17.06.2009

Река и простота соединились в водородном автомобиле

Это экологически безопасное транспортное средство заявлено как первый действительно доступный водородный автомобиль в мире. Учитывая, что водород тут не сжигается в ДВС, а используется в блоке топливных элементов для прямой выработки электричества, становится интересно — откуда же берётся доступность? Электрохимические ячейки — удовольствие дорогое.

Аппарат, призванный перевернуть представление людей о заоблачных ценах на "космические технологии" и водородное топливо, называется Riversimple Urban Car (RUC) или просто Riversimple. Разработала его одноимённая британская компания. А сборка авто из отдельных "кусочков" велась в мастерской Alan Docking Racing в Сильверстоуне.

Основатель Riversimple и лидер проекта — Хьюго Споуэрс (Hugo Spowers), предприниматель и инженер, 15 лет занимавшийся постройкой гоночных автомобилей и реставрацией автораритетов.

В новой машине он постарался по максимуму реализовать два важных принципа: борьбу с лишним весом и повышение энергетической эффективности. "Если ваша машина легка и достаточно эффективна, трудностей меньше", — поясняет Хьюго основную идею RUC.

Потому этот двухместный аппарат по размеру — примерно как Smart, а весит и вовсе 350 килограммов, то есть намного легче "Смарта". За что спасибо не только кузову из композитных материалов, но и предельному снижению массы всей начинки.

Ну и КПД топливных элементов сам по себе неплох — 50%, что вдвое выше, чем у бензинового ДВС.

Результат же впечатляет: это авто способно пройти более 300-320 километров, использовав всего... 1 килограмм жидкого водорода!

А поскольку в баке помещается несколько больше одного кило, предельный запас хода "Риверсимпла" (если не гонять, как ошпаренный) может достичь 386 км.

Гонять, впрочем, особо и не получится — максимальная скорость машины достигает лишь 80 км/ч. Но положа руку на сердце, куда в городе с его плотным движением больше? Разгон же RUC вполне терпим — с 0 до 48 км/ч за 5,5 секунды.

Хранится водород на борту в криогенном баке при температуре минус 252 градуса по Цельсию. И это — очень редкое решение даже в экзотическом мире водородных машин.

Обычно авторы водородных легковушек (с ДВС, с топливными элементами, концептов, серийных — неважно) полагаются на сжатый газообразный водород, хранимый в баллонах при давлении 350 атмосфер.

Что ещё есть интересного в машине?

Поскольку мощность, необходимая для равномерного движения, намного меньше требующейся для разгона, Riversimple поставила в RUC блок топливных элементов, развивающий всего 6 киловатт. Меньшая мощность означает меньшее количество драгметаллов (в качестве катализаторов). Да ещё тут была взята промышленная модель, выпускаемая серийно и уже потому стоящая вполне умеренно.

Электричество от водородных ячеек поступает в четыре мотор-колеса. Размещение электродвигателей непосредственно в ступицах позволило исключить потери в трансмиссии.

Кроме того, все четыре колеса начинают возвращать электричество в бортовую сеть при торможении. В то время как в большинстве существующих гибридов и электромобилей этим полезным делом занята только одна ось (привод на все колёса в таких машинах встречается нечасто), а вторая тормозит как обычно.

Результат существенен: при рекуперации у RUC возвращается обратно до 50-60% энергии несущегося авто.

И запасается она не в тяговых аккумуляторах (их тут вовсе нет), а в блоке суперконденсаторов. Весит он всего 21 килограмм, но при этом может впитывать поток до 30 киловатт при торможении и отдавать моторам мощность до 15 киловатт в течение десяти секунд при разгоне. Десяти секунд, кстати, достаточно RUC для разгона до максималки.

Таким образом, во время ускорения 75-80% необходимой энергии поступает из суперконденсаторов, а топливные элементы "отдуваются" при равномерном движении. И это ещё одно слагаемое успеха машины, призванной очистить города от смога и гари.

Понятно, сам Riversimple выбрасывает в воздух только водяной пар. Но водород-то производить как-то надо, заметят скептики. И что тогда получается с пресловутой защитой окружающей среды?

А получается здорово. Создатели RUC приводят такое сравнение: нынешний малыш VW Polo BlueMotion обладает выхлопом углекислого газа в 99 г/км, если учитывать эффективность "от бака до колёс", но целый 121 г/км, если считать "от скважины до колёс". У нового поколения, которое встанет на конвейер в следующем году, будет 87 г/км ("бак — колёса"). Это феноменально мало, практически рекорд для массовых машин с ДВС.

Но британцы смотрят на немецкий шедевр свысока: даже если весь водород для "Риверсимпла" производить из природного газа (метана), выброс углекислого газа нового авто (опосредованный) составит жалкие 30 граммов на километр. А если получать H2 за счёт энергии из возобновляемых источников (солнца и ветра) — и вовсе только 3 г/км.

В создании RUC принимали участие специалисты из двух британских университетов (Oxford и Cranfield), сингапурская компания Horizon Fuel Cell Technologies и ряд других партнёров Riversimple.

Финансировался проект за счёт правительственных грантов, средств британской компании BOC Industrial (специалист по поставке промышленных газов, криогенных газов и криогенного оборудования), а также — на средства Себастьяна Пиха (Sebastian Piech) – правнука знаменитого Фердинанда Порше.

Себастьян говорит: "Городской автомобиль Riversimple представляет собой важный шаг в направлении практичного личного транспорта XXI века и в реализации амбициозной цели моего прадеда — создании доступного личного транспорта, сочетающего две его друге страсти: лёгкий вес и высокую эффективность.

Теперь, когда у нас есть базовое транспортное средство, проблема состоит в том, чтобы приступить к созданию заправочной инфраструктуры, дабы стимулировать продажу аппарата и широкое участие в open-source-дизайне других партнёров. Что помогло бы адаптировать технологии под конкретного заказчика".

Автомобиль "с открытым кодом" упомянут не случайно. Проектирование Riversimple велось действительно открыто — при содействии ресурса The 40 Fires Foundation. Компания Споуэрса сообщает, что таким способом значительно ускорила разработку и снизила стоимость компонентов. А то, что из-за открытости у неё могут появиться "зелёные" конкуренты, пользующиеся наработками компании, — так это только, мол, хорошо.

И коли заговорили о соперниках, стоит сравнить Riversimple с другими водородными авто.

Прежде всего на ум приходит Honda FCX Clarity — весьма крупная и комфортная легковушка на топливных элементах. О её серийном выпуске японцы заговорили ещё в 2006-м. Ныне выпуск начат, но он — фактически штучный.

Топливные элементы Clarity развивают 100 киловатт, столько же потребляет электромотор. Весит эта "Хонда" свыше 1,6 тонны. На одной заправке номинально она может пройти 386 км (столько же, сколько и Riversimple), а по некоторым данным и больше 400 км, вот только баллоны японской машины вмещают 3,92 кг водорода.

Ещё существует концепт Sequel, тоже на топливных элементах. Этот кроссовер проезжает 483 км на 8 килограммах водорода. Не самый лучший результат. Как и у его родственника Equinox Fuel Cell (320 км/4,2 кг).

Другая Honda FCX — предшественник Clarity — куда меньше по размерам и по идеологии гораздо ближе к RUC. Этот FCX первой среди всех водородных машин попал в руки простой семье, пройдя годовое испытание. Рекорд экономичной езды данной модели — 426 км на одной заправке, каковая составляла 3,75 килограмма водорода. Как видим, и тут до рачительности RUC далеко.

Старая "малолитражка" Honda FCX своё дело сделала — протоптала дорожку действительно серийным водородным машинам. И хотя о переводе на водород массовых ДВС вовсю говорят несколько компаний, "клан" топливных элементов, похоже, успеет раньше, несмотря на дороговизну технологии. Ведь Clarity уже поступает потребителям. А массовое её производство начнётся в 2018 году. Какова же будет цена — сейчас сказать нельзя.

Но британцы и тут имеют неплохой шанс утереть нос коллегам-инженерам как из Страны восходящего солнца, так и из США. "Простой" Riversimple должен обогнать на рынке и шикарный японский седан, и американские кроссоверы.

Уже в 2011 году компания намерена выдать частникам (в ряде маленьких городов) в лизинг первую партию RUC. Стоить это будет 200 фунтов ($326) в месяц, причём в стоимость аренды войдёт обеспечение топливом (заправочные станции с жидким водородом будут открыты в Питерборо, Вустере или Оксфорде).

А массовый выпуск RUC британцы планируют развернуть в 2013 году, причём на небольшом своём предприятии они смогут выпускать до 10 тысяч водородных малышей в год.

При этом об их продаже речи не идёт. Riversimple принципиально хочет построить бизнес на аренде.

Если учесть, на какую сумму сжигает малолитражка бензина, да прибавить амортизацию (сколько теряет в стоимости авто при эксплуатации), может оказаться, что автомобиль будущего не так уж и расточителен для владельца. И это удивительно, поскольку речь идёт о топливных элементах.

Выносливость RUC такова, что его расчётный срок службы составляет 20 лет (техобслуживание — раз в год), но на такой большой срок сразу британская компания машину не выдаст.

По схеме, придуманной Riversimple, договор будет заключаться на три года с возможностью по истечении срока замены машины на новую или продления соглашения. Также предполагается, что многие авто из парка компании сменят за несколько лет нескольких хозяев (уже бравшееся в лизинг авто повторно будет выставлено по сниженной цене).

Таким способом, быть может, предпринимателям с Туманного Альбиона и удастся сделать водородные машины практичными.

Источники:

1. MEMBRANA