В России появилась первая водородная заправка
Первая в РФ водородная заправка смогла пополнить запасы водорода в Toyota Mirai. Заполнить бак автомобиля не полностью хозяин машины смог за 9 000 рублей.
Водородная заправка находится в подмосковной Черноголовке. Она была сделана в Германии по российскому техзаданию. Как поясняет Drom.ru, находится заправочный комплекс в Центре компетенций НТИ по новым и мобильным источникам энергии при ИПХФ РАН. Базовый вариант АЗС состоит из стандартных баллонов высокого давления. К зиме учёные обещают создать установку на парогазовой конверсии природного газа.
Автомобиль Toyota Mirai, который удалось заправить водородом, принадлежит красноярскому бизнесмену Владимиру Седову. Машина ввезена в Россию из США. Водородный автомобиль обошёлся владельцу более чем в семь миллионов рублей. Прежде бизнесмен заправлял Toyota Mirai самостоятельно. В среднем 100 км пути обходились в 230-250 рублей.
Toyota Mirai 2020, 2 поколение на водороде: фото, характеристики
Toyota на водороде
Японская компания Toyota – известная и общепризнанная в мире. Её модели расходятся огромными тиражами. Но среди всего разнообразия автомобилей находятся такие, о которых знают единицы. К ним относится и Toyota Mirai 2020 года.
История автомобиля
История модели начинается с 2011 года, когда был показан прототип Toyota FCV-R. В 2014 году появился серийный Mirai. Ключевая особенность автомобиля – использование водородного топлива. В 2020 году показали второе поколения водородного седана. Внешний вид стал более брутальный, а техническая начинка более продвинутой.
Toyota Mirai 2020 электромобиль или гибрид?
Тойота Мирай является полноценным электромобилем, который оснастили топливными ячейками на водороде, для увеличения пробега и экономии средств для заправки автомобиля.
Экстерьер Toyota Mirai 2020, 2 поколение
Внешне автомобиль стал выглядеть более представительно. Передняя часть получилась массивной за счёт большой хромированной части бампера с вертикальными полосами. Острые и вытянутые вверх фары разделены на две части.
Профиль получился с удлинённым капотом. Округлая крыша плавно перетекает в относительно короткий багажник. Сзади мы наблюдаем соединённую светодиодной линией оптику и поддёрнутый вверх бампер. Получился интересный дизайн, притягивающий взгляды к машине.
Габаритные размеры кузова Toyota Mirai 2: длина – 4,975 м, ширина – 1,885 м, высота – 1,470 м.
Интерьер Toyota Mirai 2020
Внутренне оснащение салона Тойота Мирай напоминает модели Приус последнего поколения. Это видно на фото. Функционально и комфортно.
Приборная панель
Для панели приборов выделен цельный экран на 8 дюймов. Чёткое изображение позволяет следить за спидометром, состоянием батареи и количестве пробега.
Центральная консоль
Верх консоли обит кожей, ближе к рулю размещается огромный дисплей мультимедиа. Ниже идут длинные вентиляционные дефлекторы, джойстик переключения режимов движения и блок функциональных клавиш.
Мультимедиа
ЖК-дисплей информационно-развлекательной системы получил диагональ 12,3 дюйма. Позволяет управлять аудиосистемой, навигацией, прочими функциями; даёт возможность синхронизации с другими устройствами.
Багажник
Объём багажного отделения составляет 321 литр.
Сиденья
В салоне два ряда сидений, рассчитанных на 5 человек. Передние раздельные кресла получили хорошую боковую поддержку и подголовники. Регулируются в нескольких направлениях. Задний ряд совмещает в диван 3 сиденья, который складывается.
Размеры салона Toyota Mirai следующие: длина – 1,805 м, ширина – 1,595 м, высота – 1,135 м.
Технические характеристики водородного Toyota Mirai 2020, 2 поколение
Техническое оснащение ничем не уступает внешнему виду, создающего впечатление роскошного и мощного авто. На автомобиль установлен задний привод. Основные характеристики Toyota Mirai 2020 на водороде представлены в таблице.
| Трансмиссия | Редуктор |
| Дорожный просвет | 155 мм |
| Колёсная база | 2920 мм |
| Радиус разворота | 5,8 м |
| Ширина передней/задней колеи | 1610 мм/1605 мм |
| Масса | 1,92 т |
| Колёса | 235/55R19 |
| Топливный бак | 141 л |
Справка! В багажнике имеется место для запасного колеса.
Принцип работы Toyota Mirai 2020, 2 поколение
Принцип работы Toyota Mirai состоит в следующем. Итак, силовым агрегатом, приводящим машину в движение, является электромотор. В бак заправляют водородное топливо. Вступая в реакцию с кислородом, оно выделяет большое количество энергии, которая через электрохимический генератор преобразуется и подзаряжает батарею. Далее батарея питает электромотор, как в обычном электромобиле. При всём этом процессе «выхлопом» является обычная вода.
Двигатель Toyota Mirai
Мощность ведущего электрического двигателя Тойота Мирай составляет 134 кВт (182 л.с.). Достигается при оборотах в 6940 об/мин. Предельный момент вращения – 300 Нм.
Батарея Toyota Mirai
По сравнению со старой версией батарея претерпела изменения. Теперь она стала литий-ионной. Ёмкость ВВБ – 1,24кВт*ч. Она предназначена для сглаживания нагрузки на топливные элементы и запасания энергии при рекуперации на торможении. Баллоны для водорода размещены в задней части – 2 перед осью, а ещё один – за ней.
Запас хода (пробег) на одной заправке Toyota Mirai
Повышение КПД ячеек и добавление дополнительного баллона позволили достичь показателя запаса хода Тойота Мирай в 850 км. Это является отличным результатом.
Динамика Toyota Mirai
Разгон от 0 до 100 км/ч Toyota Mirai 2-го поколения занимает 9,2 секунды. Максимальная скорость составляет 175 км/ч. От 0 до 60 км/ч Toyota Mirai 2020 разгоняется за 8,7 секунды.
Использовать как электростанцию
При использовании опционального конвертера Mirai возможно использовать как мобильную электростанцию (мощность до 9 кВт, запас энергии до 60 кВт*час).
Как заправлять Toyota Mirai
Для заправки Toyota Mirai 2 поколения на водороде требуется посетить специальную станцию заправки этим топливом. В России работает пока 1 станция в экспериментальном режиме, располагается в Подмосковье.
Расход, объём бака, сколько заправляется Toyota Mirai
Каждый баллон Toyota Mirai на водороде вмещает максимальный вес газа в 5,6 кг. Суммарно объём бака Toyota Mirai составляет 141 литр водорода. Расчёты позволяют выяснить, что в среднем на 100 км пути расходуется примерно 16,5 литров топлива. Заправка занимает всего лишь несколько минут.
Стоимость заправки
Для полной заправки водородного авто, необходимой для 850 км, нужно потратить до 3 $ за кг.
Трансмиссия и подвеска
В качестве трансмиссии используется редуктор, как и во всех электромобилях. Такой вариант наиболее оптимален для чёткой передачи крутящего момента. При этом стоит отметить, что у автомобиля имеется поддержка ручного переключения передач.
На обеих осях устанавливается независимая многорычажная подвеска. Имеется передний стабилизатор. Некоторые говорят, что подвеска немного жестковата, но хорошо справляется со своей задачей – обеспечить комфорт при поездках.
Рулевое управление и тормозная система
По управлению машина стала более спортивной и чуткой. Каждое движение руля отражается на поведении автомобиля. С точки зрения развесовки автомобиль доведён до идеального равного соотношения. Это позволяет проходить повороты плавно даже на высокой скорости и в целом повышает устойчивость автомобиля на дороге.
На всех колёсах устанавливаются дисковые тормоза с вентиляцией для эффективного торможения.
Безопасность
Водородный автомобиль Mirai по обычаю оснащён полным комплектом систем безопасности.
В их список входят:
- подушки безопасности;
- крепление для детского кресла;
- системы ABS, EBD, BAS, ESP, TCS;
- технология предотвращения выезда с полосы движения;
- круиз-контроль;
- система ночного видения с распознаванием пешеходов;
- парктроники;
- система распознавания знаков дорожного движения.
Комплектации и цены на Toyota Mirai 2020, 2 поколение
Водородная Toyota Mirai поставляется в 2 основных комплектациях: G и Z. Стандартная версия G описана выше. Цена в России составит примерно 4 700 000 рублей.
Комплектация Z дополняется:
- опциональной установкой 20-ых колёс;
- панорамной крышей;
- проекционным дисплеем;
- вентиляцией и подогревом сидений;
- устройством для зарядки QI;
- интеллектуальной системой помощи при парковке (IPA);
- системой AFS.
Стоимость Toyota Mirai в этой комплектации составит 5 185 000 рублей.
Отзывы владельцев о Toyota Mirai 2020, 2 поколение
Новизна автомобиля и отсутствие моделей в России привели к отсутствию отзывов владельцев. Что касается людей, которым удалось прокатиться на этой модели, они говорят о следующем. «Машина стала намного лучше в управлении. Были переработаны системы преобразования энергии, тем самым обеспечивая максимальную эффективность. Введение дополнительного баллона и увеличение веса газа позволило достичь увеличенного запаса хода. Автомобиль стал во всех аспектах лучше и привлекательнее».
Обзор водородной Toyota Mirai 2022 в России
Первое поколение автомобиля Тойота Мирай на водороде можно было бы назвать «уникальным». С неуклюжими пропорциями и передним видом, похожим на тостер, привлекательным автомобилем последний Mirai не был. Однако, взглянув на Toyota Mirai 2022 года, вы удивитесь.
Toyota Mirai — это водородная реальность, спокойный и уравновешенный крейсер, способный выделять только воду. К сожалению, необходимая инфраструктура для того, чтобы сделать Mirai жизнеспособным для большинства людей, все еще остается несбыточной мечтой. Это очень плохо, потому что в какой-то альтернативной временной шкале EV на топливных элементах возглавят отход от ДВС, и Mirai мог бы быть в первых рядах.
Что нового?
Toyota выбросила почти все из предыдущей версии Mirai, чтобы создать версию 2.0. Она построена на новой платформе, длиннее (на 3,3 дюйма / 84 миллиметра), ниже (2,5 дюйма / 64 мм) и шире (2,7 дюйма / 69 мм). Он также направляет свою мощность назад, что делает его первым заднеприводным седаном Toyota за последние десятилетия.
Он также хорошо выглядит. Улучшенные пропорции, конечно, помогают, но линии также говорят на совершенно новом языке. Тонкие фары и сильно изрезанная решетка радиатора придают автомобилю выразительность спереди, а боковые части лишены каких-либо вычурных линий. Сзади заднее стекло простирается почти до заднего спойлера, который в сочетании с дизайном задних фонарей во всю ширину кузова напоминает Audi A8. Это неплохая компания.
Тойота также улучшила показатели мощности водородной Мирай. Теперь электромотор выдает 182 лошадиные силы и 221 фунт-фут крутящего момента. Кроме того, увеличился запас хода: в комплектации XLE он составляет 647 км., а в комплектации Limited, которая была на обзоре, — 575 км.
Интерьер
Интерьер Mirai — это отличное место для проведения времени: просторный салон с большим количеством естественного света. Разделяя свою платформу с Lexus LS, Mirai предлагает огромное пространство для пассажиров спереди. Неплохо и сзади: стильная линия крыши по-прежнему обеспечивает пассажирам задних сидений пространство в 950 мм.
Двухцветный интерьер придает Mirai стильный вид, дополненный медными акцентами. За исключением неповоротливых кнопок регулировки громкости, остальная часть центральной панели расположена органично и удобно. Нам все еще не нравится расположение переключателя скоростей, который, как и в Prius Prime, расположен на приборной панели.
Салон
В типичной манере Toyota передние сиденья созданы для комфорта при дальних поездках, с хорошей поддержкой поясницы и бедер. Боковая подушка не очень большая, но что-то мне подсказывает, что покупатели Mirai не будут слишком беспокоиться об этом.
Посадка на заднем сиденье менее хороша. Крайние сиденья в порядке, но пятое сиденье в центре имеет приподнятый пол и подушку сиденья, что сильно ограничивает пространство, если вы окажетесь вчетвером. Конечно, это пятиместный автомобиль, но только если одно из этих сидений не имеет ног. По крайней мере, багажник составляет полезные 272 литра.
Мультимедиа
Тойота Мирай оснащен большим 12,3-дюймовым экраном, который он позаимствовал у Toyota Highlander. Это делает его довольно легко читаемым с первого взгляда, но, к сожалению, это не отличная новая система пользовательского интерфейса, которая используется в Toyota Tundra 2022 года. По неизвестным причинам Toyota отказалась и от регулятора громкости, передав управление аудиосистемой маленьким прямоугольным кнопкам под экраном. Совместимость с Apple CarPlay, Amazon Alexa и Android Auto входит в стандартную комплектацию.
На меньшем экране, встроенном в приборную панель, находится система оценки ECO, которая оценивает топливную экономичность водителя на основе плавности разгона и торможения.
Более дорогая комплектация Limited добавляет дополнительные удобства, такие как:
- камера 360 градусов;
- датчики парковки с обеих сторон;
- автоматическая парковка;
- сиденья с подогревом и вентиляцией в обоих рядах;
- дополнительные дисплеи в подголовниках;
- аудиосистема JBL.
Если вы ездили на электромобилях, то водородная Тойота Мирай не станет для вас сюрпризом. Силовой агрегат реагирует быстро, а почти мгновенный крутящий момент делает приведенные цифры консервативными. На самом деле, Mirai не так уж далек от Camry по мощности и крутящему моменту. Благодаря крутящему моменту он может быть даже быстрее, хотя он теряет скорость гораздо раньше, чем его собрат с ДВС. Вся работа происходит практически бесшумно, даже тише, чем в обычном электромобиле.
Естественно, подвеска настроена на комфорт. На этих больших многоспицевых колесах Mirai по-прежнему хорошо поглощает неровности, при этом в салон проникает мало толчков и шума. Поскольку большая часть веса приходится на шасси, управляемость приятная и надежная. Шум ветра на шоссе средний.
Я был в Mirai только для быстрой поездки, и у меня было очень строгое ограничение по расстоянию, поэтому любые тесты на топливную экономичность не проводились.
Выводы
Toyota Mirai 2022 года не должна быть Toyota. Он больше похож на Lexus, с безмятежной атмосферой в салоне и мягкой ездой.
В целом, Mirai производит впечатление очень хорошего автомобиля. Это автомобиль, который не меняет многое из наших привычных представлений об автомобиле: нет зарядки, просто отправляйтесь на станцию и заправляйтесь. Вот только есть одна проблема: даже в Калифорнии, Квебеке и Британской Колумбии — основных рынках, где Toyota будет продавать Mirai, по крайней мере, на начальном этапе — водородных станций практически нет, не говоря уже про Россию.
Неудивительно, что Toyota USA предлагает до 15 000 $ в качестве бесплатного топлива, при покупке Тойота Мирай.
Telegram Понравилась статья?
Подпишись на нас в Facebook, ВКонтакте, Твиттере, а так же прочтите про — Гибридные автомобили Volkswagen на автомобильном портале «Гиброид»!
как заправлять водородный автомобиль в россии
В России открылась первая водородная автозаправочная станция
В России в регулярном режиме эксплуатируется только один автомобиль на топливных элементах — Toyota Mirai энтузиаста Владимира Седова. Именно он приехал на первую коммерческую заправочную станцию — процесс пополнения запаса водорода занял 5-6 минут. До этого более полугода Владимир заправлял седан водородом своими силами — под подсчётам Седова, 100 километров пробега на Toyota Mirai обходятся в 250 рублей.
Владимир Седов заказал водородный Toyota Mirai в США. Автомобиль стоил 7 миллионов рублей.
Фото: Олег Егоров / vk.com
Под капотом Toyota Mirai первого поколения 153-сильный (335 Нм) двигатель, привод — на переднюю ось. Шасси унифицировано с Toyota Prius. Дорожный просвет не превышает 130 миллиметров. Седан весом 1855 килограммов тратит на разгон с места до 100 километров в час 9,5 секунды.
Заявленный запас хода водородомобиля Toyota Mirai — 480 километров, однако давления 500 атмосфер на подмосковной водородной АЗС не хватит, чтобы заполнить бак седана полностью — необходимо давление 700 атмосфер. Это значит, что автономность японского седана на топливных ячейках после заправки на российской АЗС немного снизится.
Конечно, заправочная станция в Черноголовке сделана не для штучных российских водородомобилей: в Центре компетенций по технологиям новых и мобильных источников энергии планируют заправлять водородом экспериментальные автомобили, используемые в научных целях. Разработка транспортных средств на топливных элементах уже ведётся.
«Еду на водороде»: каково быть единственным владельцем экологически чистого авто в России
Первый автомобиль на водороде Toyota Mirai стал массово доступным в Японии в 2015 году. Страна восходящего солнца раньше других государств подписала дорожную карту по переводу транспорта на водородное топливо, однако даже в Японии владельцев инновационного транспорта всего 2500 человек. В России известен пока лишь один случай покупки водородного авто: его приобрел Владимир Седов, житель города Красноярска, неравнодушный к проблемам экологии.
На покупку Владимир решился практически на «спор», когда начал активно заниматься проблемами загрязнения окружающей среды в родном городе.
Друзья предложили ему сделать личный вклад в очистку экологии и сокращения количество выбросов СО2 в атмосферу. Так начался поиск брокера через американские дилерские сайты для оформления покупки и транспортировке водородной Toyota Mirai. В итоге полгода спустя, заплатив 7 млн рублей, Владимир получил свой экологически чистый транспорт.
«О заправке почему-то подумал в последнюю очередь, — признается Владимир, — ведь их в России до 2021 года не было. Пришлось совместно с другом изобретать и создавать индивидуальную АЗС самим. Основной проблемой стал заказ комплектующих для заправки — ни японцы, ни немцы не хотели, видимо, делиться технологиями. И когда все-таки универсальный компрессор был готов, пришло осознание, что ближайшая точка, где можно получить водород, расположена в Екатеринбурге. Пришлось организовывать и производство водорода самостоятельно, на что было потрачено 10 миллионов рублей».
При этом у водородных автомобилей есть множество преимуществ: абсолютное отсутствие вредных выбросов, а также запас хода на одной заправке до 650 километров. На экспериментальной подмосковной АЗС, которую посетил Владимир Седов, скорость заполнения бака составила 5-6 минут. «Правда, полностью заправить бак не удалось, — отметил Владимир. — Для этого требуется давление в 700 атмосфер, а первая отечественная водородная заправка пока способна выдать только 500».
Светлана Гамзатова, директор по развитию маркетинговых коммуникаций Fresh Auto
Все, что нужно знать о водородном топливе будущего
О том, на сколько же еще далек от нас водородный автомобиль
Хотя водород пока рассматривается только как альтернативное топливо будущего, правительство и промышленность работают над чистым, экономичным и безопасным производством водорода для электрических автомобилей на топливных элементах (FCEV). FCEV уже поступают на рынок в регионах, где немного развита инфраструктура водородных заправок. Рынок также развивается для спецтехники: автобусов, погрузочно-разгрузочного оборудования (например, вилочных погрузчиков), наземного вспомогательного оборудования, средних и больших грузовиков.
Ограниченными сериями выпускаются:
Испытывают:
Водород обилен в окружающей среде. Он хранится в воде (H2O), углеводородах (метан, CH4) и других органических веществах. Проблема водорода как топлива в эффективности его извлечения из этих соединений.
При извлечении водорода, в зависимости от источника, в атмосферу попадают вредные для окружающей среды выбросы. При этом, автомобиль работающий на водороде, в качестве выхлопных газов выделяет только водяной пар и теплый воздух, у него нулевой уровень выбросов.
ВОДОРОД В КАЧЕСТВЕ АЛЬТЕРНАТИВНОГО ТОПЛИВА
Интерес к водороду как альтернативному транспортному топливу обусловлен:
В Европе стоимость заправки полного бака водорода емкостью в 4.7 килограмма обойдется в 3 369 рублей (717 рублей за килограмм). На полном баке Toyota Mirai в среднем проезжает 600 километров, итого 561 рубль на 100 километров. Для сравнения, цена 95-го бензина равна 101 рубль, т.е. 10л бензина обойдется в 1010 рублей или 6 060 рублей за 600 километров. Цены на 2018 год.
Данные розничных водородных заправочных станций, собранные и проанализированные Национальной лабораторией возобновляемых источников энергии, показывают, что среднее время на заправку FCEV, составляет менее 4 минут.
Топливный элемент, соединенный с электродвигателем, в два-три раза быстрее и экономичнее, чем двигатель внутреннего сгорания, работающий на бензине. Водород используют и как топливо для двигателей внутреннего сгорания (BMW Hydrogen 7 и Mazda RX-8 hydrogen). Однако, в отличие от FCEV, такие двигатели выпускают вредные выхлопные газы, не такие мощные как водородные и быстрее подвержены износу.
В 1 килограмме газообразного водорода столько же энергии как в бензине объемом 1 галлон (6,2 фунта, 2,8 килограмма). Поскольку в водороде низкая объемная плотность энергии, он хранится на борту транспортного средства в виде сжатого газа. В машинах водород хранится в резервуарах высокого давления (топливных элементах), способных хранить водород на 5000 или 10000 фунтов на квадратный дюйм (psi). Например, FCEV, выпускаемые автопроизводителями и доступные в автосалонах, имеют емкость в 10 000 фунтов на квадратный дюйм. Розничные диспенсеры, которые в основном расположены на автозаправочных станциях, заполняют такие резервуары за 5 минут. Разрабатываются и другие технологии хранения, включая химическое соединение водорода с металл гидридом или низкотемпературными сорбционными материалами.
КАК РАБОТАЕТ ТОПЛИВНЫЙ ЭЛЕМЕНТ
Прокачивая кислород и водород через катоды и аноды, которые контактируют с платиновым катализатором, происходит химическая реакция, в результате которой получается вода и электрический ток. Набор из нескольких элементов (ячеек) необходим, чтобы увеличить заряд в 0,7 вольт в одной ячейке, что приводит к увеличению напряжения.
Ниже смотрите схему, как получается топливный элемент.
ГДЕ ЗАПРАВЛЯТЬ ВОДОРОДОМ АВТОМОБИЛИ
Революция водородных топливных элементов не начнется без достаточного потребителю количества водородных АЗС, поэтому отсутствие инфраструктуры водородных заправочных станций по-прежнему тормозит развитие водорода как альтернативного вида топлива. Американцы уже давно видят на своих улицах машины, передвигающиеся на топливных элементах, например, Honda FCX Clarity, которые каждый день перевозят людей на работу и с работы. Почему же до сих пор нет заправочных станций?
Хотим отметить, что в статье обсуждается американский рынок, ибо в России, о водородном топливе для автомобилей пока говорить нечего, его тут просто нет. И причина не в лобби нефтяных магнатов, просто в России не та экономика, чтобы АВТОВаз начал исследования в этой области. Япония и Америка, в отличие от России, уже давно исследуют этот альтернативный источник топлива и ушли далеко вперед (первый автомобиль на водороде в США появился в 1959 году)
Рядовому Американцу, в зависимости, где он живет, возможно, придется немного подождать появления водородных заправочных станций. Еще пять лет назад общественное мнение сходилось на том, что «водородные автомобильные дороги» будут стимулировать будущее. В США планировалась стройка станций вдоль Калифорнийского побережья, от Мэна до Майами.
ТЕНДЕНЦИЯ СОЗДАНИЯ ЗАПРАВОЧНЫХ ВОДОРОДНЫХ СТАНЦИЙ
Северная Америка, Канада
Пять станций построены в Британской Колумбии (западная провинция Канады) с 2005 года. Больше станций строить в Канаде не будут, проект завершился в марте 2011 года.
Соединенные Штаты
Аризона: прототип водородной заправочной станции построен по всем правилам безопасности для окружающей среды в Финиксе, чтобы доказать возможность строительства таких заправочных станций в городских районах.
Калифорния: В 2013 году губернатор Браун подписал законопроект о финансировании 20 миллионов в год в течение 10 лет на 100 станций. Комиссия по энергетике Калифорнии выделила 46,6 млн. долларов США на 28 станций, которые будут завершены в 2016 году, что наконец приблизит отметку в 100 станций в заправочной сети Калифорнии. По состоянию на август 2018 года в Калифорнии открыто 35 станций и еще 29 ожидается до 2020 года.
Гавайи открыли первую водородную станцию в Хикаме в 2009 году. В 2012 году компания Aloha Motor Company открыла водородную станцию в Гонолулу.
Массачусетс: французская компания Air Liquide завершила строительство новой водородной заправочной станции в Мэнсфилде в октябре 2018 года. Единственная водородная заправочная станция в штате Массачусетс расположенная г. Биллерика (40 243 жителей), в штаб-квартире компании Nuvera Fuel Cells, изготавливающей водородные топливные элементы.
Мичиган: В 2000 году Ford и Air Products открыли первую водородную станцию в Северной Америке в Дирборне, штат Мичиган.
Огайо: В 2007 году в кампусе Государственного университета штата Огайо в Центре автомобильных исследований открылась водородная заправочная станция. Единственная на все Огайо.
Вермонт: водородная станция построена в 2004 году в городе Берлингтон. Проект частично профинансирован через Программу водородного водоснабжения Министерства энергетики Соединенных Штатов.
Япония: В период с 2002 по 2010 год в Японии по проекту JHFC было введено несколько заправочных станций с водородом для тестирования технологий производства водорода. В конце 2012 года было установлено 17 водородных станций, в 2015 году установлено 19. Правительство рассчитывает создать до 100 водородных станций. В бюджете для этого выделено 460 млн. долларов США, что покрывает 50% расходов инвесторов. JX Energy установило 40 станций к 2015 году и еще 60 в период 2016-2018 годов. Toho Gas и Iwatani Corp установили 20 станций в 2015 году. Тойота и Air Liquide создали совместное предприятие для строительства 2 водородных станций, которые построили в 2015 году. Осака-газ построили 2 станции за 2014-2015 годы.
Южная Корея: В 2014 году, в Южной Корее введена в эксплуатацию одна водородная станция еще на 10 станций, запланированных на 2020 год.
Европа
По состоянию на 2016 год в Европе работают более 25 станций, способных заполнять 4-5 автомобилей в день.
Дания: В 2015 году в сети водородных сетей было 6 общественных станций. H2 Logic, входящая в NEL ASA, строит завод в Хернинге для выпуска 300 станций в год, каждая из которых может выдавать 200 кг водорода в день и 100 кг за 3 часа.
Финляндия: В 2016 году в Финляндии работают 2 + 1 (Voikoski, Vuosaari) общественные станции, одна из них подвижная. Станция заправляет автомобиль 5 килограммами водорода за три минуты. Завод по созданию водорода работает в г. Коккола, Финляндия.
Германия: По состоянию на сентябрь 2013 года работает 15 общедоступных водородных станций. Большинство, но не все из этих станций эксплуатируются партнерами Clean Energy Partnership (CEP). По инициативе H2 Mobility число станций в Германии должно возрасти до 400 станций в 2023 году. Цена проекта 350 миллионов евро.
Исландия: Первая коммерческая водородная станция открыта в 2003 году в рамках инициативы страны по движению в сторону «водородной экономики».
Италия: С 2015 года в Больцано открыта первая коммерческая водородная станция.
Нидерланды: Нидерланды открыли первую общественную автозаправочную станцию 3 сентября 2014 года в Роуне близ Роттердама. Станция использует водород из трубопровода из Роттердама в Бельгию.
Норвегия: В феврале 2007 года открыта первая в Норвегии водородная заправочная станция Hynor. Uno-X в партнерстве с NEL ASA планирует построить до 20 станций до 2020 года, включая станцию с производством водорода на месте из избыточной солнечной энергии.
Объединенное Королевство
В 2011 году открылась первая общественная станция в Суиндоне. В 2014 году HyTec открыл станцию London Hatton Cross. 11 марта 2015 года проект по расширению сети водородных сетей в Лондоне открыл первый супермаркет, расположенный на заправочной станции для водорода в Sensbury’s Hendon.
Расходы на содержание водородных станций
В будущем вопрос заправки водородом будет решаться для человека в зависимости от его места жительства. АЗС будут заправлять автомобили водородом, доставленным на танкерах с крупных предприятий по реформингу топлива. Поставки с таких предприятий ничем не будут уступать поставкам бензина с нефтеперегонных заводов. В перспективе, местные водородные заводы научаться извлекать пользу из местных ресурсов и из возобновляемых источников энергии.
Способы добычи водорода
Паровой риформинг метана
Газификация биомассы
Электролиз
Солнечные водородные станции компании Honda используют энергию солнца и электролизер, чтобы отделить «Н» от «О» в Н2О. После отделения водород хранится в баке под давлением в 34.47 МПа (мегапаскаль). Используя только солнечную энергию, станция создает 5 700 литров водорода в год (этого топлива достаточно для одного автомобиля со средним годовым пробегом). При подключении к электрической сети, станция выдает до 26 тысяч литров в год.
.jpg)
«Как только водород получит нишу на топливном рынке, и как только на него будет спрос, станет ясно, какой способ извлечения водорода выгоден», говорит директор по политике Ассоциации по исследованию водородной энергетики и топливных элементов Джеймс Варнер. «Некоторые из способов производства водорода потребуют новых законов, регулирующих его добычу. Если водород будет пользоваться постоянным спросом, увидите, как начнут регулировать правила пользования сельскохозяйственными отходами и водой для электролиза».
Основную часть водорода, извлекаемого в Соединенных Штатах каждый год, применяют для переработки нефти, обработки металлов, производства удобрений и переработки пищевых продуктов.
УДЕШЕВЛЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЙ ВОДОРОДНЫХ АВТОМОБИЛЕЙ И ИХ РАЗВИТИЕ
На этом исследования по совершенствованию водородного топливного элемента не заканчиваются. Mercedes разрабатывает технологию сжатия водорода до давления в 68.95 МПа (мегапаскаль), чтобы на борту автомобиля помещалось больше топлива, с передовым литий-ионным аккумулятором как дополнительным хранилищем энергии. «Если все получится, у автомобилей на водороде диапазон движения превысит 1000 км.» считает доктор Герберт Колер, вице-президент Daimler AG.
Министерство энергетики США утверждает, что себестоимость сборки автомобилей с топливным элементом снижены на 30 процентов за последние три года и на 80 процентов за последнее десятилетие. Срок службы топливных элементов увеличился вдвое, но этого недостаточно. Для конкурентоспособности с электромобилями срок службы топливных элементов нужно увеличить в два раза. Нынешние автомобили с водородным топливным элементом, работают около 2 500 часов (или примерно 120 000 км), но этого мало. «Чтобы конкурировать с другими технологиями, нужно достичь результата в 5 000 часов, как минимум», говорит один из членов ученого совета министерской программы по топливным элементам.
Развитие технологий водородных топливных элементов снизит себестоимость производство автомобилей за счет упрощения механизмов и систем, но выгоду производители получат только при серийном выпуске. Препятствием на пути к массовому выпуску автомобилей на водороде, служит то, что нет оптовых поставок запчастей для автомобилей с водородным топливным элементом. Даже автомобиль FCX Clarity, который уже выпускается серией, не обеспечен дополнительными запчастями по оптовым ценам (просто они не пользовались поиском от Zap-online.ru). Автопроизводители решают проблему по-своему, устанавливают топливные элементы водорода в дорогие модели для обкатки. Дорогие автомобили выпускаются в меньшем количестве, чем бюджетные, а значит и проблем с поставкой запчастей к ним нет. «Мы внедряем «водородную технологию» в люксовые автомобили и отслеживаем как она себя показывают на практике. Пока рынок принимает водородные автомобили, как лет 10 назад принимал технологию гибридов, автопроизводители в это время наращивают объемы водородных моделей, спускаясь по цепочке к бюджетным авто», говорит Стив Эллис, менеджер по продажам автомобилей с топливным элементом компании Honda.
ТОПЛИВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ С ВОДОРОДНЫМ ТОПЛИВОМ В ПОЛЕВЫХ УСЛОВИЯХ
Начиная с 2008 года, компания Honda начала ограниченную лизинговую программу для 200 седанов FCX Clarity, которые передвигаются на водородных топливных элементах. Как итог, только 24 клиента из Южной Калифорнии, США, платили в течение трех лет ежемесячный взнос в 600 долларов. В 2011 году срок аренды закончился, и компания Honda продлила договора с этими клиентами и подключила новых к исследовательской кампании. Вот то, что компания узнала нового за время исследований:
ПОЛУЧИТ ЛИ «ВОДОРОДНАЯ» ПРОГРАММА ПОДДЕРЖКУ ПРАВИТЕЛЬСТВА?
Производители автомобилей и строители заправочных сетей сходятся во мнении, что снизить затраты в краткосрочной перспективе без вмешательства со стороны государства не выйдет. Что в США, однако, представляется маловероятным, при всех описанных денежных вливаниях местной администрации Штатов и Министерств.
С министром энергетики Стивеном Чу, администрация Обамы неоднократно пыталась сократить финансирование программы развития водородных топливных элементов, но до сих пор все эти сокращения отменял конгресс.
Акцент на аккумуляторных технологиях сторонникам водорода кажется недальновидным. «Это взаимодополняющие технологии», говорит Стив Эллис, представитель компании Honda. Технология, разработанная для FCX, например, развернута и на электромобиль Fit. «Считаем, что водородные топливные элементы в сочетании с электромобилями переплюнут все альтернативные источники энергии возглавив список самых экономичных машин этого десятилетия».
Недовольны и те, кто платит из своего кармана за возведение новых заправочных станций. Говорят, что не отказались бы от помощи государства до тех пор, пока не увеличится спрос на водородный вид топлива и не снизятся затраты на возобновляемые источники энергии.
Том Салливан верит в энергетическую независимость настолько сильно, что вложил все деньги, полученные от сети супермаркетов в компанию SunHydro, компанию, которая строит водородные заправочные станции на солнечных батареях. Том считает, что целевое снижение налогов могло бы стимулировать предпринимателей вкладывать деньги в строительство водородных станций, работающих от солнечной энергии. «Необходим стимул, чтобы люди вкладывались в такие предприятия», говорит Том. «Люди в трезвом уме, вероятно, не станут вкладывать деньги в строительство водородных заправочных станций».
Для Стива Эллиса из компании Honda этот вопрос как практический, так и политический. «Технология водородного топлива помогает обществу сэкономить на топливе и сберечь экологию», говорит Стив. «Если это так, то поможет ли общество самому себе перейти на альтернативный вид топлива?»
Минус альтернативных источников топлива уже применяемых в автомобилях, типа растительного масла (об этом подробней тут) или природного газа, в том, что они не возобновляемы, в отличие от водородного топлива.
Минусы водородного топлива:
Плюсы водородного топлива:
А теперь настало время научного видео!
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.