие урбанисты с подозрением и даже с враждебностью относятся к самоуправляемым автомашинам. Их беспокоит то, что устранение некоторых насущных проблем, связанных с транспортом — аварии, пробки, загрязнение — лишит людей политической воли, необходимой для решения более фундаментальной проблемы. Проблема эта заключается в том, что система, полагающаяся в основном на индивидуальный транспорт, мешает создавать ту городскую плотность, которая желательна по экологическим и прочим причинам.

Они указывают и на более прозаические аспекты, говоря о повышении спроса на индивидуальный транспорт и отмечая, что он станет общедоступным, в том числе, для детей моложе 16 лет и для пожилых людей с ослабевшими рефлексами и плохим зрением, которые сейчас не могут водить автомашины. Далее, ездить станет легче и приятнее, и в силу этого жилые кварталы будут разрастаться еще шире.

Дэвид Эдмондсон (David Edmondson), анализируя эту проблему, указывает на то, что самоуправляемые электромобили не только преобразят предместья, но и придадут им новые возможности. Не будет парковок, заправок, магистралей с восьмиполосным движением, выходящих на тротуары витрин... все это не будет расползаться во все стороны, потому что «транспортное облако станет функционировать в большей степени как трамваи из прежних дней, нежели как личные автомобили сегодня».

У меня есть обоснованное предположение, что самоуправляемые электромобили сделают тесные городские центры более привлекательными, превратив транспорт в услугу, радикально снизив уровень шума, очистив воздух, повысив эстетическую функцию улиц и открыв новые уличные пейзажи в городах для совместного использования. Но пока слишком рано говорить об этом конкретно.

2) Большой брат

В дискуссии об умных городах доминируют технофилы и крупные корпорации, а это значит, что важные вопросы неприкосновенности частной жизни не получают должного внимания. Но слово «умный» подразумевает информацию, а наполненный датчиками и устройствами слежения город будет аккумулировать огромное количество информации о каждом живущем в нем гражданине. Кто будет владеть этой информацией? Кто будет иметь к ней доступ? Насколько основные виды обслуживания, такие как транспорт, зависят от отказа от конфиденциальности и передачи личных данных? Как все эти данные будут защищены от многочисленных угроз в сфере кибербезопасности, с которыми столкнутся умные города?

Сосредоточившись на самоуправляемых электромобилях, мы сталкиваемся с тем простым фактом, что люди откажутся от принятия всех тех ежесекундных микро-решений, с которыми связано вождение автомобиля. Во многих случаях в таких решениях присутствует этическое измерение. Как их будут принимать самоуправляемые электромобили? Какие будут задействовать программы и алгоритмы? Кто будет расставлять приоритеты?

Подобно интернету, объединенная транспортная сеть будущего создает всякого рода утопические возможности, но ее также могут взять под свой контроль корпорации и пронырливые государственные типы из служб слежки и наблюдения, которые, как показывает опыт истории, имеют обыкновение уничтожать утопию.