Press "Enter" to skip to content

Европейский альянс «Чистый водород» будет развивать инфраструктуру для транспортных средств на топливных элементах

Когда дело доходит до электромобильности, большинство людей представляют себе автомобиль с большой батареей, которая заряжается от розетки. Тем не менее, эксперты ожидают многого и от другой технологии, включая альтернативу длительному времени зарядки. Речь идет о водородном двигателе, также известном как электромобиль на топливных элементах или FCEV.

Электромобиль на топливных элементах использует водород для питания электродвигателя

В технологии топливных элементов имеет место процесс, известный как обратный электролиз, при котором водород вступает в реакцию с кислородом в топливном элементе. Водород поступает из одного или нескольких резервуаров, встроенных в FCEV, а кислород поступает из наружного воздуха. Единственными результатами этой реакции являются электрическая энергия, тепло и вода, которые выделяются через выхлопные газы в виде водяного пара.

Водородный Альянс

До сих пор самой большой проблемой для водородной энергетики была ее стоимость. Европа недавно объявила о планах создания нового общеевропейского партнерства под названием «Чистый водород» для разработки технологий производства водородного топлива. Основная цель водородного альянса — снизить затраты на производство альтернативного топлива и тем самым сделать его более подходящим для широкого применения.

Альянс «Чистый водород» будет содействовать производству водорода, чтобы ускорить движение ЕС к углеродной нейтральности. Альянс призван объединить инвесторов с правительственными, институциональными и промышленными партнерами и использовать существующую работу для определения технологических потребностей, инвестиционных возможностей, а также нормативных барьеров и факторов. Предполагается, что он будет создан по образцу Европейского батарейного альянса, который собрал более 200 компаний, правительств и исследовательских организаций, занимающихся производством аккумуляторных батарей.

Согласно недавнему докладу под названием «Путь к конкурентоспособности водорода: перспектива затрат», выпущенному Советом по водороду, коалиция из 81 организации по всему миру, занимающаяся расширением производства, распределения, оборудования и компонентов водорода, может снизить стоимость производства топливных ячеек на базе водорода до 50% к 2030 году. Это сделало бы водород конкурентоспособным по сравнению с другими низкоуглеродистыми альтернативами и помогло бы достичь цели ЕС стать углерод-нейтральными (в декабре лидеры Европейского союза согласились сделать блок из 28 членов первым климатически нейтральным на континенте к 2050 году).

Toyota Mirai на водороде и электричестве может стать новым витком в автомобилестроении

Существует четыре основных источника коммерческого производства водорода, три из которых требуют ископаемого топлива: паровая конверсия метана (SMR), окисление и газификация. Процесс SMR, который выделяет CO2, требует значительного нагрева для химического отделения водорода от молекул метана.

Водород также может быть получен путем разделения воды на два основных элемента — водород (H2) и кислород (O2). Этот процесс, известный как электролиз, пропускает электрический ток через воду для извлечения водорода. Электричество может быть получено из чистой, возобновляемой энергии, такой как энергия ветра, солнца или воды. Электролиз используется в водородных топливных элементах, таких как Toyota Mirai (что буквально означает «будущее» на японском языке).

Один камень преткновения, как упоминалось ранее, заключается в том, что технология чистого производства альтернативного топлива — путем электролиза воды — остается чрезмерно дорогой. В производстве, для достижения конкурентоспособного возобновляемого водорода в результате электролиза требуется развертывание электролизера суммарной мощностью в 70 ГВт с предполагаемым совокупным дефицитом финансирования при производстве в размере 20 миллиардов долларов США, по данным Совета по водородным ресурсам.

Выглядит так же…

Система впрыска водорода в двигатель такая же, как и бензина. Заправка водорода в топливный бак похожа на заправку пропаном и звучит как заполнение шины воздухом. Водитель соединяет заправочный шланг с баком автомобиля и задействует замок на заправочном шланге, образуя герметичное уплотнение. Затем станция выполняет проверку системы на герметичность, и только после этого начинает процесс перекачки топлива. Когда бак заполнен, дозатор останавливается, и вы отсоединяете заправочный шланг и кладете его обратно на колонку, как и при заправке бензином. Заполнение бака занимает примерно столько же, сколько бензобака (до пяти минут в зависимости от того, сколько топлива нужно).

В Toyota Mirai (рисунок ниже) блок управления питанием (PCU) решает, когда использовать накопленную энергию от батареи или получать энергию непосредственно из системы топливных элементов. Это основано на проверенном гибридном PCU Toyota, установленном в Prius. Четырехфазный повышающий преобразователь доводит напряжение до 650 В. Вождение при более высоком напряжении позволяет более эффективно использовать двигатель, предоставляя Mirai выходную мощность, эквивалентную другим гибридам в портфолио Toyota.

Toyota Mirai имеет топливный бак на 120 л, 151-сильный мотор 27 км на литр в бензиновом эквиваленте MPGe

Вся трансмиссия автомобиля на топливных элементах Honda Clarity FCEV умещается под капотом. Это освобождает ценное пространство салона для интерьера, который вмещает пять взрослых человек. Honda предоставит владельцам топливную карту на сумму до 15 000 долларов США в течение трехлетнего срока аренды. Кроме того, доступное приложение HondaLink оснащено StationFinder, который определяет местонахождение ближайшей лицензированной водородной заправочной станции, сообщает вам текущее состояние станции (открыто/закрыто) и дает советы относительно маршрута и других приятных бонусов.

Прототип BMW i Hydrogen NEXT дает представление о водородной технологии следующего поколения. Ожидается, что в 2022 году BMW Group будет иметь в своем распоряжении парк автомобилей на водородных топливных элементах. Стек топливных элементов в Hydrogen NEXT (рисунок ниже) является результатом сотрудничества между Toyota и BMW. Водородные баки будут помещаться под задним сиденьем, захватывая часть багажника, не оказывая значительного влияния на объем перевозимого груза, который, как говорят, будет таким же, как и в плагин-гибридном автомобиле BMW X5. BMW заявляет, что Hydrogen Next может заправиться менее чем за четыре минуты и обеспечивает запас хода от 355 до 430 км (310 — 370 миль).

Показан блок топливных элементов в прототипе BMW FHEV

Вице-президент BMW по водородным технологиям, топливным элементам и проектам в области транспортных средств доктор Юрген Гулднер считает, что стоимость автомобилей на водородных топливных элементах может стать такой же недорогой, как и на автомобили с двигателем ICE в течение ближайших пяти лет.

В Калифорнии программа проката автомобилей на водородном топливе под названием StratosShare только что добавила пять новых автомобилей Toyota Mirai FHEV. Программа, запущенная компанией H2 StratosFuel, позволяет людям иметь возможность арендовать автомобили, работающие на H2. Они могут арендовать эти автомобили по дням или по часам с помощью фирменного приложения для смартфонов. После оформления бронирования приложение можно использовать для разблокировки арендованного автомобиля, запуска автомобиля и оплаты всех связанных с этим арендных платежей. Программа частично финансируется за счет гранта Калифорнийской энергетической комиссии. Этот грант предоставил StratosFuel начальный капитал, необходимый для покупки его первого парка Toyota Mirai.

В Калифорнии насчитывается более 8000 первых пользователей автомобилей с водородными топливными элементами. И, согласно Калифорнийскому партнерству по топливным элементам, они могут использовать 44 розничных водородных заправочных станции.

В 2019 году по всему земному шару начали функционировать 83 новые водородные заправочные станции, согласно отчету об оценке H2 stations. К концу прошлого года действовало 177 европейских заправочных станций H2. Большинство из них были в Германии, где было 87 единиц, хотя во Франции насчитывалось всего 26 единиц. Около 34 других заправочных станций планируется открыть во Франции, еще 21 планируется в Нидерландах, а еще шесть будут добавлены к четырем, действующим в настоящее время в Швейцарии.

Оставьте комментарий

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *