za_tramvai

Category:

Водоробус или водородный пузырь?

Судя по подаче новостей в СМИ, и ажиотажа вокруг представленного на выставке Комтранс ПАО КАМАЗ "Водоробуса" у многих может создаться ощущение, что именно КАМАЗ не просто создал первый в мире водородный автобус, но изобрел водородную энергетику в целом, в то время как это, мягко говоря, несколько не соответствует действительности. А сами планы по её развитию всё больше напоминают мыльный пузырь, надутый политическими амбициями.

Немного истории

Впервые использовать водород в качестве топлива для двигателя придумал французский изобретатель Франсуа Исаак де Риваз еще в 1806 году. Во время великой отечественной войны в связи с нехваткой бензина, военный техник Борис Шепелиц переоборудовал около двух сотен грузовиков ГАЗ-АА под работу на водородном топливе. А непосредственно уже прообраз первых водородных топливных элементов в 1863 году создал английский учёный Вильям Гроув. Первым известным автомобилем именно на водородных элементах стал Electrovan разработанный General Motors в 1966 году.

Первой серийной машиной, работающей на электричестве, получаемом с помощью водорода стала Hyundai ix35 Fuel Cell поступившая в продажу в 2013 году, на следующий год появилась Toyota Mirai, но несмотря на то, что после этого еще полтора десятка производителей заявили о желании производить аналогичную технику, популярностью этот автомобиль не пользуется, за все время было продано менее семи тысяч Mirai. И основная проблема была в цене. Просто для сравнения цена Hyundai ix35 Fuel Cell начинается от $55 тысяч, в то время как Hyundai ix35 с обычным двигателем стоит от $10 тыс.. 

Почему сегодня вдруг, это стало вновь актуальным, как первый раз?

Ну если честно, немного изучив вопрос, начинаешь понимать, что у истоков экологический чистых видов транспорта лежит больше желание Европы слезть с нефтяной иглы и обрести долгожданную энергетическую независимость, чем сделать мир немного чище. Почему? Ну попробуем разобрать по порядку.

Российские водоробусы на Комтрансе.

На выставке были представлены три модели "водоробусов", два производства группы ГАЗ и один ПАО КАМАЗ. Начнем с того, что ни на одном стенде так и не удалось найти специалиста, который смог внятно ответить по водородному оборудованию, его характеристикам и эксплуатационным особенностям. И это учитывая то, что эти автобусы были по идее просто обречены на успех у публики. Впрочем, основной публикой, которая толпилась у "водоробусов" были молодые хипстеры, которые судя по разочарованным глазам видно ожидали посреди салона обнаружить водородный генератор во всей своей красе.

Что хотелось отметить отдельно. Ни один из приведенных образцов не имел опыта эксплуатации и собраны были специально для выставки, чего в принципе особо не скрывали и представители этих производителей, соответственно все расчетные характеристики, в том числе по расходу топлива, можно считать чисто условными и оценочными.

Газель CITY

Ну внешне это обычная Газель нового поколения, "водоробус" в ней можно признать, только если посмотреть под капот где находится топливный элемент….

И открыть крышку заднего отсека, где притаился один из трех газовых баллонов…

Вопросов сразу возникает много. Дело в том, что с одной стороны водород очень летучий газ, с другой стороны очень взрывоопасный, при определенных условиях даже просто достижения определенной концентрации водорода в воздухе и очень странно видеть "глухой" отсек без достаточного количества вентиляции, через которую газ может беспрепятственно уйти в атмосферу, в принципе это говорит только о том, что баллон впихнули куда попало, чтобы просто было что показать на выставке. 

Сами характеристики очень и очень общие без какой-либо детализации, к примеру, не указан производитель топливных элементов.

Citymax 12 FCEV

Это, наверное, самый загадочный экспонат водородного сегмента выставки. Ни один сотрудник стенда не смог объяснить какое оборудование на нем стоит, какие баки стоят, расход топлива, то есть вообще не на один вопрос. В сопроводительном, очень скудном описании тоже не слова и, если честно сложилось впечатление, что просто взяли электробус и на нем написали Н2 от него же взяли и сырое описание технических характеристик.

Ну и собственно сам "Водоробус" от КАМАЗА…

Внутри все тот же электробус, за исключением небольшого количества мелочей
Внутри все тот же электробус, за исключением небольшого количества мелочей
Кстати у КАМАЗА хотя бы присутствовало понимание, что у баллонов расположенных на крыше должна быть нормальная вентиляция, на случай аварийной утечки водорода
Кстати у КАМАЗА хотя бы присутствовало понимание, что у баллонов расположенных на крыше должна быть нормальная вентиляция, на случай аварийной утечки водорода

Что-либо внятное объяснить не могли и тут, любые вопросы связанные с технологией работы водородных элементов ставили меняющихся около меня менеджеров в тупик. Последний, видимо самый вменяемый или просто самый честный, сообщил с грустными глазами, что по сути в них особо на заводе никто не разбирается, да ими и не занимается, этот образец (прототип) собрали на коленке из комплектующих SYMBIO и с помощью их специалистов. 

При этом стенд производителей оборудования был рядом. 

Резюмируя….

После долгих и мучительных попыток получить ответы на вопросы, связанные с технической стороной работы водоробусов, стало ясно, что специалистов ни на одном стенде просто нет, как, впрочем, и на самих заводах. Все образцы собраны на коленке перед выставкой. Всё используемое оборудование импортное. Опыта даже тестовой эксплуатации нет. Водородный воздушный шарик надуваемый нашими производителями для показухи прямо на глазах раздулся до размера дирижабля.

Теперь про сами водородные системы, уже из базы своих знаний вопроса и очень скудных отрывочных сведений, плаченных на выставке.

Ну сам принцип работы водородных двигателей был хорошо представлен на стенде компании Faurecia (SYMBIO) которая по сути и оборудовала и водородный грузовик с которым ПАО КАМАЗ планирует покорять Европу (подробнее тут) и сам "водоробус"

В принципе, по большому счету "водоробус" это тот же "Электробус", у которого меньше аккумуляторов, а необходимую энергию он получает из водородного топливного элемента. Вот именно этот элемент и является по сути сердцем всей водородной системы. Принцип его работы прост до безобразия. В определенном пространстве смешивается водород и воздух, которые в обычном состоянии никак не реагируют друг на друга, но в это пространство помещают платиновый катализатор, которые запускает реакции в результате которой образуется вода и электричество.

Это электричество подается на электродвигатель, а избыток уходит в аккумулятор, на котором автобус может ехать, даже когда кончится водород, как обычный электробус еще 50 км. Повторюсь, все заявленные цифры очень условные в связи с полным отсутствием реального опыта эксплуатации, вот вообще любого опыта, даже катания по самому заводу.

По идее все просто, и на первый взгляд возникает вопрос, почему до сегодняшнего дня мы этим способом не пользовались, учитывая, что сам механизм нам известен уже давно. И вот тут начинается пятая часть нашего Марлезонского балета. Печальная.

Минусы…

Первый, сам водород.

Фокус в том, что декларируемая проблема снижения выбросов углекислого газа с помощью водородной энергетики не решается вообще, вот никак. Нет конечно, если взять одну отдельно взятую картинку, со слепленным из говна и палок "водоробуса" и посмотреть, как из "выхлопной трубы капает вода" можно заплакать от умиления, но, если размотать всю цепочку и сложить её в одну картинку, слёзы сразу высыхают.

Водород в качестве полезного или даже бесполезного "ископаемого" не существует в природе, его необходимо получить из чего-либо. В принципе есть всего несколько способов, основные два: из метана (СН4) или из воды (Н2О). Первый вариант самый простой и дешевый, но есть одно большое, НО! При этом способе забирая из соединения СН4 водород, мы высвобождаем С - углерод, который окисляясь превращается в углекислый газ. 

Соответственно мы вот вообще никак не уменьшаем его выбросы в атмосферу, то есть не решаем громко анонсируемой задачи, ради которой сейчас и ломаем копья. Правда в этом случае мы имеем возможность его собирать и что-то в итоге с ним делать, к примеру, перерабатывать. Но это существенно увеличивает и без того не дешевую его стоимость и усложняет процесс.

Собственно, остается вода, как источник водорода, тем более, что там при выделении Н - водорода, там остается О - кислород, который всегда можно пристроить и пользу из этого извлечь. Только сцуко и тут все не просто. Для выделения водорода из воды, необходимо очень много специально подготовленной для этого воды. По оценке специалистов, для получения одной тонны водорода, необходимо шестнадцать тонн пресной воды! С одной стороны, все это потом вернется в природу в качестве той же воды из "выхлопной трубы", с другой для этого процесса еще необходимо очень много электричества.

Так много, что майнеры криптаволюты начинают нервно курить в стороне со своими фермами. Специалисты на проходящем в Санкт-Петербурге форуме по водородные энергетики приблизительно оценили, что для нормального развития сценария этой "водородной сказки" нам необходимо минимум В ТРИ РАЗА увеличить мощности по производству электричества, ох. Но и это не решает проблемы выбросов углекислого газа, потому что "чистых" гидроэлектростанций у нас в стране менее 15% а подавляющую массу электричества получают за счет сжигания тех же углеродов выбрасывая в воздух углекислый газ, при этом если взять на круг, то возможно и даже больше, чем сейчас выбрасывают его автомобили.

Ну и собственно остается критичным вопрос цены, если его добывать из воды, перешагнув через логику и здравый смысл около $8 за 1 кг. 

Это на месте его производства, без необходимости его транспортировки, ранения, прибыли заправочных комплексов, которые могут появиться. Вот даже если очень скромно взять $10. На 100 км пробега автобусу в среднем нужно 10 кг, путем не сложных вычислений получаем стоимость км пробега на водороде около семи с половиной тысяч, на треть дороже чем на обычном дизеле и почти в два раза дороже чем на газе. 

Второе. Технологии и безопасность.…

Ну тут вообще все грустно, как минимум для России, если Европа в своих лихорадочных попытках слезть с российской "нефтяной иглы", уже более десяти лет с тем или иным успехом работает в этом направлении и уже имеет хоть какую-то базы для попытки "рвануть в верх", если в той же Японии уже давно строят заправки и выпускают технику, которая хоть и не пользуется особым спросом, но как минимум нарабатывает базу опыта её эксплуатации, то в России нет НИ-ЧЕ-ГО, вот вообще ничего, кроме вдруг, внезапно появившегося желания поучаствовать в этом процессе.

По факту в России всего две водородные заправки, одна на территории НИИ в Черноголовке, вторая тоже ведомственная в Нижнекамске, при этом качество (чистота) водорода, что ОЧЕНЬ критично, в Нижнекамске ниже всех разумных показателей, а в Черноголовке, "заправка" на территории НИИ — это обычный шланг, который одним концом подсоединяют к привезенным баллонам, а другим "заправляют". 

В принципе настроить заправок, при волевом решении сверху и достаточном финансировании конечно можно, только вот сперва необходимо разработать кучу нормативной документации, отработать технологии и разработать систему безопасности этих заправок, все это согласовать, принять необходимую нормативную базу и т.д.д.д.д….. Тем более, что, когда в Норвегии на одной из заправок города Сандвик звезданула водородная заправка, в радиусе километра у проезжающих автомобилей сработали подушки безопасности, а ударная волна ощущалась в радиусе 20 км. 

Сразу после взрыва компания-оператор закрыла десять подобных станций в Норвегии и Дании. Автокорпорации Toyota и Hyundai, которые поставляют в Норвегию машины на топливных элементах, объявили о приостановке продаж таких моделей. Компания Nel в сотрудничестве с Gexcon и соответствующими органами власти провела инспекцию резервуара с высоким давлением на месте и обнаружили ошибку сборки, в частности неправильно установленную заглушку в ​​одном из резервуаров с высоким давлением которая привела к утечке водорода. Эта утечка способствовала контакту водорода и воздуха, из-за чего и произошел взрыв.

Третье. Оборудование….

Как я уже писал выше, на сегодняшний день у нас не просто нет своего оборудования, от слова - совсем, нет даже каких-либо вменяемых наработок в этом направлении. А пытаться организовать технологический прорыв или тем более пытаться обогнать "загнивающий запад" используя их технологии и оборудование, мягко говоря - бред, обреченный на провал изначально. 

Ну и собственно самое главное, это, наверное, стоимость этого оборудования, которая в итоге делает водородный автобус фантастический дорогим. Как я уже писал выше, основа системы - топливный водородный элемент в котором и происходит реакция. Для которой необходима платина и платины нужно много и стоить это может очень дорого, как я писал выше, даже обычный легковой автомобиль вырастает в стоимости на несколько десятков тысяч долларов, при оборудовании автобуса, учитывая все нюансы, стоимость может вырасти более чем на сто тысяч долларов! И не стоит забывать, что по сути эта стоимость будет приплюсовываться в основной своей массе к итак высокой стоимости электробуса, на базе которого он будет производиться.

И при этом постоянно зависеть от курса валюты. И еще очень важный момент. Ресурс этих топливных элементов. На данный момент он заявлен в пределах семи-восьми лет. Только одна проблема, это расчетный срок, на данный момент вообще нет достаточного опыта их эксплуатации в постоянном режиме на коммерческой технике. Сюда стоит еще только добавить, что если в систему подать недостаточно чистый водород с примесью углекислого газа, то платиновый катализатор сразу теряет безвозвратно свою способность расщеплять водород и становится бесполезным, а топливный элемент требует замены.

Резюме…

Вот на фоне даже написанного, что по факту отражает далеко не все проблемы развития водородной энергетики, лично я вообще не понимаю истерики по необходимости сделать это нашей национальной идеей и уж тем более не вижу смысла пытаться ввязаться в гонку водородных технологий с Европой, которую мы однозначно проиграем, мы в них проигрываем уже даже Китаю, который несколько лет назад собирал машины из того, что на земле валялось по картинкам, спертым из европейских каталогов. 

Не было даже однозначного мнения и тем более позитива на Международной конференции по водородной энергетике, прошедшей 9-10 сентября 2021 в Санкт-Петербурге. Как резюмировал один известный и очень хороший специалист связанный с этой темой:

Если серьезно, то с некоторым (совсем небольшим) упрощением можно сказать, что "водородный оптимизм" в России сейчас - это либо от незнания, либо это оптимизм показушный, скрывающий циничный расчет урвать на заблуждениях. Все разговоры и энтузиазм околоводородные разбиваются о простой вопрос - а ЗАЧЕМ. Зачем, например, нам в России нужен водородный транспорт? — "Чтобы подготовиться"? К чему подготовиться? Грядёт открытие больших водородных месторождений? — "Чтобы отработать"? Что отработать? Использование импортных комплектующих? — "Чтобы сократить углеродный след"? Так он его значительно увеличивает, если, конечно, водород не зеленый. А ни о каком зеленом водороде в России речи не идёт. Не идет даже о ВИЭ, как первом шаге к зеленому водороду. — "потому что лучше электротранспорта"? Чем лучше-то? БОльшим углеродным следом, стоимостью приобретения и владения?
И т.д. и т.п.
Про экспорт водорода в разных формах - совершенно точно та же история. Никто не ждет и никто не просит серый или голубой водород, а зеленый водород - а откуда уверенность что он у нас будет хотя бы не дороже зеленого, произведенного где-нибудь в Дании, или Саудовской Аравии? Скорее всего как раз наоборот - он у нас будет дороже и будет неконкурентоспособен.

Обзор самой выставки в целом сделаю чуть позже. 

Ну и собственно просто общее пожелание, если вы читаете все что тут пишут, то не стесняйтесь обозначать себя, теми же лайками, это будет способствовать развитию этой страницы в целом. Ну и если есть вопросы, можете задавать их в комментариях, с удовольствием на них отвечу.

Error

Anonymous comments are disabled in this journal

default userpic