Toyota mirai как заправлять

Обновлено: 09.01.2025

Вчера, 10 июля, в подмосковной Черноголовке впервые на коммерческих условиях (то есть за деньги) заправили водородом Toyota Mirai. Машину эту (третий по счету Mirai на территории РФ, после двух, о которых мы рассказывали) недавно привез из США один красноярский бизнесмен, большой поклонник экологичного транспорта. И первая заправка на территории России произошла в Черноголовке, в Центре компетенций НТИ по новым и мобильным источникам энергии при ИПХФ РАН. Для Института проблем химической физики это стало определенного рода историческим событием, настолько значимым, что при заправке присутствовал даже мэр Черноголовки Олег Егоров.

Водородная заправка для Черноголовки была сделана в Германии по российскому техзаданию. О ней мы упоминали в прошлогоднем интервью с руководителем Центра компетенций НТИ Юрием Добровольским, но тогда она только прибыла в Россию, полноценно запустить ее получилось лишь спустя полгода — из-за коронавируса. Базовый вариант АЗС состоит из стандартных баллонов высокого давления, используемых в мире. Но к осени Добровольский пообещал подготовить отечественный вариант на электролизерах, то есть получающий водород из воды. А к зиме должны построить установку на парогазовой конверсии природного газа — это наиболее перспективный вариант для коммерческой эксплуатации в наших условиях.

Сейчас водородная АЗС работает на нужды членов консорциума (более 20 организаций, от стартапов до госкорпораций). Водород покупают в Балашихе на заводе по производству сжатых газов Linde Gas. Газ берут сразу нужного качества, так что в заправке он только компримируется от стандартных 150 атмосфер до 500, необходимых для быстрой заправки.

В Черноголовке готовы к обслуживанию сторонних клиентов, там могут заправлять до шести машин в день. Это не совсем коммерческий сервис, скорее, открывшаяся возможность. Но именно ее не хватало даже для робких попыток эксплуатировать в Москве и Подмосковье серийные водородомобили. Теперь такая возможность есть.

Глава городского округа Черноголовка Олег Егоров ждёт, когда Mirai наполнит стакан водой. Чтобы выпить. Фото взято из аккаунта Егорова в Фейсбуке

Действительно ли водород топливо будущего?

Известный во всем мире производитель гибридных автомобилей, компания Тойота, рассчитывает произвести революцию на авторынке в 2016 году, представив новый автомобиль, работающий на водороде, и имеющий нулевой уровень вредных веществ в выхлопе. Так Тойота на днях показала модель Mirai. Наше интернет издание решила более подробнее выяснить, что это будет за автомобиль и какие технологии в ней используются.

Некоторые эксперты считают, что водород это наше будущее топливо, после того, как запасы нефти на земле начнут снижаться. Поэтому Японская компания решила создать новую модель, которая полностью работает на водороде и готова поступить в серийное производство в 2016 году. Конечно это не первый водородный автотранспорт, который предлагают автопроизводители. Но Тойота амбициозно заявляет, что рассчитывает стать первым производителем в мире, который начнет в больших объемах выпускать и продавать любым желающим водородные модели автомобилей. Прежде чем узнать подробности о 2016 Toyota Mirai, давайте узнаем, как работает машина на водороде?

Как правило, в водородном транспортном средстве находятся два баллона, в которые сжатом виде, закачивается в газообразном виде водород. Далее водород проходит по специальной системе подачи топлива, где к водороду добавляется кислород. В результате химической реакции образуется электричество, которое и приводит в действие колеса машины.

Это очень похоже на электрический автомобиль, в котором тягу осуществляет электромотор. Но в традиционных электрокарах или гибридных машинах, где также присутствует электрический двигатель, электроустановка питается от встроенных аккумуляторных батарей . В водородном автомобиле электрическая силовая установка образующая крутящий момент питается от водорода.

Кстати если Вы думаете, что на водороде машины будут не мощные, то это не так. К примеру, если в Вашем загородном доме отключили электричество, подключив к водородной машине электрический кабель, Вы сможете пользоваться всеми электрическими приборами, целую неделю.

Вам интересен, какой звук будет у водородной 2016 Toyota Mirai и некоторые технические характеристики, тогда читайте дальше наш обзор.

Спецификация

Toyota Mirai также имеет преимущества перед конкурентами. Так водородный 2015 Hyundai Tucson FCV имеет максимальный запас хода на одном полном баке водорода только 420 километров. Honda FCX Clarity может проехать на полном баке водорода только 385 километров.

Под капотом Mirai установлен электромотор, мощностью 153 л.с. и максимальным крутящим моментом 335 Нм. Этот силовой агрегат может разогнать автомобиль весом 1,8 тонны с 0-100 км/час всего за 9 секунд. Этот двигатель питается электричеством, которое вырабатывается в результате химической реакции водорода.

Цена

Сколько будет стоить этот автомобиль в России (если он вообще будет представлен на Российском рынке) не известно. Скорее всего, Тойота откажется продавать в РФ эту модель, так как в нашей стране нет инфраструктуры для заправки машины водородом. В США, к примеру, Тойота будет не только продавать новую модель, но и также будет сдавать машины в аренду. Цена за месяц составит 500 долларов. Через 36 месяцев аренды автомобиль станет вашей собственностью. Для тех же, кто не хочет брать машину в аренду придется расстаться с 59,000 долларов США.

В некоторых штатах действуют региональные государственные программы по стимулированию покупки автомобилей с альтернативными источниками топлива. К примеру, в Калифорнии водородная машина обойдется всего в 45,000 долларов. Разницу доплатит государство.

Заправка

Как скоро можно будет купить Toyota Mirai?

Планируется, что к концу 2015 года в США поступят 300 автомашин, как модельный ряд 2016 года. К концу 2016 года, в Америку поступит еще 3000 шт. водородных автомобилей.

Поддержка

Тойота устанавливает на эту модель 2 года заводской гарантии при пробеге не более 20,000 км/год. Примечательно, что на топливные элементы автомашины устанавливается гарантия 8 лет или 160,000 км пробега.

Какой звук будет у новой машины?

Скорее всего, звук водородного автомобиля будет точно таким же, как у полностью электрической Toyota Prius. Правда, вполне возможно, что Японцы оснастят машину системой звуковой имитации звучания двигателя. Напомним, что подобную систему использует компания БМВ в некоторых своих моделях. К примеру, звук мотора усиливается с помощью специального оборудования и через акустическую систему машины передаётся внутри салона.

Когда мы говорим о водородных автомобилях, то сразу думаем о Toyota Mirai. Эта модель автомобиля идеально подходит на роль серийного первооткрывателя на современном авторынке. Но эта машина не отражает истинную приверженность компании Toyota водородным технологиям. Toyota развивает водородные технологии не только для легковых машин. Например, прямо сейчас японцы разрабатывают водородные технологии для грузовых автомобилей и не только.

Toyota хочет быть лидером в области электромобильности и экологических решений в автомобильной промышленности. Использование водорода является способом сделать автотранспорт с нулевым уровнем вредных выбросов. Также водородные технологии позволяют сделать процесс эксплуатации водородной машины совместимым с сегодняшними привычками водителей, пользующихся обычными автомобилями. Кроме того, использование водорода в автомобилях позволяет широко применять возобновляемые источники энергии и экологически чистые технологии.

Напомним, что Toyota в водородном автомобиле Mirai использует водород не для питания двигателя внутреннего сгорания, а для подзарядки встроенного в машину аккумулятора, который, в свою очередь, питает электродвигатель.

Эта технология более перспективна, чем использование водорода для питания традиционного двигателя внутреннего сгорания.

Использование аккумулятора, питающегося от водорода, позволяет внедрять подобную технологию практически в любое транспортное средство, начиная от мини-автомобиля и заканчивая огромными грузовиками, автобусами . и даже луноходами.

Водород эффективно ограничивает в городах загрязнение воздуха. Он также является отличным энергоносителем, например в производственных цехах, где работают транспортные грузовики.

Известно, что получение водорода не является сложной задачей, но требует много энергии. Toyota не просто первый в мире производитель серийных водородных автомобилей. Компания не ограничивается в этой сфере только созданием и продажами инновационных машин. Водородные технологии Toyota – это целая экосистема. Когда Toyota привезла модель Mirai в Канаду, вот что сказал представитель компании Мартин Гилберт:

Но инвестиции можно найти и внутри страны. К сожалению, без них никак. Ведь водород нужно очищать и правильно хранить.

Так что у нашей страны есть потенциал стать мировым лидером по производству водорода.

Стоит отметить, что японская экономика уже переключается с атома на водород. В рамках этих мероприятий японцы импортируют водород из Австралии, где его получают из угля. Может быть, нашим властям пришла пора организовать переговоры с властями Японии с целью наладить поставки водорода в Страну восходящего солнца? Да и нам самим бы не прочь развивать водородные технологии, чтобы не отстать от других стран.

На сегодняшний день водородные технологии, разработанные компанией Toyota, признаны одними из самых безопасных в мире. Все технологии успешно прошли испытание временем на серийных автомобилях Toyota Mirai. В 2020 году уже дебютирует второе поколение Mirai с другим кузовом и миниатюрным приводом. Но главное – это увеличение запаса хода автомобиля на одном баке водорода, который должен составить до 1000 км!

Новое поколение Toyota Mirai может стать более массовым продуктом, чем сегодняшняя версия. Так, предполагаемый уровень производства новой модели должен составить 30 000 шт. в год.

В заключение вот краткий обзор водородных проектов, в которых участвует компания Toyota:

1. Водородный марсоход Toyota

Toyota и Японское агентство аэрокосмических исследований (JAXA) подписали соглашение о сотрудничестве в области международного освоения космоса. На первом этапе JAXA и Toyota продолжат разработку совместного проекта пилотируемого водородного марсохода. Космический автомобиль Toyota рассчитан на двух человек, но в случае чрезвычайной ситуации он сможет разместить четырех пассажиров.

Космический автомобиль, разработанный Toyota, может перемещаться по Луне с помощью автопилота. Ожидаемая (запланированная) дальность хода – 10 000 км.

Размеры пилотируемого вездехода: длина – 6 м, ширина – 5,2 м, высота – 3,8 м. Размер кабины для космонавтов составляет 13 м 3 . Благодаря оборудованию и герметичности лунохода космонавты смогут работать без скафандра.

2. Легковые водородные такси в Париже: их будет 600!

Toyota Mirai в качестве автомобилей такси работает в Париже с 2015 года. В настоящий момент в Париже используется 100 автомобилей. К концу 2020 года Toyota поставит в Париж еще 500 автомобилей. В Париже есть четыре водородные заправки. Пьер-Этьен Франк, вице-президент по водородной энергетике компании Air Liquide (производитель водорода), считает, что к 2020 году эти автомобили такси заметно улучшат воздух в Париже.

3. Водородные автобусы Toyota

Городской автобус Sora

Toyota прогнозирует, что перед Олимпийскими и Паралимпийскими играми в Токио в 2020 году в японских городах появится более 100 автобусов на базе водородных топливных элементов. Увеличение количества таких транспортных средств также повысит осведомленность граждан о водородных технологиях и их преимуществах.

Автобус SORA имеет 10 топливных водородных баков общей вместимостью 600 литров. Для привода используются два электродвигателя мощностью 154 л. с. Автобус также может служить резервным источником энергии. Например, он может обеспечить 235 кВтч электричества там, где в этом есть необходимость (например, на случай аварии в электросети).

Toyota также сделала технологию водородных топливных элементов доступной для португальского производителя автобусов Caetanobus.

4. Toyota разрабатывает технологию по добыче водорода

Toyota работает над устройством, которое будет производить водород из воздуха.

5. Toyota завоевывает новые рынки

Дебют в Канаде: 50 водородных автомобилей Toyota доставлены правительству Квебека.

6. Водородные фуры-грузовики Toyota

Грузовик Project Portal 2.0

Идеальное сочетание: классические формы американского грузовика и вода из выхлопных труб вместо выхлопных газов! Эксплуатационные испытания первого водородного большегрузного грузовика начались в апреле 2017 года. В настоящий момент грузовик в качестве испытаний работает в морском порту Лонг-Бич, штат Калифорния. Так что можно с уверенностью сказать, что водородная фура успешно прошла испытание.

Тем не менее Toyota уже доработала грузовик, увеличив ему дальность хода с 320 км до 480 км. Кстати, в порту Лонг-Бич и Лос-Анджелесе в настоящий момент работает более 16 000 грузовиков. Так что новые водородные фуры в порту будут способствовать значительному улучшению качества воздуха в этом районе. И первые заказы уже пошли. Toyota уже начала продавать водородные грузовики. Первые 10 автомобилей, работающие на водороде, будут построены на базе большегрузного автомобиля Kenworth T680s.

Водородная силовая установка грузовика выглядит примерно так же, как и обычный двигатель внутреннего сгорания. Но по технологиям у этих двигателей нет ничего общего. В силовую установку водородной фуры входят топливные элементы (водородные баки с водородом), электрический двигатель и аккумуляторы мощностью 12 кВтч. Мощность грузовика составляет 670 л. с., максимальный крутящий момент – 1800 Нм. Это достойные параметры для 36-тонного грузовика!

Места у водителя-дальнобойщика почти столько же, сколько и в классическом грузовике. Но в отличие от обычной фуры в водородной машине определенно меньше шума в салоне.

О том, на сколько же еще далек от нас водородный автомобиль

Водород (H2) - это альтернативное топливо, которое получают из углеводородов, биомассы, мусора. Водород помещают в топливные элементы (что-то вроде бензобака для топлива) и автомобиль перемещается, используя энергию водорода.

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.

Автомобили на водороде Toyota, GM, Honda, Hyundai, Mercedes-Benz понемногу появляются в дилерских сетях. Стоят такие машины в районе 4-6 миллионов рублей (Toyota Mirai - 4 млн. руб., Honda FCX Clarity - 4 млн. руб.).

Ограниченными сериями выпускаются:

BMW Hydrogen 7 и Mazda RX-8 hydrogen — двухтопливные (бензин/водород) легковые автомобили. Используют жидкий водород.
Audi A7 h-tron quattro — электро-водородный гибридный легковой автомобиль.
Hyundai Tucson FCEV
Ford E-450. Автобус.
Городские автобусы MAN Lion City Bus.

Испытывают:

Ford Motor Company — Focus FCV;
Honda — Honda FCX;
Hyundai Nexo
Nissan — X-TRAIL FCV (топливные элементы компании UTC Power);
Toyota — Toyota Highlander FCHV
Volkswagen — space up!;
General Motors;
Daimler AG — Mercedes-Benz A-Class;
Daimler AG — Mercedes-Benz Citaro (топливные элементы компании Ballard Power Systems);
Toyota — FCHV-BUS;
Thor Industries — (топливные элементы компании UTC Power);
Irisbus — (топливные элементы компании UTC Power);

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:

способностью использовать топливные элементы в FCEV с нулевым уровнем выбросов;
потенциалом для внутреннего производства;
быстрой заправкой автомобилей (3-5 минут);
по расходу и цене, топливные элементы до 80 процентов эффективнее обыкновенного бензина

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.

Заправочных станций на водородные машины почти нет, следите за динамикой - в 2006 году в мире насчитывалось 140 заправок, а к 2008 году 175. Чувствуете, за 2 года построено 35 станций, 45% из которых находятся в США и Канаде. К 2018 году число станций равно приблизительно 300 единицам. Еще есть мобильные станции и домашние, точное число которых не известно.

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)

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.

Калифорния впереди планеты всей в области финансирования и строительства водород -заправочных станций для FCEV. По состоянию на середину 2018 года в Калифорнии было открыто 35 розничных водородных станций, а еще 22 - на разных этапах строительства или планирования. Калифорния продолжает финансировать строительства инфраструктуры, а Энергетическая комиссия имеет право выделять до 20 млн. долларов США в год до 2024 года, пока не заработает 100 станций. Для северо-восточных штатов планируют построить 12 розничных станций. Первые откроются к концу 2018 года. Некоммерческие станции в Калифорнии и станции построенные в остальных штатах США обслуживают легковые FCEV, автобусы, а также используют для исследовательских и демонстрационных целей.

Расходы на содержание водородных станций

Водородным заправкам не так-то просто заменить обширную сеть бензозаправочных станций (в 2004 году 168 000 точек в Европе и США). Замена бензиновых станций на водородные стоит полтора триллиона долларов США. При этом цена обустройства водородной топливной сети в Европе может быть в пять раз ниже чем цена заправочной сети для электромобилей. Цена одной EV - станции от 200 000 до 1 500 000 рублей. Цена водородной станции - 3 миллиона долларов. При этом, водородная сеть будет все равно дешевле сети станций для электромобилей по окупаемости. Причина в быстрой заправке водородных автомобилей (от 3 до 5 минут). На миллион автомобилей на топливных водородных элементах требуется меньше водородных станций, чем зарядных станций на миллион аккумуляторных электромобилей.

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

паровая конверсия метана и природного газа;
электролиз воды;
газификация угля;
пиролиз;
частичное окисление;
биотехнологии

Паровой риформинг метана

Способ отделения водорода путем парового метанового реформинга применим к ископаемому топливу, например, к природному газу - его нагревают и добавляют катализатор. Природный газ не возобновляемый источник энергии, но пока он есть и добывается из недр земли. Министерство энергетики утверждает, что выбросы автомобилей, работающих на реформированном водороде, вдвое меньше, чем у автомобилей, работающих на бензине. Производство реформированного водорода уже запущен на полную катушку и добывать водород таким способом дешевле, чем водород из других источников.

Газификация биомассы

Электролиз

Электролиз - процесс отделение водорода из воды при помощи электрического тока. Этот способ звучит проще, чем возня с ископаемым топливом и отходами животноводства, но у него есть недостатки. Электролиз конкурентоспособен в тех районах, где электричество дешевое (в России этом могла бы быть Иркутская область - 8 электростанций на область, 1 рубль 6 копеек за киловатт-час).

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

Еще одно препятствие для производителей автомобилей на водородном топливе - цена водородных технологий. Например, набор топливных элементов для автомобилей до настоящего момента, опирается на платину в качестве катализатора. Если приходилось покупать колечко из платины для любимой, высокая цена на метал вам известна.

Ученые из Лос-Аламосской национальной лаборатории доказали, что замена этого дорогого металла на более распространенные - железо или кобальт, в качестве катализатора возможна. А ученые из Case Western Reserve University разработали катализатор из углеродных нанотрубок, которые в 650 раз дешевле, чем платина. Замена платины как катализатора в топливных элементах, заметно снизит стоимость технологии водородных топливных элементов.

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.

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.

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.

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.

Cпустя пять лет с начала его производства уже можно подвести первые итоги использования подобной техники в массовом сегменте.

24 февраля 2015 года прошла торжественная церемония запуска в серийное производство водородного автомобиля Toyota Mirai. Сердцем, а точнее, источником энергии автомобиля считается гибридная установка на водородных топливных элементах под названием FC stack — электрохимический генератор. Именно в нем в ходе химической реакции взаимодействия водорода и кислорода вырабатывается электроэнергия для обычного 155-сильного электромотора.

Как это работает и зачем нужен водород?

Процесса горения нет, а выделяемое тепло направляется на отопление салона автомобиля и прочие нужды. Кроме водяного пара остается также некое количество синтезированной воды, которую нужно сливать.

Задний мост автомобиля с двух сторон обнимают два баллона для хранения водорода под давлением 70 МПа. Их емкости хватает для принятия на борт пяти килограммов газа.

Заправка водородом происходит быстро, за несколько минут. Иной раз даже быстрее, чем бензином, поскольку водород подается под давлением.

На экране мультимедийной системы во время движения автомобиля начинается самое интересное — анимация процесса выработки и распределения энергии.

Что хорошего, кроме экологичности?

На самом деле, пока смысл транспорта на топливных элементах лишь в отсутствии при движении выделяемого углекислого газа. Грета Тумберг останется довольна. Другое дело, что для полной чистоты требуется и не менее чистая технология получения электричества, которое используют на водородных заправках для производства чистого водорода.

И тут возникает парадокс: произвести электричество (которое, казалось бы, можно сразу загрузить в батарею электромобиля) для выработки водорода, который в свою очередь требуется для выработки электричества, но уже на борту автомобиля. Чувствуете лишнее звено? Не удивительно, что сегодня автомобили на топливных элементах не обещают экономии средств.

Стоимость километра пути машины на топливных элементах сегодня сопоставима с затратами на технику, оборудованную ДВС

Эти машины дороги в производстве и не пользуются повальным спросом, оставаясь по большей части дотационными проектами компаний-производителей. Так, например, Toyota Mirai, которая в США стоит порядка $58 500, а в Германии и вовсе все €78 600, за пять лет производства разошлась тиражом порядка 9 тыс. штук на весь мир. Иначе говоря, менее 1800 штук в год на североамериканском, европейском, японском и китайском рынках вместе взятых! Не густо.

Читайте также: