Водород на авто

Водородный автомобиль. Обзор серийных моделей и перспективных концептов

Водородный автомобиль

Водородные автомобили начали массово появляться на рынке относительно недавно. Основная причина — экологически-коммерческая. С одной стороны, по всему миру регулярно вводят новые экостандарты, с другой — производителям классического транспорта с ДВС необходимо бороться за уже формирующийся рынок альтернативного, безопасного для природы транспорта.

Совет Hydrogen council дал прогноз, что к 2050 году «водородный рынок» заберет 18 % от уровня общего спроса на электроэнергию, а количество транспортных средств, использующих водород, превысит 425 миллионов. Попробуем разобраться с тем, какие модели представлены на рынке на текущий момент и что может появиться в ближайшем будущем.

Водородный автомобиль

Серийные модели водородных автомобилей

На рынке присутствует 10 серийных «водородников», в кратком обзоре мы разберем самые популярные модели.

Hyundai ix35 FCEV

Южнокорейский производитель выпускает модель, которая способна преодолеть почти 600 км на одной зарядке. Потребуется 5,64 кг водорода. Мощность силового агрегата — 134 л. с. Предельная скорость — 160 км/ч, разгон до «сотни» занимает 12,5 сек.

Этот «железный конь» так называется на азиатском рынке и в США. В Европе и РФ он именуется Tucson. Первоначальная стоимость на рынке США составляла $88 500, в Германии — €65 450. В самой Ю. Корее цена на кроссовер от $48 000: при покупке присутствует государственная субвенция.

Hyundai ix35 FCEV

Hyundai ix35 FCEV

Hyundai Nexo

Вторая модель производителя, на наш вкус, более привлекательна визуально. Она была представлена 07.01.2018 г. в Лас-Вегасе. У Nexo запас хода на 200 километров больше, а мощность двигателя — на 29 «лошадок». Кроссовер оснащен силовым агрегатом, мощность которого составляет 163 л. с. Модель способна преодолеть почти 800 км на одной зарядке, достигать скорости до 150 км/ч и разгоняться до первой «сотни» за 9,5 секунд.

Вариантов комплектации два — Модерн и Премиум.

Hyundai Nexo

Hyundai Nexo

Стоимость автомобиля стартует в Европе / США от €54 000/$64 800. В самой Ю. Корее пятиместный кроссовер можно приобрести за $35 000.

Honda Clarity и Clarity2

Седан D-класса был представлен широкой публике в Лос-Анджелесе, в конце осени 2007. Продажи в США, Европе и самой Японии начались следующим летом. 136 л. с. двигателя позволяют разогнать седан до «сотни» за 10 сек. Самая высокая скорость передвижения — 161 км/ч. 4,1 кг водорода хватает, чтобы преодолеть без заправки путь в 450 км.

С конвейера авто сняли в 2014, потому что ему на смену пришел аналогичный переднеприводный седан, но уже бизнес-класса. Мультиэкологичная Clarity2 была представлена в Токио в 2015 г. Здесь уже 177 «лошадок». А «дальнобойность» движения — 750 км. В США этот седан предлагали в лизинг. Покупатель должен был оплатить $2 878 первоначального взноса, а потом на протяжении трех лет ежемесячно платить $379.

Honda Clarity

Honda Clarity

Toyota Mirai

В конце осени 2014 автоконцерн презентовал четырехдверный серийный автомобиль-гибрид, а его продажи стартовали в Японии в конце года. В октябре 2019 появились автомашины второго поколения, поступившие в продажу летом 2020.

С полным баком седан способен проехать чуть больше 480 км. Двигатель Mirai дает возможность развивать скорость в 175 км/ч и за 9 секунд достигать отметки в 100 км/ч.

Стоимость гибридного автомобиля в Японии стартует от $57 500. В США имеется государственная федеральная поддержка, американцы могут приобрести трехобъемник за $45 000. Для Европы ценник стартует от €78 540.

Водородная Toyota Mirai

Toyota Mirai

Интересные концепты гибридов

Автотехнологии постоянно совершенствуются, что позволяет автопроизводителям создавать диковинные концепт-кары. Мы решили отобрать следующие транспортные средства будущего:

    LF-SA. Кар от «Лексус» характеризуется компактностью и регулируемым рулем. Приборная панель сворачивается, а широкоугольный монитор выполнен в форме голограммы. В двухдверном автомобиле смогут поместиться 4 пассажира, но задние кресла тесные.

Перспективы развития водородных авто и препятствия на этом пути

В Поднебесной к 2030 году должны ввести в эксплуатацию 1000 автозаправок. Это позволит обслуживать в Китае свыше миллиона автомобилей FCEV. На эти цели потребуется $1,7 млрд вложений. Серьезные инвестиции планируются и в соседней Корее. Так как у нее небольшая территория, при полном баке удастся пересечь всю страну. К 2022 г. планируется создание 310 заправок в дополнение к имеющимся ВЗС. Правительство выделит на их постройку 2,3 млрд долларов.

По аналогичному пути движется и Япония. На данный момент потребление водорода в стране достигло 4 тыс. тонн. Предполагается его рост к 2030 году до 300 тыс., а к 2050 — 15 млн тонн! Количество заправок вырастет до 320 единиц в 2025 году. Это даст возможность обслуживать автомобили в количестве 180/800 тыс. в 2025–2030 годах. К 2030 ожидается ввод в эксплуатацию и 1200 автобусов.

Западная Европа немного отстает, но и здесь для внедрения водородной энергетики используются программы H2ME и HyFive. Самые активные страны — Германия и Дания.

Серьезное препятствие — невозможность обеспечения многими ведущими странами водородом в требуемых объемах. Поэтому потребуются его поставки из Африки и Австралии. Здесь прекрасные условия для производства. Поэтому Германия заключила договор с Марокко на постройку фабрики для добычи чистого водорода. У немцев есть соглашение и с Нигерией. В этой стране предполагается получение водорода из возобновляемых источников энергии.

Водородный автомобиль

Компания «Кавасаки» вложила 338 млн долларов в проект по добыче водорода из бурого угля/лигнита в Австралии, в штате Виктория. Первые поставки в Японию ожидаются в 2021 году.

Компания Neoen из Франции создаст в городе Кристал Брук (Ю. Австралия) суперцентр. Для производства водорода будут использоваться ветровые и солнечные установки с мощью в 300 МВт. Суточная норма предполагается в пределах 20–25 тонн.

Сильные и слабые стороны водородных автомобилей

  • Высокая экологичность. Это основное достоинство водородных автомашин. Главный продукт горения водорода — водяной пар, что резко снижает уровень токсичных выбросов в атмосферу.
  • Простая конструкция.
  • Бесшумность движения.
  • Высокий КПД двигателя.
  • Не нужно тратить много средств на создание систем топливоподачи.
  • Водород в промышленных объемах пока получается дорогим.
  • Инфраструктура заправок мало развита. В большинстве стран их вообще нет.
  • Отсутствуют общие стандарты по хранению водорода и его применению.
  • Технология хранения пока несовершенна.
  • Большой вес. Масса водородных автомобилей увеличивается из-за преобразователей тока, тяжелых и габаритных аккумуляторных батарей.
  • Имеется опасность возгорания / взрыва.

водородный автомобиль

Проблемы инфраструктуры и добычи топлива

Заправочных станций пока маловато, не более тысячи во всем мире. Однако с каждым годом их количество растет. Если в 2018 в мире возвели 48 заправок, то в 2019 их было установлено уже 83.

Сеть продолжает развиваться: по итогам 2019 года, в Азии функционировало 178 водородных АЗС. Лидеры:

  • Япония — 114;
  • Ю. Корея — 33;
  • КНР — 27.

В Европе в конце 2019 года работало 177 станций. Они расположены в:

  • Германии — 87;
  • Франции — 26;
  • Швейцарии — 4.

До конца 2020 года Германия планировала открыть еще 100 водородных АЗС, Франция — 34, Швейцария — 6. Добавим сюда и Нидерланды — 21.

Отметим, что строительство станций спонсируется не только концерном «Тойота», но и другими автопроизводителями, предполагающими применение технологии будущего:

  • «Хонда»;
  • БМВ;
  • «Фольксваген»;
  • «Даймлер».

водородный автомобиль

Станции строятся с использованием единого стандарта, что облегчит жизнь обладателям водородных автомобилей.

Поведем итоги. Да, производство затратное, и есть сложности при создании сетей заправок. Но запасы традиционного топлива когда-то иссякнут, и альтернативные решения нужны уже сейчас. Водородный транспорт имеет такие же, если не большие, перспективы, как и электрический. Именно поэтому мировые автопроизводители уже сейчас прикладывают много усилий для его развития.

Если вы хотите быть в курсе того, что происходит в отрасли экологического транспорта мира, заглядывайте на наш сайт и подписывайтесь на Telegram-канал.

Водородные автомобили

Hyundai Nexo 2018

Публика уже привыкла к борьбе за популярность гибридов, машин с ДВС или электрокаров. Последние пока что занимают самую выгодную позицию, а может ли появиться еще кто-то эффективнее и экологичнее? Тогда стоит вспомнить о транспорте на водородном топливе. Такие машины очень похожи на электрические авто отсутствием вредных выхлопов, однако главное достоинство в заправке — для наполнения баллона водородом до отказа нужно около 10 минут, а хватит горючего на дистанцию в 500 км. Кажется, намного выгоднее, чем электромобиль, однако так ли это на самом деле?

История водородных автомобилей

Еще в 1990-х годах производители углубились в разработку транспортных средств, которые передвигаются на топливных элементах. Основная причина поиска альтернативного горючего — введение новых стандартов выбросов CO2 и энергетический кризис. Единственные экологически чистые автомобили того времени — электрокары, имели несколько ограничений: длительная зарядка аккумулятора, небольшой запас хода, дорогостоящие комплектующие. В итоге компании начали искать другой способ привести машину в действие.

В качестве основного топливного элемента выбрали водород. Химические свойства, экологичность и распространенность в окружающей среде подтолкнули инженеров к мысли, что работа с этим веществом может принести доход и внушительные перспективы. Водородные машины должны были проезжать такие же дистанции, как и бензиновые аналоги, с той же мощностью и скоростью. Однако основная сложность была в другом — как изготовить необходимый двигатель и направить энергию топливного элемента в правильное русло?

Оказывается, первый ДВС на водороде был придуман еще в позапрошлом веке. Большинство экспертов склоняются к исследованиям французского естествоиспытателя Франсуа де Риваз, который в начале XIX века получал водород электролизом воды. В современном мире крупные производители почти одновременно выпустили водородные автомобили с похожей базовой технической “начинкой”.

Принцип работы автомобилей на водородных элементах

Механизм работы и типы моторов очень похожи на деятельность электромобилей, но главное отличие в способе создания энергии. Машины на топливных элементах тоже используют электричество для движения, но получают его не от заряда розеткой. Энергия вырабатывается в процессе физико-химических реакций, которые происходят в самом агрегате. Принцип работы состоит в следующем:

  • автомобиль заправляется водородом, который контактирует с кислородом и катализатором. В результате вырабатывается электрический ток, который насыщает энергией двигатель и батарею.

Подобный транспорт заправляют на специальных станциях, которые самостоятельно вырабатывают водород с помощью электролиза воды. Обслуживание автомобиля означает замену водородных элементов, которые исчерпали свой ресурс. Обычно заменяют катализаторную мембрану, которая помогает вырабатывать электричество.

Преимущества использования автомобилей на водородном двигателе

  • Расширение продукции. Разработка и производство прототипа может обойтись в 1 млн долларов. Если создавать концепт для автовыставки, то такое транспортное средство не обязательно должно ездить. Для крупных автомобильных концернов эта сумма небольшая, но какой может быть результат. Вполне возможно, что через пару лет водородные технологии будут на высоте.
  • Неисчерпаемость. Мировой океан содержит 1,2×1013 тонн водорода, при этом суммарная масса элемента — 1% от общей массы планеты. Однако самое главное достоинство водорода в том, что при сгорании он превращается в воду. Происходит круговорот веществ в природе.
  • Экологичность. Когда водород используется в качестве топлива, то не происходит парниковый эффект (в результате выделяется вода). Водород быстро улетучивается и не создает никаких застойных зон.
  • Безопасность. Весовая теплотворная способность элемента в 2,8 раза выше, чем у бензина. А это значит, что водород воспламеняется в 15 раз меньше, чем углеводородное горючее.
Читайте также  Водородное топливо для автомобилей

Недостатки владения водородными автомобилями

Рассмотреть минусы транспорта на топливных элементах можно на примере первого массового водородного авто Toyota Mirai. Как оказалось, у машин подобной модификации, есть и темная сторона.

  • Стоимость. Сегодня японский автомобиль на водороде продается почти за 70 000$ в среднем, а это цена базовой версии Tesla Model S в США. Toyota Mirai дороже Chevrolet Volt или Toyota Prius в 2-3 раза. При этом компания еще и теряет доход, поскольку инсайд-информация указывает на реальную стоимость автомобиля в 100 000$. Еще один водородный автомобиль Hyundai Tucson (iX35) Fuel Cell вышел совсем недавно лимитированной серией. Модель оценили в 144 000$.
  • Заправка. Сегодня 1 кг водорода стоит почти 8$, а если брать расход 1-1,3 кг на дистанцию в 100 км, то стоимость поездки можно сравнить с движением на бензиновом автомобиле. Гибридный или дизельный агрегат будет даже выгоднее. В это время на 100 км на электромобиле можно потратить меньше 2$. При этом водород труднодоступен. Даже в мегаполисах не так легко найти подходящую заправочную станцию. Все потому, что этот бизнес и не очень выгодный. Для строительства небольшой водородной АЗС необходимо почти 300 000$, а для станции среднего размера — 2 000 000$. Небольшая заправка может заправить за сутки около 30 машин, а на большая почти 250 агрегатов. Это небольшие цифры при затратах на содержание подобных станций. Еще существуют и крупные АЗС, но они могут обойтись в 10 000 000$. Такие предприятия строятся рядом с заводами по выработке водорода, или же на станции должно быть большое хранилище. Все это сложное и дорогое строительство.
  • Габариты и вес. Модель на топливных элементах Toyota Mirai имеют длину 4900 мм и вес в 1850 кг, вместимость до 4 пассажиров и багажное отделение в 361 л. Параметры указывают на то, что водородное авто тяжелое и не особо просторное. Лишний вес образуется из-за сложной конструкции: топливные ячейки, электрический преобразователь и дополнительный аккумулятор. Небольшой салон получается из-за массивных баллонов для водорода. Ситуация с электромобилем немного легче — хотя и присутствует крупная АКБ, зато конструкция проще.

Каковы будущие перспективы FCEV?

Идея использовать двигатели на топливных элементах потихоньку развивается не только в умах производителей, но и на деле. Особенно радужные перспективы применения водородных моторов для общественного транспорта. В Германии ездят сотни городских и туристических автобусов на водороде. В 2017 году был анонсирован выпуск первого поезда на водородном топливе, который сможет заменить дизельные составы.

Однако многие эксперты считают, что когда будет придуман способ быстрой зарядки электромобиля, то водородные машины могут отойти на второй, или даже третий план. Все дело в том, что решение всех проблем, связанных с транспортом на водороде займет намного больше времени, чем строительство сверхбыстрых станций. Первая такая “заправочная” станция появилась в США в 2017 году, а в 2018 году несколько предприятий должны открыться в Европе. Но пока станции для электрокаров не так быстро распространяются, водородные автомобили набирают популярность.

От ворот водород

Машины на новом топливе вряд ли приживутся в России

Автомобили на водороде, внедрением которых заинтересовались российские власти, не смогут конкурировать с электромобилями и тем более машинами с двигателем внутреннего сгорания (ДВС), полагают в «Петромаркете». В частности, легковые машины на водородном топливе останутся более дорогими, чем электротранспорт, а стоимость «зеленого» водорода в ЕС будет выше, чем электроэнергии. В случае РФ сам водород может оказаться дешевле, но «водородомобиль» все же окажется более дорогим для владельца, чем электрический аналог.

Фото: Данила Егоров, Коммерсантъ / купить фото

Фото: Данила Егоров, Коммерсантъ / купить фото

“Ъ” ознакомился с исследованием «Петромаркета» «Зеленая революция: что она несет России?», посвященном сравнительному анализу перспектив автомобилей на разных видах «зеленого» топлива. Эксперты консалтинговой компании делают вывод, что машины на водородном топливе, применение которого сейчас активно обсуждают власти России, не смогут составить конкуренции электромобилям. В «Петромаркете» считают перспективы водородных машин «исключительно неблагоприятными»: «Даже в случае радикального снижения их цены (ныне очень высокой) по совокупной стоимости владения они будут проигрывать не только электромобилям, но и автомобилям с двигателем внутреннего сгорания на углеродно-нейтральном синтетическом топливе».

В России до сих пор не определились с приоритетами, параллельно идет разработка госпрограмм развития как электро-, так и водородного транспорта. Причем на данный момент у государства не установлены цели по снижению выбросов от автотранспорта, и пока это не планируется. В то же время чиновники активно обсуждают локализацию низкоуглеродных решений, а также развитие заправочной сети одновременно для компримированного газа, СПГ, электромобилей и водородного транспорта.

В «Петромаркете» полагают, что для продвижения на рынок автомобилей с низкими и нулевыми выбросами СО2 уже в ближайшие пять лет в РФ потребуется установить достаточно серьезные ограничения на выбросы для новых автомобилей.

Среди проблем так называемых «водородомобилей» эксперты «Петромаркета» выделяют дороговизну «зеленого» водорода (производимого с помощью электричества из возобновляемых источников путем электролиза воды) по сравнению с собственно электричеством. По их оценке, производство водорода более энергоемкое, и разрыв не устранить. По расчетам, чтобы водородный автомобиль мог проехать 1 км, необходимо примерно в 2,5 раза больше электроэнергии из ВИЭ, чем для осуществления той же работы электромобилем, заключают в «Петромаркете».

Также в исследовании говорится о крайне высокой стоимости водородного автомобиля по сравнению со стоимостью электромобиля (см. график). «Даже если предположить, что водородный автомобиль к 2050 году упадет в цене в относительном выражении настолько же, насколько электромобиль, то этого все равно будет недостаточно, чтобы соперничать с последним по стоимости владения»,— отмечается в исследовании. Такой сценарий падения стоимости водородных машин достижим только при заметном расширении их производства, отмечают в «Петромаркете», а это пока выглядит нереалистичным из-за «почти единодушной ориентации автопроизводителей на выпуск электромобилей».

Среди других препятствий к распространению водородных легковых автомобилей — неразвитость на территории ЕС сети водородных заправочных станций, что, с одной стороны, будет негативно сказываться на ценах водорода для конечных потребителей, а с другой — будет заметно ограничивать географию использования «водородомобилей».

Власти готовят программу поддержки электромобилей

В ближайшей перспективе автотранспорт на водородном топливе не сможет заместить электромобили на аккумуляторах или ДВС, согласен директор практики стратегического и операционного консалтинга КПМГ в России и СНГ Максим Малков. Водород является взрывоопасным газом, это значительно ограничивает возможности его использования, говорит он: скорее, речь может идти о его применении в карьерной технике или железнодорожных локомотивах для перевозки грузов.

Дмитрий Бабанский из SBS Consulting полагает, что инфраструктура по водороду «подтянется за парком», причем такие машины «требуют «наименьших усилий» из-за того, что плотность энергии водорода у него значительно выше, чем у дизтоплива и литий-ионных батарей, поэтому заправок нужно будет много меньше». Что касается затрат, при использовании «зеленого» водорода его удельная стоимость на 1 кВт•ч энергии выходит дороже электричества, но для «желтого» водорода (производится с использованием электричества АЭС) в России и при промышленных масштабах затраты примерно сопоставимы, полагает он.

В то же время эксперт согласен, что стоимость владения водородным автомобилем останется выше, чем у электромобиля, а стоимость самой машины будет снижаться медленнее.

Кроме того, отмечает Дмитрий Бабанский, если субсидировать такой транспорт по аналогии с практикой развитых стран — то есть компенсировать примерную разницу между электромобилем и аналогом на ДВС — то финансирования на эти цели потребуется больше.

Плюсы и минусы водородного автомобиля. Чем он лучше электрокара и почему водород не в тренде?

Полностью электрические и гибридные автомобили с питанием от литий-ионного аккумулятора в настоящее время являются чуть ли не спасителями мира и экологии. Им все пророчат будущее, считается, что именно электрокары должны заменить машины с ДВС. Но есть и третий вариант, который часто упускают из виду — это автомобили, работающие на водороде (hydrogen).

Водород использовался для заправки автомобилей на протяжении десятилетий. Еще в начале 19 века разработали первый двигатель внутреннего сгорания на водородном топливе, а полтора столетия спустя ученый Роджер Биллингс переоборудовал двигатель Ford A для работы на водороде. Кстати, в настоящее время водород используется для отправки ракет NASA в космос.

Но с началом 2020-х годов на водородном рынке появилось множество автомобилей, от лондонских автобусов и погрузчиков до Toyota Mirai, Hyundai Nexo и Honda Clarity. Тем не менее, водородные машины не покорили автомобильный мир. И многие производители даже не экспериментировали с таким типом топлива, а сразу строят планы на выпуск электрокаров. Но ведь машины на водороде предлагают более экологичную замену бензину и, возможно, полноценную альтернативу электромобилям с аккумуляторным питанием.

Как на самом деле работает водородный автомобиль?

Водород можно использовать для заправки автомобилей двумя способами. Первый — через водородные топливные элементы, которые работают аналогично электромобилям на литий-ионных аккумуляторах. Газообразный водород хранится в резервуаре, который питает топливные элементы, каждый из которых состоит из отрицательных и положительных выводов (анодов и катодов), разделенных электролитом, во многом как литий-ионная батарея. По сути, водород производит электричество вместо батарейного элемента.

Кислород отбирается из воздуха и закачивается в катод, а водород течет к платиновому анодному выводу, который действует как катализатор, отделяющий положительные ионы водорода от газа. Они протекают через электролит к катоду, чтобы создать положительный заряд. Поскольку разделенные электроны не могут течь через электролит, они обтекают внешнюю цепь, генерируя заряд, используемый для питания электродвигателя.

Читайте также  Заправка аккумулятора электролитом

А как насчет выбросов? Когда ионы водорода вступают в контакт с катодом, они соединяются с кислородом для производства воды, которая затем вытекает из выхлопных газов автомобиля. Говорят, эта вода такая чистая, что её можно без проблем пить.

Плюсы и минусы водородного автомобиля

Использование водорода для сжигания

Водород также можно использовать в качестве прямой замены бензина или дизельного топлива в специализированном или преобразованном двигателе внутреннего сгорания. В этом случае газообразный водород под давлением впрыскивается непосредственно в камеру сгорания двигателя, и сгорание происходит как обычный ДВС.

Плюсы и минусы водородного автомобиля

Такое использование водорода не распространено, так как он не такой плотный, как бензин. Но при сжигании водорода выделяется меньше вредных веществ, а основным побочным продуктом выхлопа является вода. Также выделяется меньше токсичных газов NOx, выделяемых двигателем.

Основные плюсы водородного автомобиля

Наиболее очевидным преимуществом водородного топлива, по крайней мере, когда речь идет об электромобилях на топливных элементах (FCEV), является отсутствие выбросов и вредных побочных продуктов, производимых автомобилями, работающими на водороде.

И поскольку топливные элементы не разлагаются, как литий-ионные аккумуляторы, они, как правило, служат в течение всего срока службы автомобиля, или по крайней мере не менее 250 тысяч километров. Затем они также могут быть переработаны, что делает их довольно экологичным вариантом. А утилизация огромных автомобильных литий-ионных аккумуляторов — это целая проблема, с которой человечеству еще предстоит столкнуться.

Водородная машина по дальности преодоления расстояния превосходит даже самые лучшие электромобили: например, Toyota Mirai способна проехать 480 километров на одном баке, а более крупные автомобили с водородом, такие как Hyundai Nexo, преодолевают 640 километров на одном заряде.

Toyota Mirai. Плюсы и минусы водородного автомобиля

Легкость и быстрота заправки. Когда дело доходит до заправки бака, это так же просто, как заправка автомобиля бензином. Газообразный водород можно просто закачать в бак, готовый для всасывания в топливные элементы, поэтому через каких-то 5 минут, вы уже можете продолжать путешествие. Но в эксплуатации водородного авто возникают и некоторые ключевые проблемы.

Итак, недостатки водородного автомобиля

Проблемы с инфраструктурой. Есть очень мало мест, где можно заполнить бак авто водородом, причем речь идет не только о нашей стране, в Европе ситуация не намного лучше. К примеру, в Великобритании функционирует менее 20 заправочных станций.

Для зарядки электромобилей требуется намного больше времени, но сделать это можно от любой розетки. И даже в этом случае сети электрических зарядок растет гораздо быстрыми темпами, а вот водородных заправочных станций нет.

Но самой большой проблемой, собственно, наверное из-за которой этот тип топлива настолько мало популярен является пожароопасность водородного топлива. Перемещать водород довольно сложно, так как он легко воспламеняется, намного быстрее и легче бензина. Чтобы водородные автомобили не превратились в бомбы на колесах, резервуары или баллоны, содержащие сжатый газ, должны быть чрезвычайно прочными и устойчивыми к ударам. А это делает их более сложными и дорогими в производстве. По той же причине трудно также транспортировать водород на заправочные станции танкером или трубопроводом.

Другая важная проблема, которая уже абсолютно не экологична — это собственно производство водорода. В принципе процесс не сложный, нужно лишь пропустить электрический ток через воду, которая распадается на водород и кислород. Но для этого нужна электрическая энергия, которая, скорее всего, генерируется при сжигании ископаемого топлива. Получается что для того, чтобы сделать экологичное топливо нужно больше сжечь угля. И это означает, что водород не так уж и «зеленый». С другой стороны, существует аргумент, что солнечная энергия может быть использована для производства такого электричества.

В настоящее время массовое производство водорода включает процесс, называемый паровой конверсией метана. В двух словах, это означает получение водорода из природного газа метана посредством экзотермической реакции. Но для такого производства нужно использовать ископаемое топливо. В целом, если учесть все нюансы, связанные с производством топлива, то водород можно считать более чистым по сравнению с бензином, но не таким экологичным, как электричество, вырабатываемое из возобновляемых источников.

Ученые работают над тем, чтобы сделать производство водорода более чистым, но пока они не смогут сделать это в масштабе, поэтому в ближайшее время маловероятно, что на придорожных заправках кроме пистолетов с бензином, дизелем и газом пропан-бутаном вы увидите множество насосов для водородного топлива.

Высокая стоимость. Пока водород дорогой, и он стоит дороже, чем бензин. А учитывая, что водород не настолько плотный, вам, вероятно, придется чаще заправляться.

Есть ли будущее у водородных автомобилей?

Это классическая ситуация с курицей и яйцом. Количество заправок увеличится при наличии большого количества водородных автомобилей, так как спрос порождает предложение. С другой- кто же купит машину, которую негде заправлять?

Сейчас все производители нацелены на улучшение показателей электрических автомобилей. Именно в этом сегменте происходят самые большие эволюционные изменения. С каждым годом увеличивается расстояния, которые преодолевают электрокары, модифицируются аккумуляторы, улучшается инфраструктура. Но главное — это инвестиции. В разработку и модернизацию электромобилей вкладывают колоссальные средства, которые водородным авто даже не снились. Только Toyota, а иногда еще BMW, Hyundai и VAG, проявляют интерес к водородным топливным элементам.

Плюсы и минусы водородного автомобиля

У водородных авто все еще есть возможность предложить альтернативу, возможно, с использованием топливных элементов, способных расширить диапазон электромобилей, а не быть основным источником энергии. Но для того, чтобы такие гибридные автомобили стали популярными, нам нужно увидеть больше точек заправки и более экологичных способов массового производства водорода.

Прогноз. Когда ДВС уйдет в историю, и рынок наполнится электромобилями, то руки дойдут и до водорода. Но пока — это лишь изюминка для всего автопрома. Наверное для того, чтобы подчеркнуть необычность такого вида топлива, Тойота и Хонда умышленно делают свои водородные модели такими, мягко говоря, странными по дизайну. Но пока еще не списывайте водородные автомобили, просто не ждите, что они скоро будут массово колесить по дорогам.

Автомобильные водородные установки

ПРЕИМУЩЕСТВА АВТОМОБИЛЬНЫХ ВОДОРОДНЫХ УСТАНОВОК «TERMOSTAR»:

  • Атомарный водород (ННО газ) это Дополнительное мощное и эффективное топливо, ПОЗВОЛЯЕТ ЭКОНОМИТЬ ДО 40 % Основное.
  • ПОВЫШАЕТСЯ МОЩНОСТЬ ДО 20% и ТЯГОВИТОСТЬ
  • ВОДОРОД МЫ ПОЛУЧАЕМ САМИ 1886 литров (ННО) газа из одного литра воды.
  • ВОДОРОД РАСКОКСОВЫВАЕТ ДВИГАТЕЛЬ и все сопряженные системы. Вступая в Термохимическую реакцию с углеродистыми отложениями и таким образом, постоянно Мягко раскоксовывает камеру сгорания и все сопряженные системы: форсунки, клапан EGR и Лямда-зонд, Сажевый фильтр, Катализатор и Турбину.
  • НЕ ЗАНИМАЕТ ПОЛЕЗНОЕ ПРОСТРАНСВО АВТОМОБИЛЯ. Размеры Водородной установки соизмеримы с размером предпускового подогревателя.
  • Установка «TERMOSTAR» НЕ ТРЕБУЕТ АТТЕСТАЦИИ И РЕГИСТРАЦИИ В ГИБДД.
  • СНИЖАЮТСЯ РАСХОДЫ за счет Продления срока службы расходников и Водородной раскоксовки Двигателя.
Автомобильный Водородный генератор «TERMOSTAR» очень выгоден и эффективен на Вашем автомобиле, если Вы работаете на трассе на длительные расстояния и больших нагрузках.

ПРОДУКЦИЯ:

Автомобильные водородные установки

Модель TS-HG12/24 – 1.6L

Для легковых/ грузовых автомобилей.
Для автомобилей с объемом двигателя до 1.6 литра.
Производительность до 1 л/мин ННО газа.
Цена за комплект: 12 000 р.

Введите данные и мы Вам перезвоним

Автомобильные водородные установки

Модель TS-HG12/24 – 2L

Для легковых/ грузовых автомобилей.
Для автомобилей с объемом двигателя до 2х литров.
Производительность до 1 л/мин ННО газа.
Цена за комплект: 15 000 р.

Введите данные и мы Вам перезвоним

Автомобильные водородные установки

Модель TS-HG12/24 – 3L

Для легковых/ грузовых автомобилей.
Для автомобилей с объемом двигателя до 3х литров.
Производительность до 1 л/мин ННО газа.
Цена за комплект: 20 000 р.

Введите данные и мы Вам перезвоним

Автомобильные водородные установки

Модель TS-HG12/24 – 4L

Для легковых и грузовых автомобилей.
Для автомобилей с объемом двигателя до 4х литров.
Производительность до 2 л/мин ННО газа.
Цена за комплект: 25 000 р.

Введите данные и мы Вам перезвоним

Автомобильные водородные установки

Модель TS-HG 24- 8L

Для легковых и грузовых автомобилей.
Для автомобилей с объемом двигателя до 8 литров.
Производительность до 4 л/ мин. ННО газа.
Цена за комплект: 35 000 р.

Введите данные и мы Вам перезвоним

Автомобильные водородные установки

Модель TS-HG 24- 10L

Для грузовых автомобилей. Бортовая сеть 24 В.
Для автомобилей с объемом двигателя до 10 литров.
Производительность до 5 л/ мин. ННО газа.
Цена за комплект: 40 000 р.

Введите данные и мы Вам перезвоним

Автомобильные водородные установки

Модель TS-HG 24- 16L

Для грузовых автомобилей. Бортовая сеть 24 В.
Для автомобилей с объемом двигателя до 16 литров.
Производительность до 8 л/ мин. ННО газа.
Цена за комплект: 45 000 р.

Введите данные и мы Вам перезвоним

Автомобильные водородные установки

Электролит «TERMOSTAR

Состав: Гидроксид калия КОН. 98% ЧИСТОТЫ. КОН- КРАЙНЕ ВАЖЕН.
КОН определяет: Производительность и Качество ННО газа,
Срок службы Генератора, Морозостойкость.
Вес упаковки 1 кг.
Цена за упаковку: 1000 р.

Введите данные и мы Вам перезвоним

* Автоводород «TERMOSTAR» , имеет гарантию 2 года на любую неисправность, за исключением ошибок Пользователя при эксплуатации: например механические повреждения, неправильная установка, заливка в устройство посторонних жидкостей вместо дистиллята или непредусмотренного производителем КОН

ТЕХНОЛОГИЯ ЭКОНОМИИ ТОПЛИВА

Технология экономии топлива

Установки предназначены для экономии до 40% основного топлива легковых и грузовых автомобилей.

Важным обстоятельством является то, что КПД только самых современных турбированных дизелей составляет всего 50%. Бензиновых намного меньше. Поэтому большая часть потраченного топлива всех автомобилей, составляют потери для Автовладельцев и Экологии.

Глобальная энергосберегающая Исследовательская работа, на двигателях внутреннего сгорания, сосредоточена на том, что бы повысить эффективность сгорания в первые две фазы рабочего хода.

При этом задача максимально уменьшить горение и расход топлива в последующие фазы, предназначенные только для хода и выпуска газов.

Водородный генератор «TERMOSTAR» посредством Электролиза, из воды вырабатывает Атомарный водород (ННО газ), который дополнительно подается в рабочую топливно-воздушную Смесь из Основного топлива.

Атомарный водород на 40% эффективнее обычного Водорода, так как уже имеет в своей атомарной связи молекулу Кислород, для горения.

Именно свойство невероятно быстрого и мощного сгорания Атомарного водорода, способствует сгоранию рабочей смеси более быстрым и полным образом в первые две фазы рабочего хода. А следующие фазы полностью разгружаются.

За счет полного и быстрого сгорания топлива происходит повышение КПД двигателя и рост мощности до 20%, а экономия топлива составит до 40%, Появляется приемственность и тяговитость присущая дизельным автомобилям без повышения компрессии. Атомарный водород придает топливной смеси

Читайте также  Зазор свечей на газу

высокие детонационные свойства без применения химии и металлических присадок. А имеющиеся присадки в оснавном топливе полностью сгорают повышая экологичность выхлопа.

Для бензиновых двигателей появляется возможность с гибридной установкой «TERMOSTAR» , уверенно перейти с бензина АИ-98 или АИ-95 на более дешевый АИ-92, а это ещё экономия

7-15 % на литр топлива.

Поэтому Гибридная Водородная установка «TERMOSTAR» это верное и эффективное решение: Позволяющее самим вырабатывать Атомарный водород и использовать его как Дополнительное топливо, позволяющее экономить Основное.

Заставляем работать «гремучий газ»: автомобили на водороде

После того как все государства мира объявили курс на снижение выбросов вредных веществ, производители транспортных средств задумались об использовании альтернативных источников энергии. Причём они начали вести разработки не только в области электромобилей, но и в направлении использования водорода в качестве топлива для автомобилей. При этом различные компании рассматривают собственные технологии, которые обладают массой принципиальных отличий. Поэтому стоит подробнее рассмотреть авто на водороде, чтобы понять, что может ожидать нас в ближайшем будущем.

Автомобили на водороде — это довольно перспективное направление в поиске альтернативных источников энергии

  • Различные методы
  • Двигатель внутреннего сгорания
  • Топливные ячейки
  • Основные преимущества
  • Недостатки
  • Топливо будущего или нет?

Различные методы

Двигатель внутреннего сгорания

Вспомните, почему водород называют «гремучим газом» — правильно, он очень легко взрывается с выделением огромного количества энергии. Почему бы не использовать эту его особенность для приведения в движение автомобилей? Именно так решили специалисты компаний Mazda и BMW, которые несколько лет назад представили свои прототипы автомобилей, работающих на водороде, поступающем в обычный двигатель внутреннего сгорания.

При этом инженеры BMW вполне справедливо решили, что экспериментировать лучше с более крупным двигателем, который позволит варьировать технические характеристики в очень широком диапазоне. Так появился на свет автомобиль седьмой серии, который оснащался крупным баком для сжатого водорода — при рабочем объёме мотора он обладал производительностью всего в 260 лошадиных сил и расходовал около 50 литров горючего на сто километров пути. Кроме того, фирма BMW экспериментировала и с автомобилями на сжиженном водороде — для этого использовались специальные криогенные баки, которые обладали огромной стоимостью, сопоставимой с ценой самой платформы машины — это делалось для увеличения запаса хода. Однако отличительной чертой всех экспериментальных автомобилей BMW, работавших на водороде, было наличие традиционной бензиновой системы питания — она позволяла перейти на обычное горючее при исчерпании запаса водорода или при неполадках, связанных с его подачей.

А вот Mazda пошла другим путём, решив не ограничиваться в своих экспериментах — японцы смонтировали установку питания водородом на автомобиле RX-8, оснащённом роторным двигателем Ванкеля объёмом 1,3 литра. К сожалению, результат оказался провальным — мощность упала с 240 до 100 лошадиных сил, в расход топлива возрос почти до 60–70 литров на сотню километров. В отличие от BMW 7, которая сдавалась в лизинг в США и странах Европы, Mazda RX-8, работающая на водороде, так и осталась в виде прототипа. В настоящее время обе компании свернули эти исследовательские программы, сосредоточившись на других направлениях развития альтернативной энергетики.

Видео об автомобилях на водороде:

Причину понять легко, если углубиться в отчёты инженеров — они столкнулись с такими серьёзными проблемами, как:

  • Сниженный ресурс мотора;
  • Частые поломки, связанные с разрушением стенок цилиндров, клапанов и поршней;
  • Малый запас хода;
  • Частые утечки, грозящие возгоранием или даже взрывом.

Конечно, многие небольшие исследовательские институты создавали водородные автомобили, работавшие по принципу сгорания «гремучего газа», и обладавшие лучшими характеристиками, чем бензиновые аналоги. Однако стало понятно, что двигатель автомобиля необходимо изначально разрабатывать под водород — а производители оказались не готовыми к таким сомнительным инвестициям.

Топливные ячейки

Решение проблемы пришло из области космонавтики — так как сжигать горючее для получения электроэнергии на орбите нерационально, учёные разработали специальные топливные ячейки, в которых протекала химическая реакция с выделением огромного количества электроэнергии. При прохождении водорода сквозь такую ячейку, наполненную каталитическим материалом, происходит его соединение с кислородом, в результате которого образуется вода. Соответственно, пользователь получает только плюсы — никаких вредных веществ, на выходе только чистая вода и определённый запас электроэнергии. Остаётся только запастись нужным количеством водорода.

Автомобиль на водороде, работающий с применением топливных ячеек, функционирует по принципу электромобиля — в нём отсутствует двигатель внутреннего сгорания, который полностью заменён электрическим мотором. Энергия, полученная от реакции водорода с кислородом, накапливается в аккумуляторах — а некоторые производители, ориентированные на достижение автомобилем хороших динамических характеристик, используют суперконденсаторы, которые позволяют максимально быстро отдавать полученный заряд. Благодаря этому преодолевается один из недостатков топливных ячеек на водороде — они являются инертными, то есть не могут изменять свою отдачу по желанию водителя автомобиля.

Основные преимущества

Основной плюс, которым обладает машина на водороде, использующая топливные ячейки в качестве источника энергии — сочетание в ней лучших характеристик автомобилей с двигателями внутреннего сгорания и электромобилей. Запас хода очень высок — особенно в случае, когда батареи можно заряжать не только от реакции водорода с кислородом, но и от обычной электрической сети. Вместе с тем отсутствие агрегата, сжигающего углеводородное топливо, позволяет получить просто огромное количество преимуществ:

  • Отсутствие вредных выбросов — как и при сгорании водорода, в топливных ячейках образуется только водяной пар, который не наносит вреда окружающей среде.
  • Меньшая масса — кстати, комбинация водородных топливных ячеек, электродвигателя и аккумуляторов имеет меньшие габариты и вес, чем у батарей и мотора в традиционном электромобиле при сходных характеристиках и запасе хода.
  • Уменьшение количества движущихся и соприкасающихся между собой частей в несколько раз — за счёт этого существенно повышается ресурс эксплуатации транспортного средства.

Заставляем работать «гремучий газ»: автомобили на водороде

Если же рассматривать водородный автомобиль, который оснащается двигателем внутреннего сгорания, адаптированным к этому виду топлива, то пока у него больше минусов, чем положительных сторон. Однако отчёты научно-исследовательских институтов, которые занимаются разработками в этом направлении, позволяют надеяться на то, что в скором будущем ситуация коренным образом поменяется. Уже сообщается о том, что двигатели автомобилей, которые изначально создавались для работы на водороде, имеют следующие характеристики:

  • Ресурс эксплуатации, увеличенный на 20–30%, а также уменьшенная вероятность возникновения меньших поломок.
  • Мощность, большая на 15–20%, больший КПД, означающий лучшее использование энергетического потенциала горючего.
  • Стоимость пробега, в 2 раза меньшая, чем аналогичный показатель для бензина — однако только при условии промышленного производства водорода.

Вот только стоимость двигателей, работающих на водороде, очень уж высока — как в силу применения дорогостоящих инновационных материалов, так и благодаря штучному производству, ведущемуся по обходным технологиям.

Недостатки

К сожалению, не обходится и без минусов — впрочем, это касается не только водорода, но и всех прочих технологий альтернативной энергетики, работа над которыми ведётся относительно недавно. С точки зрения рядового потребителя пока существенным недостатком является высокая стоимость производства топлива — относительно недорого можно купить только водород, создаваемый в промышленных масштабах — он является редкостью, так как заводов по выпуску этого газа пока относительно немного. Кроме того, при проведении опросов в странах, где уже продано либо сдано в лизинг достаточно много автомобилей, работающих на водороде, результаты показали, что очень многие люди боятся взрыва «гремучего газа», хотя о таких случаях они даже не слышали. Действительно, на испытаниях нередко случались возгорания в результате утечки водорода, однако в серийное производство были отправлены только автомобили с многоуровневыми системами безопасности, предотвращающими возникновение взрыва.

Заставляем работать «гремучий газ»: автомобили на водороде

Однако благодаря применению многих инновационных технических решений водородная машина является не только экономичной и безопасной, но и дорогой. В частности, компания BMW никогда не разглашала стоимость автомобиля седьмой серии, работающего на водороде, разрешая только брать его в лизинг. Однако некоторые эксперты говорят о том, что его рыночная цена могла бы быть установлена на уровне 1,2–1,5 миллиона долларов. Даже наиболее дешёвые автомобили, выпускаемые Honda и Toyota, стоят не менее 30–50 тысяч долларов при минимальном уровне оснащения — и то, только благодаря демпинговой политике компаний и компенсациям, выделяемых правительством Японии. Стоит сказать и о том, что топливные ячейки и баки не могут быть долговечными в силу длительной эксплуатации в условиях агрессивной среды — и если ячейки можно выпускать в сменном виде, то на ремонт бака придётся затратить немало денег.

Пришло время поговорить о главном — где заправлять автомобиль, работающий на водороде? Говорить о создании сети заправок даже в Японии, США и Германии очень рано — пока они представляют собой единичные экземпляры. В то же время строительство соответствующей инфраструктуры для электромобилей идёт полным ходом, что позволяет получить сведения о приоритетах, которые устанавливаются современным обществом и государственными учреждениями. Заправлять водородом машину с использованием самодельных приспособлений очень опасно — вероятность взрыва будет невероятно высокой.

Топливо будущего или нет?

Сейчас приходится слышать о том, что водород является топливом будущего — однако стоит вспомнить о том, что подобные слоганы звучали во всём мире ещё в конце 60-х годов — причём Советский Союз, в котором исследования свойств этого газа шли полным ходом, исключением не был. Несмотря на всё прошедшее время, водородные автомобили так и остались прототипами, не слишком пригодными к серийному производству и эксплуатации на дорогах общего пользования. Однако разработки не прекращаются, несмотря на то, что пока положительные результаты были достигнуты только единичными компаниями, начавшими мелкосерийное изготовление таких автомобилей. Кроме того, необходимо вспомнить о том, что водород является даже более безопасным для окружающей среды источником энергии, чем электричеством. Ведь несмотря на развитие энергетики, в мире до 70% электростанций работают на таких «грязных» видах топлива, как нефть и уголь.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями: