Эра водородных автомобилей

Накопившиеся факты говорят о том, что перед нами начало нового технологического прорыва в мировом автостроении. Новый технологический передел незаметно вырастает из повседневности. Это похоже на монолитный асфальт, который внезапно приобретает изумрудный оттенок от пробивающейся сквозь трещины молодой травы.

Есть все основания полагать, что «юрский период» поршневых монстров сменяется эрой водородных машин. Специалистам уже стало ясно, что поршневые двигатели достигли предела своего совершенствования. Как когда-то винтовые поршневые авиационные двигатели.

Европейские нормы по содержанию вредных компонентов в выхлопных газах ужесточаются каждые несколько лет. Давно ли было Евро 2, 3, а теперь Евро 6 уже не очень удивляет. Но это для стороннего непосвященного наблюдателя. Автомобильные же концерны испытывают серьезные трудности по имплементации «задумок» Еврокомиссии. Для уменьшения выбросов вредных веществ необходимы специальные дополнительные устройства, сложность и дороговизна которых быстро возрастают, иначе не обеспечить требования Еврокомиссии в части уменьшения выбросов вредных веществ в выхлопных газах. Размеры этих устройств уже становятся сравнимы с размерами самого поршневого двигателя, а их стоимость - серьезным довеском к итоговой цене автомобиля.

Некоторые автопроизводители прибегают к махинациям. Недавно возникший и не утихающий до сих пор скандал с Фольксвагеном яркое тому подтверждение. Специалисты концерна всего лишь внесли «коррективы» в программное обеспечение бортовых компъютеров, которые стали показывать заниженное содержание вредных веществ в отработавших газах дизелей автомобилей. Дело дошло до того, что американское правительство обязало концерн Volkswagen отозвать 482 тыс. легковых машин марок Volkswagen и Audi, проданных в стране в 2009–2015 годах. В апреле Volkswagen договорился о выкупе компанией автомобилей у потребителей и выплате им компенсаций.

Эти растущие технико-экономические трудности привели к бурному росту альтернативных автомобилей с электроприводом, развитие которых несколько десятилетий сдерживалось из-за недостаточной емкости и большой массы аккумуляторных батарей. Тяговые электродвигатели добрались даже до королевы автоспорта формулы 1. Именитые производители Mercedes, Porsche, Audi, дыша в затылок друг другу, спешно внедряются в формулу Е (формула 1 с электроприводом). Объявляют о создании электрических версий такие гранды как Ferrari, Maseratti.

Здесь можно упомянуть и гибридные автомобили, где поршневые моторы работают в паре с электродвигателями. Мода на них быстро проходит, в прессе уже практически нет сообщений о новых моделях машин с такими силовыми установками, да и применялись они в основном на легковых машинах высокого класса и внедорожниках.

Преимущество электротяги

В чем же преимущества электромобилей по сравнению с традиционными поршневыми машинами. Из-за отсутствия трансмиссии электромобиль значительно проще по конструкции, что обуславливает меньшие затраты на техническое обслуживание. Но главное преимущество это экологичность: нет выбросов вредных веществ в атмосферу. Существенным преимуществом электромобиля является более высокий кпд электропривода по сравнению двигателем внутреннего сгорания и трансмиссией традиционного автомобиля. Кроме того, выброс большого количества самого углекислого газа у традиционного автомобиля наносит двойной удар по атмосфере Земли: с одной стороны в окружающую среду выделяется дополнительное количество тепла, так как отработавшее газы имеют высокую температуру, а с другой - увеличивающееся количество углекислого газа одновременно усиливает парниковый эффект в атмосфере: это все равно, что в доме включить печку и проконопатить все щели.

Позиция ведущих стран

Майкл Гоув

 

Тренд электромибилизации подтвердило и недавнее решение правительства Великобритании запретить с 2040 года продажу в стране не только дизельных и бензиновых машин, но и гибридных автомобилей, которые имеют в качестве силовой установки электромотор и дизельный или бензиновый двигатель. Впрочем, пока что менее 1% новых машин, проданных в Великобритании, работают только на электроэнергии - рассказал газете The Times представитель министерства окружающей среды. Министр юстиции Великобритании Майкл Гоув в свою очередь заявил, что в некоторых наиболее загрязненных районах (превышают допустимый уровень выброса вредных веществ дороги в Бирмингеме, Манчестере, Ливерпуле, Ньюкасле, Бристоле и Саутгемптоне) использование дизельных автомобилей может быть запрещено даже ранее 2040 года. Запрет является частью правительственной программы по улучшению качества воздуха.

Правительство Франции выступило с подобным же заявлением, но без упоминания гибридных автомобилей.

Национальная платформа электромобильности Германии гласит, что Германия до 2020 должна стать ведущей страной по производству и применению традиционных электромобилей и гибридных электромобилей с топливными элементами, доведя их общее количество до миллиона единиц. Такую цель поставила перед правительством бундесканцлерин фрау Меркель. С точки зрения истории развития топливных элементов такой подход даже и оправдан, ведь первый простейший топливный элемент был изготовлен немцем Кристианом Щëнбайном еще в 1838 году.

Установка для производства водорода фирмы Honda

 

В стране восходящего солнца Honda, Nissan и Toyota, а также десяток предприятий энергетического сектора выдвинули инициативу создания в стране сети водородных заправок. Honda даже разработала установку для производства водорода, которую владелец автомобиля может установить у себя в гараже. В идеале установка за ночь должна успеть произвести необходимое для заправки пустого бака количество водорода. Прототип такой установки, правда, работающий от солнечной энергии, японский автопроизводитель демонстрирует в своем исследовательском центре в Лос-Анжелесе.

Сегодня общая доля электромобилей в мире пока еще исчезающе мала, всего 0,2 % от общего числа автомобилей, но быстро растет. Их общее количество превышает 2 млн. единиц. В 2016 году мировая продажа электромобилей составила примерно 750000 единиц, причем более 40% из них было продано в Китае. Наиболее активна в электромобилизации Норвегия, здесь почти каждый третий проданный автомобиль имеет электротягу.

Почему все таки топливные элементы?

Бурное развитие аккумуляторных электромобилей не смогло затмить и другую тенденцию: разработки гибридных электромобилей с топливными элементами. Почему же все-таки автомобили на топливных элементах, а не «чистые» электромобили? Немецкие эксперты, например, считают, что электромобили с топливными элементами, а также гибридные автомобили (поршневой мотор в паре с электродвигателем) в долгосрочной перспективе займут лучшее положение на рынке. Это связывают с тем, что они имеют больший запас хода и несравненно меньшее время заправки, чем аккумуляторные электромобили. Концерну Mercedes уже удалось добиться уменьшения времени заправки водородного автомобиля до 3 минут. Это немыслимо для современных «чисто» аккумуляторных электромобилей. Шеф Honda Таканобу Ито абсолютно уверен, что топливные элементы будут легче аккумуляторов. А меньший общий вес электромобиля с топливными элементами позитивно скажется на его ходовых качествах.

Продолжение следует