Машина на водородном топливе в россии

Где все машины на водороде?

Используя такое же топливо, что и космические двигатели, машины на водороде все еще остаются транспортом будущего.
Прямо сейчас вы можете сесть за руль автомобиля, который не сжигает ископаемое топливо и не выделяет парниковые газы, для движения использует такую же химическую реакцию, что и ракетные двигатели и может проехать в два раза больше, чем Тесла. Они называются автомобилями на водородных топливных элементах. Однако если живете не в Калифорнии, то на дорогах вы их, вряд ли, увидите.

В наши дни, в качестве альтернативы классическому ДВС, предлагают электромобиль. Однако как машины на водороде, однажды появившись, так и остались, довольно, непопулярной темой будущего, несмотря на то, что они имеют ряд преимуществ: меньший расход топлива и быстрая заправка. Так что же случилось?

Первое что вам нужно знать: машины на водороде- это электромобили. Мы привыкли думать, что машины на электротяге имеют только аккумулятор, например как Tesla или Nissan Leaf, однако это не совсем так. Несмотря на то, что водород является газообразным топливом, автомобили на топливных элементах имеют электрическую тягу. «Когда мы говорим об электромобилях, то под этим понятием мы подразумеваем обычные гибриды, гибриды с зарядкой от электросети, автомобили на аккумуляторах или на топливных элементах. В общем все то, что имеет электротягу.»- расскказывает Keith Wipke, работник национальной лаборатории возобновляемой энергии.

Но автомобили на топливных элементах совершенно другие, нежели автомобили на аккумуляторах. Например у Tesla Model S в полу располагается огромная батарея, которая хранит заряд электроэнергии. В автомобилях, использующие топливные элементы, электричество производиться под действием электрохимической реакции между топливом, в основном это водород, и кислородом из воздуха. В процессе данной реакции образуется электроэнергия и водяной пар, как побочный продукт. Именно такая реакция и позволяет приводить автомобиль в движение.

Такие танцы между химией и механикой подобны водородно- окислительной реакции в ракетных двигателях с одной лишь оговоркой, что вместо взрыва происходит вырабатывание электроэнергии. И в том и в другом случае, вырабатывается достаточное количество энергии, но без токсичных выбросов, что и делает топливные элементы такими хорошими источниками питания.

Один из способов получения водорода- электролиз. Пропустив электрический ток через воду, последнее будет разделяться на водород и кислород. Однако в промышленности водород получают из природного газа. Данный метод производства называется: паровая конверсия метана и природного газа. Водяной пар, смешиваясь с природным газом под высоким давлением и температурой образуют водород.

Данный процесс выделяет некоторое количество СО2, также и водородное топливо не состоит из 100% водорода, но тем не менее, при производстве количество выбросов, значительно, меньше, чем при сжигании твердых топлив.

В настоящее время, в штате Калифорния действует указ в котором говориться, что по меньшей мере, 33% от всего вырабатываемого водорода, должно производиться из возобновляемых источников.

Множество плюсов, но один минус

По мере того, как электрические машины захватывают мир и индустрия электрических автомобилей совершенствуется, тем не менее у водителей остаются две главные проблемы: во-первых, долгое время зарядки, а во- вторых, большинство электромобилей не смогут проехать и половины пути от того, которое сможет преодолеть авто на двс.

Топливные элементы могут решить данную проблему: водород можно закачать в бак, как газ. Вы можете также быстро заправиться, как бензином или дизелем. Дальность хода автомобиля на водороде такая же, как и на классическом топливе. К примеру Toyota Mirai имеет один из самых низких запасов хода и он составляет, примерно, 500 км на одном баке, когда Tesla Model 3 имеет запас хода на полной зарядке, примерно, 350 км.

«При заправке водородом движутся молекулы. Пока у вас достаточно давления и пути с низким сопротивлением, тогда молекулы движутся от станции к автомобилю очень быстро»
Именно в этом и скрывается небольшая разница между автомобилями на топливных элементах и электрических батареях. Автомобили на батареях известны своей высокой производительностью: недавно Tesla S установила новый рекорд в разгоне с 0- 100. По зверениям Стефана Эллиса, менеджера водородных автомобилей Хонда в Америке, авто на топливных элементах могут быть наравне: «Установите такой же двигатель в Хонду и результат будет аналогичным»- говорит он.

Однако, все эти приемущества имеют, довольно, высокую цену. Автомобиль Honda Clarity стоит в два раза дороже, чем аналогичный автомобиль на батареях. К счастью, эта стоимость включает в себя еще и водород, который стоит 14 долларов за килограмм. С точки зрения энергии, это эквивалентно 5,6 долларов за галлон (примерно 0,67 долларов за литр). Со временем стоимость таких автомобилей должна снижаться.

На данный момент невозможно заправиться где- нибудь вне Калифорнии. На данный момент в Калифорнии насчитывается 35 водородных заправочных станций. Большинство находиться в Лос- Анджелес.
Сейчас в Калифорнии строиться, примерно, одна водородная заправочная станция в месяц. К 2025 году планируется открыть 200 станций, однако это не идет ни в какое сравнение с количеством заправочных станций ископаемого топлива, примерно, 8500 и станций зарядок, примерно, 17000.

Источник

Красноярец первым в России купил водородный автомобиль. Он рассказал, сколько это стоит — и зачем взрывал машину

Бывший депутат заксобрания Красноярского края Владимир Седов стал первым владельцем водородного автомобиля в России.

Владимир рассказал «Проспекту Мира», сколько стоит обслуживание таких машин, когда они будут массово появляться у россиян, и какие эксперименты он проводил над автомобилем.

фото здесь и далее: instagram.com/hydrogenrus

Седов купил водородный автомобиль Toyota Mirai в 2018 году. По его словам, он уже третий год остается единственным в стране, кто имеет транспорт на водороде. За машину и транспортировку он заплатил тогда 7 миллионов рублей, сейчас на покупку такого же авто в среднем потребуется 2,5 миллиона.

Toyota Mirai позиционируется как авто «с нулевыми выбросами» — работающее на водороде.

Водородным автомобилем экс-депутат пользуется, когда бывает в Москве, но в столице он находится часто — по две-три недели в месяц. Он говорит, что за три года пользования не обнаружил минусов — и еще не тратил на обслуживание.

Траты на водород зависят от инфраструктуры. Седов пользовался собственной заправкой в Красноярске, но сейчас она законсервирована. Теперь он заправляется в Подмосковье — в прошлом году там открыли первую в России водородную автозаправочную станцию.

Со временем владение водородным авто переросло в бизнес, рассказывает Владимир. У него есть команда, которая занимается разработкой и внедрением оборудования, связанного с водородными технологиями.

Судя по открытым данным, с августа 2020 года Седов является гендиректором компании водородных технологий «Русский водород». Он говорит о разработке транспортных средств на топливных элементах.

Владимир называет водородный автомобиль самым безопасным видом машин. Он считает, что об этом надо рассказывать, чтобы люди легче принимали новые технологии, в том числе автомобили на водороде.

Команда бизнесмена проводила и другие эксперименты. По словам Седова, они покупали другой водородный автомобиль и сжигали его на полигоне — взрыва или вспышек не было, машина просто сгорела.

Для проверки топливной системы машины команда Седова создавала различные условия для ДТП.

По мнению Седова, водородные автомобили приживутся в России — это вопрос пяти лет. Но для этого нужно развивать инфраструктуру и заинтересовывать людей.

Источник

Как работает водородный двигатель и какие у него перспективы

С 2018 года в ЕС действует запрет на дизельные автомобили новейшего поколения в населенных пунктах [1]. Это стало поворотным моментом в развитии рынка электрокаров, а также — гибридных и водородных двигателей.

Великобритания еще в 2017-м высказывалась за полный запрет бензиновых авто к 2040 году. Тогда же, если верить исследованию Bloomberg New Energy Finance [2], на электрокары будет приходиться 35% от всех продаж автомобилей. Уже к 2030 году Jaguar и Land Rover планируют довести число электрокаров в своих линейках до 100% [3]. Часть из них тоже работает на водороде.

История развития рынка водородных двигателей

Первый двигатель, работающий на водороде, придумал в 1806 году французский изобретатель Франсуа Исаак де Риваз [4]. Он получал водород при помощи электролиза воды.

Первый патент на водородный двигатель выдали в Великобритании в 1841 году [5]. В 1852 году в Германии построили двигатель внутреннего сгорания (ДВС), который работал на воздушно-водородной смеси. Еще через 11 лет французский изобретатель Этьен Ленуар сконструировал гиппомобиль [6], первые версии которого работали на водороде.

В 1933 году норвежская нефтегазовая и металлургическая компания Norsk Hydro Power переоборудовала [7] один из своих небольших грузовиков для работы на водороде. Химический элемент выделялся за счет риформинга аммиака и поступал в ДВС.

В Ленинграде в период блокады на воздушно-водородной смеси работали около 600 аэростатов. Такое решение предложил военный техник Борис Шепелиц, чтобы решить проблему нехватки бензина. Он же переоборудовал 200 грузовиков ГАЗ-АА для работы на водороде.

Первый транспорт на водороде выпустила в 1959 году американская компания Allis-Chalmers Manufacturing Company — это был трактор [8].

Первым автомобилем на водородных топливных элементах стал Electrovan от General Motors 1966 года. Он был оборудован резервуарами для хранения водорода и мог проехать до 193 км на одном заряде. Однако это был единичный демонстрационный экземпляр, который передвигался только по территории завода.

В 1979-м появился первый автомобиль BMW с водородным двигателем. Толчком к его созданию послужили нефтяные кризисы 1970-х, и по их окончании об идее альтернативных двигателей забыли вплоть до 2000-х годов.

В 2007 году та же BMW выпустила ограниченную серию автомобилей Hydrogen 7, которые могли работать как на бензине, так и на водороде. Но машина была недешевой, при этом 8-килограммового баллона с газом хватало всего на 200-250 км.

Первой серийной моделью автомобиля с водородным двигателем стала Toyota Mirai, выпущенная в 2014 году. Сегодня такие модели есть в линейках многих крупных автопроизводителей: Honda, Hyundai, Audi, BMW, Ford и других.

Как работает водородный двигатель?

На специальных заправках топливный бак заправляют сжатым водородом. Он поступает в топливный элемент, где есть мембрана, которая разделяет собой камеры с анодом и катодом. В первую поступает водород, а во вторую — кислород из воздухозаборника.

Каждый из электродов мембраны покрывают слоем катализатора (чаще всего — платиной), в результате чего водород начинает терять электроны — отрицательно заряженные частицы. В это время через мембрану к катоду проходят протоны — положительно заряженные частицы. Они соединяются с электронами и на выходе образуют водяной пар и электричество.

По сути, это — тот же электромобиль, только с другим аккумулятором. Емкость водородного аккумулятора в десять раз больше емкости литий-ионного. Баллон с 5 кг водорода заправляется около 3 минут, его хватает до 500 км.

Где применяют водородное топливо?

Плюсы водородного двигателя

Минусы водородного двигателя

Водород для топлива можно получать разными способами. В зависимости от того, насколько они безвредны, итоговый продукт называют [13] «желтым» или «зеленым». Желтый водород — тот, для которого нужна атомная энергия. Зеленый — тот, для которого используют возобновляемые ресурсы. Именно на этот водород делают ставку международные организации.

Самый безвредный способ — электролиз, то есть, извлечение водорода из воды при помощи электрического тока. Пока что он не такой выгодный, как остальные (например, паровая конверсия метана и природного газа). Но проблему можно решить, если сделать цепочку замкнутой — пускать электричество, которое выделяется в водородных топливных элементах для получения нового водорода.

Водородный транспорт в России

В России в 2014 году появился свой производитель водородных топливных ячеек — AT Energy. Компания специализируется на аккумуляторных системах для дронов, в том числе военных. Именно ее топливные ячейки использовали для беспилотников, которые снимали Олимпиаду-2014 в Сочи.

В 2019 году Россия подписала Парижское соглашение по климату, которое подразумевает постепенный переход стран на экологичные виды топлива.

Чуть позже «Газпром» и «Росатом» подготовили совместную программу развития водородной технологии на десять лет.

Главный фактор, который может обеспечить России преимущество на рынке водорода — это богатые запасы пресной воды [14] за счет внутренних водоемов, тающих ледников Арктики и снегов Сибири. Вблизи последних уже есть добывающая инфраструктура от «Роснефти», «Газпрома» и «Новатэка».

В конце 2020 года власти Санкт-Петербурга анонсировали [15] запуск каршеринга на водородном топливе совместно с Hyundai. В случае успеха проект расширят и на другие крупные города России.

Перспективы технологии

Вокруг водородных двигателей немало противоречивых заявлений. Одни безоговорочно верят в их будущее — например, Арнольд Шварценеггер еще в 2004 году, будучи губернатором Калифорнии, обещал [16], что к 2010 году весь его штат будет покрыт «водородными шоссе». Но этого так и не произошло. В этом отчасти виноват глобальный экономический кризис: автопроизводителям пришлось выживать в тяжелейших финансовых условиях, а подобные технологии требуют больших и долгосрочных вложений.

Другие, напротив, критикуют технологию за ее очевидные недостатки. Так, основатель Tesla Илон Маск назвал водородные двигатели «ошеломляюще тупой технологией» [17], которая по эффективности заметно уступает электрическим аккумуляторам. Отчасти он прав: сегодня водородным автомобилям приходится конкурировать с электрокарами, гибридами, транспортом на сжатом воздухе и жидком азоте. И пока что до лидерства им очень далеко.

Но у водородного топлива есть существенное преимущество перед электрическими аккумуляторами — долговечность. Если аккумулятора в электрокаре хватает на три-пять лет, то водородной топливной ячейки — уже на восемь-десять лет. При этом водородные аккумуляторы лучше приспособлены для сурового климата: не теряют заряд на морозе, как это происходит с электрокарами.

Есть еще одна перспективная сфера применения водородного топлива — стационарное резервное питание: ячейки с водородом могут снабжать энергией сотовые вышки и другие небольшие сооружения. Их можно приспособить даже для энергоснабжения небольших автономных пунктов вроде полярных станций. В этом случае можно раз в год наполнять газгольдер, экономя на обслуживании и транспорте.

Основной упрек критиков — дороговизна водородного топлива и логистики. Однако Международное энергетическое агентство прогнозирует, что цена водорода к 2030 году упадет минимум на 30% [20]. Это сделает водородное топливо сопоставимым по цене с другими видами [21].

Если вспомнить, как развивался рынок электрокаров, то его росту способствовали три главных фактора:

Водородные двигатели ждет примерно тот же сценарий. В Toyota видят главные перспективы [26] для водородных двигателей в компактных автомобилях, а также в среднем и премиум-классе. Пока что производство не вышло на тот уровень, чтобы бюджетные модели работали на водороде и оставались рентабельными. Современные водородные машины стоят вдвое дороже обычных [27] и на 20% больше, чем гибридные.

Источник

Первый элемент просит порулить

Почему же не происходит скачка в развитии водородного транспорта и когда стоит ждать массового использования водородных автомобилей в России? Разбираемся в этом вместе с экспертом.

Однако, несмотря на радужные перспективы новых технологий, здесь есть ряд серьезных проблем. Традиционные способы получения водорода из метанола энергозатратны и связаны с выбросами углекислого газа. Производство же «зеленого» водорода путем электролиза резко увеличивает его стоимость. Ограничением массового использования водорода являются также вопросы его хранения и транспортировки. И решение этих вопросов требует огромных финансовых и временных ресурсов.

Все предпосылки для развития водородной энергетики в России есть. Это отдельно отметил зампред правительства Александр Новак: «В России есть развитые газовый и атомно-энергетический комплексы, которые могут помочь в производстве водорода. Например, водород можно производить методом электролиза или путем переработки газа (запасы которого в стране огромны). Поэтому Россия обладает серьезным потенциалом не только для развития, но даже мирового лидерства в водородной энергетике».

Так что похоже, что скачок развития водородного транспорта происходит прямо сейчас. К нему готовы как технологии, так и правительство. А это значит, что ждать водородный транспорт в России осталось недолго. К 2023 году первые автобусы на водородном топливе уже поедут по дорогам городов. Радует и то, что, по прогнозам Bloomberg New Energy Finance, уже к 2025 году стоимость автомобилей на водороде сравняется со средней ценой обычных автомобилей.

Источник

Российская «Автотор» займётся производством автомобилей на водородном топливе

Основанная в Калининграде компания «Автотор», с 1997 года выпускающая по контракту иностранные автомобили, в том числе — BMW, Kia и Hyundai, заявила о готовности выпускать транспорт на водородном топливе. Уже ведутся соответствующие разработки.

«Он в разработке. Нет пока срока. Есть и потенциальные российские партнёры, пока в переговорах», — сообщил председатель совета директоров компании Валерий Горбунов. По его словам, часть разрабатываемого электрокара на топливных ячейках будет зарубежной, но часть — обязательно российской.

В стране уже реализуются проекты по созданию транспорта на водородном топливе. Водоробус разработал концерн «КамАЗ», люксовый автомобиль представила ещё в мае компания Aurus.

При этом инфраструктура для машин подобного типа в стране пока фактически отсутствует. Согласно правительственной концепции развития в России электротранспорта (документ упоминает и водородные решения), первая сотня водородных заправок будет открыта в 2025 году. До 2027 года включительно будут создаваться по 100 заправок ежегодно, в 2028 году их число увеличат до 300, а в 2029 и 2030 годах будут строить по 200 водородных АЗС.

Также известно, что «Автотор» готовит мощности под производство электромобилей под брендами Hyundai, Kia и, возможно, BMW. Всего предусмотрено производство 5-6 тысяч электромобилей в год, но конечные объёмы будут зависеть от спроса и наличия необходимой инфраструктуры для обслуживания и зарядки электричеством в стране.

Источник