Новости автотранспорта

Водородное топливо

Любой автомобиль — будь то крошечный Smart или огромный карьерный самосвал — требуется заправлять, обслуживать, ремонтировать. С обычными машинами все понятно. А вот как быть с экспериментальными гибридами и электромобилями? Как они поведут себя в реальной жизни, неизвестно... Полноценные эксплуатационные испытания могут себе позволить не многие фирмы — например, DaimlerChrysler. «Водородные» автобусы Mercedes Citaro, работающие на топливных элементах, уже ходят по улицам 12 городов мира. Мы рассказываем об этом уникальном проекте.



Похоже на обычную заправку. Но по шлангу поступает не солярка, а сжатый водород!

Самый первый автобус Mercedes, работающий на топливных элементах, был построен в 1997 году. На снимке внизу — батарея баллонов с водородом на его крыше


Этот «водородный» Citaro ходит по Амстердаму

Принцип работы топливного элемента


На крыше помимо баллонов с водородом располагаются топливные элементы и система охлаждения. Вcе это, разумеется, требует обслуживания

На страницах Авторевю уже не раз рассказывалось об автомобилях на топливных элементах, поэтому лишь вкратце повторим «основы теории».

Еще в 1839 году британский ученый Уильям Гроувс выяснил, что электричество можно получать с помощью… чистого водорода. Процесс представляет собой «электролиз наоборот» (вспоминайте школьные уроки n химии!). Если при электролизе вода, через которую пропускают электроток, разлагается на кис лород и водород, то здесь те же самые кислород и водород, соединяясь, вырабатывают воду (точнее, водяной пар) и электричество.

Происходит это в специально разработанных топливных элементах, причем наибольшее распространение получили элементы на так называемых протонообменных мембранах. По одну сторону такой мембраны, окруженной катализатором, подается водород, другая сторона омывается забортным воздухом — и этого достаточно, чтобы мембрана выдавала напряжение от 0,7 до 1 В, нагреваясь при этом до 80° С.

Если объединить много элементов в батарею, получится отличный, хотя и недешевый, источник тока — этакий электрохимический генератор. Теперь подключаем к этому генератору электромотор, встраиваем систему в автомобиль и — поехали!

Вот только где разместить элементы системы в современном городском автобусе? Ведь там одного водорода сколько требуется! Выход один: смонтировать все «электрохимическое хозяйство» наверху — на крыше.

Если у самого первого, еще опытного, автобуса Mercedes на топливных элементах (модель NEBUS, 1997 год) элементы системы занимали примерно три четверти крыши, то у нынешнего низкопольного Citaro уже вся крыша укрыта здоровенным пластиковым колпаком. Что под ним?

Спереди — девять стальных баллонов (они вмещают 1850 л водорода, сжатого до 350 бар). Следом — две батареи канадских топливных элементов Ballard общей мощностью около 250 кВт. Еще дальше — два здоровенных вентилятора и теплообменники (во время работы элементы сильно нагреваются, их надо охлаждать). Там же — насосы, фильтры и прочая мелочовка.

Место для электрооборудования нашлось в «корме», под пассажирским диваном, а 200-киловаттный асинхронный электродвигатель, работающий от напряжения 600 В, расположен на месте обычного дизеля — в левом заднем углу кузова. Интересно, что мотор этот соединен с обычной автоматической КПП, а дальше, с помощью кардана, крутящий момент передается на серийный ведущий мост. В общем, получилось нечто среднее между автобусом, троллейбусом и электромобилем…

Чтобы выяснить, как поведут себя такие машины в реальной эксплуатации, мерседесовцы разослали их по всей Европе — в города с разным климатом и рельефом местности. Одни экземпляры колесят вдоль каналов Амстердама, другие по жаре преодолевают подъемы португальского Порто, третьи плывут сквозь лондонские туманы.

У себя на родине, в Штутгарте, автобусы обслуживают весьма напряженный маршрут: там на 4,5 км пути приходится четырнадцать остановок, тринадцать светофоров и еще несколько подъемов.

Кстати, Европой дело не ограничилось: несколько автобусов работают в австралийском городе Перт, а месяц назад партия из трех машин отправилась в Пекин (Mercedes надеется получить контракт на поставку таких автобусов к Олимпийским играм 2008 года).

Вот только откуда брать топливо для таких автобусов? Оказывается, в том же Штутгарте водород получают из природного газа с помощью мини-заводика (он производит от 40 до 100 кубометров топлива в час). Но, конечно, такие заводы есть далеко не везде. Например, в Лондон водород под возят в жидком виде, а в Барселоне, Гамбурге и Стокгольме его получают путем электролиза. При этом и спанские устройства-«электролизеры» работают на солнечной энергии, а энергию для таких же устройств в Гамбурге вырабатывают ветряки.

С точки зрения водителей автобусы на топливных элементах почти не отличаются от «обычных», дизельных. Управлять ими легко, передачи переключаются плавно… Новинка пришлась по нраву и пассажирам: ведь здесь при движении нет характерных дизельных вибраций и рычания.

А вот механики, как ни странно, жалуются — прежде всего на всевозможные уплотнения и сальники. В списке неисправностей — негерметичность системы охлаждения топливных элементов, короткие замыкания в бортовой сети, поломка регуляторов давления и преобразователей напряжения. Немало хлопот доставляют и заправочные компрессоры: они загрязняют топливо мелкими частицами и парами масла. Не спасают даже фильтры! Так что проблем с эксплуатацией пока хватает.

Да и в целом «водородные» Citaro уступают дизельным аналогам: такой автобус ощутимо тяжелее (снаряженная масса увеличилась с 10,5 до 14 т), центр его тяжести расположен выше, максимальная скорость — не больше 80 км/ч, а запас хода на одной заправке — всего-то 200 км.

Кстати, заправляются эти автобусы вдалеке от жилых кварталов, да и ночуют подальше от своих дизельных собратьев. Мало ли что!

А главное — такие автобусы невероятно дороги. В том числе и в эксплуатации... Однако испытания продолжаются. Теоретически, чтобы наладить массовую работу автобусов на топливных элементах, нужно в первую очередь создать необходимую инфраструктуру — проще говоря, «водородные» заправочные станции. А еще надо придумать, как сделать такие машины более дешевыми... Но на все это нужно время и, опять же, деньги. Много времени и денег! Стоит ли овчинка выделки?


Кстати

Тем временем в голландском городе Эйндховен на маршрут «вокзал—аэропорт» вышли 12 гибридных дизель-электрических «гусениц» Phileas. Длина маршрута, на котором они работают, — 12 км.

В колеса машин (кроме передних) вмонтированы электромоторы; сзади стоит компактный дизель-генератор. А поскольку все колеса без исключения управляемые, Phileas причаливает к остановке боком, словно краб.

Машины движутся по отдельным полосам и оборудованы системой автовождения, которая ориентируется по магнитам, встроенным в асфальт. Так что теоретически водитель может на ходу включить автопилот и покинуть рабочее место!

Уже известно, что 16 «гусениц», но с несколько иным приводом (там электромоторы будут стоять отдельно от колес), в 2007 году поступят и во Францию.

Каталог Vodila.UA