Конец эпохи ДВС! Как спомощью водорода хотят избавиться отнефти

О водородной энергетике разговоры идут вот уже 15 лет, но досих пор все показанные навыставках прототипы отличались серьезным недостатком— ценой в$500–800 тысяч. Выпускать такие машины вединичных экземплярах можно, но заработать наних— нет. Илишь сейчас уровень технологий позволил снизить цену такой машины до$60–80 тысяч. Конечно, это тоже дороговато, но не «космос». Автечение пяти лет, попрогнозам Toyota, цены упадут довполне приемлемых $20–30 тысяч.

Как это работает

Вопреки распространяемым винтернете слухам отом, что водородные двигатели являются шагом человечества кхолодному термоядерному синтезу, это не так. Пофакту это лишь вариант электромобиля. Принцип работы относительно простой. Между баллоном сводородом идвигателем установлены топливные ячейки, внутри которых находятся мембрана, анод икатод. Наанод поступает водород,накатод— кислород (из воздуха), аспомощью интегрированного вмембрану катализатора водород делится напротоны иэлектроны. Впроцессе раздела возникает разница потенциалов— электричество. Настороне катода протоны водорода окисляются кислородом иполучается водяной пар, который иявляется единственным выхлопом автомобиля. Под днищем авто располагаются два резервуара для хранения водорода под давлением 70 МПа. Один (емкостью 60 л) находится впередней части, авторой (емкостью 62,4 л)— сзади. УToyota Mirai, одного изнаиболее ярких представителей водородных авто, продажи которого начались вянваре этого года, дальность поездки наодной заправке составляет 650 км, амаксимальная скорость— 175 км/час. Время полной заправки двух баллонов— всего три минуты. Сами баллоны изготовлены изкомпозитных материалов изащищены отповреждения при ДТП.

Hovda FCV

Плюсы водорода

Во-первых, при использовании водорода не возникает эмиссии углекислого газа. Во-вторых, водород является высокоэффективным видом топлива: если при выработке электроэнергии обычными способами расходуется впустую около 60% энергии, то выработка электроэнергии посредством топливных элементов (как вводородных авто) позволяет сократить энергетические потери до20%. В-третьих, авто натопливных элементах вслучае стихийных бедствий могут быть использованы вкачестве резервных источников энергии (фактически каждое авто— электростанция). В-четвертых, водород можно применять не только вкачестве источника энергии, но икак средство ее доставки (это отличный природный аккумулятор). В-пятых, компании-разработчики водородных технологий входе выставки CES-2015 приняли решение открыть для свободного использования шесть тысяч патентов, связанных сводородными элементами, силовыми установками наих основе исоответствующими заправочными станциями.

BMW: 5 SeriesGran Turismo

Главный минус— слишком дорого

Но чтобы закачать вавтомобиль водород, его нужно где-то взять. Насегодняшний день основной технологией является паровая конверсия изприродного газа или метод газификации угля. Но так как эти полезные ископаемые довольно дорогие, 1 кг водорода стоит около $3. Кроме того, запасы газа иугля напланете не бесконечны. Поэтому сейчас развиваются проекты получения водорода избиомассы: отходы древесины нагревают без доступа кислорода дотемпературы 500–800°С, впроцессе чего выделяется водород. Увы, это тоже дорого— до$5 за1 кг. Более выгодный процесс— использование для выработки водорода бактерий, которые питаются полисахаридами (крахмал, целлюлоза) ипревращают их вводород. Его цена вэтом случае составит около $2 за1 кг. Потребление водорода составляет 1 кг на100 км пробега, то есть одному легковому авто вгод требуется 200 кг водорода, или 0,55 кг вдень (по цене это $1,5–2 вдень, что сравнимо сзатратами обычного автомобиля нанефтяном топливе). Отметим, что вданный момент развиваются технологии добычи водорода изнедр земли, что сделает его более выгодным посравнению снефтью, которую нужно еще ипереработать вбензин или дизель.

Важная водородная проблема— перевозка. Сейчас его связывают толуолом, который превращает водород вметилциклогексан— вещество, жидкое при нормальной температуре иатмосферном давлении. Ауже наАЗС спомощью спецустановки преобразуют обратно вводород итолуол, после чего водород используется поназначению, атолуол возвращается напредприятие посвязыванию водорода для следующего цикла использования. Такого рода заправки пока еще предстоит создать, начто уйдет не менее 10 лет иисключительно при господдержке (дотациях), так как скоммерческой точки зрения такие АЗС не имеют смысла.

Audi Q6

ЧТО СЕЙЧАС ПРЕДЛАГАЕТ РЫНОК

Хотя автомобилей натаком топливе существует относительно немного, укаждого производителя есть как минимум одна модель. Изпремьер— решение отBMW: 5 Series Gran Turismo. Водород находится вспецбаке, расположенном между передней изадней осями. Наполную заправку требуется всего около пяти минут. Силовая установка способна выдавать до245 л. с. мощности, азапас хода— около 500 км.

На 2016-й Нonda анонсировала появление водородной модели FCV. Мощность— более 100 кВт, или 135 л. с. Посравнению спредшествующей серийной моделью Honda FCX Clarity, производительность выросла примерно на60%, аблок топливных ячеек стал компактнее на33%. Запас же хода обещают в 700 км наодной заправке, асама она займет около трех минут.

Не отстает и Mercedes— обещает серийный автомобиль наводородных топливных элементах к2017 году. Как сообщил Герберт Колер, вице-президент концерна Daimler, стоимость водородных автомобилей Mercedes будет сопоставима сценами нагибридные модели. Скорее всего, речь идет омодели B-Class F-Cell, которая ранее существовала ввиде прототипа.

Hyundai Tucson Fuel Sell

Любопытен ивариант отAudi, которая заявила овыпуске с 2018 года модели Q6 наводороде. Машина будет стоить €84,3 тысячи. Силовая установка состоит изнескольких двигателей мощностью всумме около 300 л. с. в базе и до 400 л. с. втоповой версии. Вовсех версиях Audi Q6 оснащается 100-киловаттным модулем АКБ, которого хватит максимум на500 км пробега.

Еще одна новинка— Hyundai Tucson Fuel Cell, заправка которого длится около пяти минут, а запас хода достигает 426 км. В остальном он не отличается отбензиновых собратьев. Правда, взять авто сейчас можно лишь варенду за $499 вмесяц, а пользоваться им — исключительно впределах Ванкувера. Как написано в официальном пресс-релизе компании, продавать такие автомобили начнут только после того, как СТО будут готовы предоставлять им сервис. Других технических подробностей нет.

Mercedes C-Class F-Cell

Источник