Мотор в будущее
Поезд на водороде - европейский технологический прорыв с оговорками
Запуск в Германии поезда на водородных топливных элементах стал несомненной технологической удачей - но о революции в транспорте говорить пока рано.
Внешне Coradia iLint ничем не отличается от обычных поездов, курсирующих по всей Германии на небольших расстояниях - разве что своим небесно-голубым цветом, символизирующим экологичность. Внутри новый поезд вообще неотличим от своих собратьев. А вот с технической точки зрения Coradia iLint - это прорыв, так как это первый в мире поезд на водородных топливных ячейках. Причем, это не прототип: после первого торжественного рейса в воскресенье, 16 июля, он уже запланирован для повседневной рейсовой работы между городами Бремерфёрде, Куксхафен, Бремерхафен и Букстехуде в федеральной земле Нижняя Саксония.
На смену дизелю
До сих пор этот участок железнодорожного сообщения не был электрофицирован, что не является в Германии такой уж редкостью, и движение осуществлялось на дизельных поездах. Их постепенно и должны заменить собой электрички Coradia iLint. Они представляют собой небольшие поезда с двумя электромоторами, электричество для которых поступает не из воздушной контактной сети, а из источника энергии в самом поезде. На крыше Coradia iLint установлена цистерна с водородом и топливный элемент (или ячейка). В нем водород соединяется с кислородом, в результате чего возникает электрический ток.
Выбросов вредных веществ в атмосферу, как у дизельных двигателей, при этом не возникает - в качестве результата электрохимической реакции в топливном элементе в окружающую среду выделяется только вода. И еще преимущество: поезд движется практически бесшумно.
Максимальная скорость Coradia iLint - 140 км в час. Дальность поездки на одной заправке - от 800 до 1000 километров, а сама заправка длится около 15 минут.
Недостатки водородных топливных элементов
Эксперты называют топливные элементы на водороде идеальной технологией получения энергии в будущем. Однако минусы у нее тоже есть. Например, водород в цистерне на крыше поезда получен не естественным путем, а в результате процесса электролиза воды, на который потребовалось потратить много электроэнергии, полученной вовсе не всегда экологически чистым способом.
В ответ на это производитель Coradia iLint - французский концерн Alstom - уже пообещал построить предприятие по производству водорода с помощью электричества с ветряных электростанций.
Другой проблемой является фактическое отсутствие "водородной инфраструктуры" - то есть водородных заправок. Здесь тоже пока речь о только будущем. Например, в немецкой федеральной земле Гессен, где сейчас тоже обсуждают старт пригородных поездов на водородном топливе, запланировали строительство водородной заправочной станции. Точные сроки пока неясны.
Европейское решение для водородного топлива
Что же касается начавшего курсировать на севере Германии Coradia iLint, то водород ему в первое время будут доставлять из Нидерландов. Кстати, и само производство "чудо-поезда" тоже вполне общеевропейское.
Так, изначально технология поездов на водородном топливе разрабатывалась немецкой компанией LHB, которая позже была поглощена французским концерном Alstom. А сейчас Alstom вместе с немецкой компаний Siemens объединяют усилия и к началу 2019 года планируют создать совместное предприятие в области производства железнодорожного транспорта. На этом фоне неудивительно, что новый поезд Coradia iLint компания Alstom был произведен на заводе в немецком городе Зальцгиттер.
К 2021 году земля Нижняя Саксония закупит еще 14 таких поездов, что обойдется ей в примерно 81 миллион евро. "Отличная инвестиция", - гордо заявил министр экономики и транспорта Нижней Саксонии Бернд Альтхусман (Bernd Althusmann). Интерес к поездам проявили также еще 3 федеральных земли в Германии, есть несколько потенциальных покупателей из других европейских стран и Северной Америки.
***
Автор: Инза Вреде
https://p.dw.com/p/351Nh
***
Почему у двигателя внутреннего сгорания все еще нет серьезной альтернативы
У двигателя внутреннего сгорания, без которого невозможно представить современный транспорт, юбилей — 195 лет. Однако полноценной замены имениннику так и не изобрели.
Современный автомобиль, каким мы его знаем, рождался, наверное, целый век, и каждый из его дней рождения — исторический. Судите сами: 125 лет назад двумя венгерскими учеными, Донатом Банки и Яношем Чонка, запатентован карбюратор — устройство, где готовится горючая смесь для автомобильного двигателя. Долгое время его изобретателем вообще-то считался немец Вильгельм Майбах, запатентовавший карбюратор раньше венгерских коллег, и лишь после специальной экспертизы выяснилось — Банки и Чонка опередили его с публикацией. Счет шел на месяцы!
Но, пожалуй, еще важнее другая дата: в 1823 году, то есть 195 лет назад, другой инженер, британец Сэмуэль Браун, запатентовал первый получивший успех и коммерческое приложение двигатель внутреннего сгорания (ДВС)! Оговоримся: и на этот почетный титул — изобретателя ДВС — также претендует множество инженеров, выбирай любого. Вот, к примеру, один из претендентов — француз Жозеф Нисефор Ньепс больше известный как один из изобретателей фотографии. Он еще в 1807 году вместе с братом создал прототип ДВС, названный пирэолофором. Пирэолофор был установлен на корабль и успешно испытан, после чего братьям выдали патент, подписанный самим Наполеоном. Был в истории ДВС и русский след: бензиновый двигатель внутреннего сгорания с электрическим зажиганием — разработка российского конструктора сербского происхождения Огнеслава Костовича, известного проектами дирижабля, вертолета и даже рыбы-лодки.
Парадокс в другом: ни один из изобретателей этого чуда техники не был уверен, что его усилия пригодятся. Сегодня об этом уже не помнят, но с ДВС тогда конкурировали паровой и… электрический двигатель, изобретенный еще в 1828 году!
— Период, когда люди выбирали тип двигателя для безлошадных повозок (так называемое осевое время автомобилизма), пришелся как раз на конец XIX века,— говорит шеф-редактор журнала «Авторевю» Леонид Голованов.— Так вот, вплоть до середины 1900-х параллельно выпускались машины со всеми тремя типами силовых установок: ДВС, электроприводом и паровым двигателем. В результате победил двигатель внутреннего сгорания, причем заслуженно — он оказался эффективнее, проще в эксплуатации и более пригоден для массового производства. Но главное — сочетание энергоемкости, цены и скорости заправки, которое обеспечивало моторное топливо. Альтернативы этому не было!
О «нефтяном факторе» в успехе двигателя внутреннего сгорания говорит и декан транспортного факультета Московского политехнического университета Пабло Итурралде. По его словам, выпуск машин на ДВС в начале ХХ века получил поддержку у нефтяной отрасли — ей нужен был мощный потребитель производимой продукции, и автомобили, работающие на бензине, идеально подошли для этого.
Парадокс нынешнего момента, впрочем, в другом: топливо, которое когда-то помогло двигателю внутреннего сгорания победить конкурентов, сегодня может… его похоронить.
***
Разберемся.
«Топливо-изгой», «Европа отказывается от двигателей внутреннего сгорания», «Объявлена война дизелю»… Европейские СМИ предупреждают: в Старом Свете решили всерьез взяться за ДВС. Повод нашелся в 2015-м, когда в результате так называемого Дизельгейта выяснилось: крупнейший европейский производитель дизельных моторов занижал количество вредных выбросов во время тестов. И вот время перемен: к примеру, в Великобритании запретить продажи новых автомобилей на бензиновых или дизельных ДВС собираются уже к 2040 году. А Норвегия ставит дедлайн еще раньше — на 2025 год… Чем собираются заменить ДВС? Конечно же, старым добрым электромотором, но и тут все не однозначно.
— Конец ДВС приближают сразу несколько факторов: ужесточившиеся требования к токсичности отработавших газов, истерика по поводу антропогенной природы глобального потепления и, безусловно, электромобили,— уверен Леонид Голованов.— Впрочем, до массового распространения электромобилей еще далеко, и сдерживает его отсутствие аккумуляторных батарей с достаточной энергоемкостью.
Иными словами, современные литий-ионные батареи не способны обеспечить переход на массовую электромобилизацию — нужен качественный скачок, батареи нового типа, например на основе графена. Вот только когда их изобретут... Как открыт и вопрос о перспективах так называемых гибридов — автомобилей, где электродвигатель совмещен с ДВС.
Приговор специалистов: человечество на перепутье. Жить с ДВС больше не хочется, а переходить на электромобили не получается, да и последствия такого перехода никто толком не просчитал.
— Вся инфраструктура наших городов рассчитана под двигатели внутреннего сгорания, и перемены идут с большим трудом: посмотрите на Европу — станции для подзарядки встречаются там гораздо реже, чем автозаправки,— говорит Пабло Итурралде из Московского политеха.— Прибавьте к этому скорость самого процесса — чтобы заправить обычный автомобиль, у вас уйдет пять минут. А для зарядки электромобиля понадобится минимум часа два. Так что переход на новую инфраструктуру в перспективе довольно трудозатратен: всегда есть соблазн потратить эти деньги на что-то другое, например на развитие общественного транспорта.
Леонид Голованов, в свою очередь, уверен, что переход на электромобили неизбежен. Но и он соглашается: последствия такого перехода будут столь масштабны, что сравнить их можно разве что с появлением беспилотных электрических робомобилей. Попробуем представить этот транспорт будущего: никаких дилерских сетей, автозаправочных станций, водителей и даже автослесарей — «умные» машины будут сами «сообщать» в специализированные сервисы о поломках тех или иных систем. Есть и более радикальный взгляд: мол, двигатели будущих робомобилей почти не будут ломаться, а на старомодные ДВС, которые мог разобрать любой мальчишка, мы станем любоваться разве что в музеях. Впрочем, до этого еще надо дожить — или доехать.
***
Экспертиза
Преждевременный энтузиазм
Игорь Моржаретто, партнер аналитического агентства «Автостат», автоэксперт:
Появление двигателя внутреннего сгорания (ДВС) — это новый этап промышленной революции, перевернувший всю мировую экономику. До этого она пребывала в полусредневековом состоянии, а с появлением двигателя внутреннего сгорания и дешевого автомобиля, который мог доставить товары и грузы по всему миру на дальние расстояния, изменилась коренным образом. Изменилась и жизнь людей. Специалисты называют это транспортной доступностью «по Форду»: появилась возможность купить автомобиль и поехать на нем куда-то.
Так вот, с моей точки зрения, КПД двигателя внутреннего сгорания далеко не исчерпан. За последние 10–20 лет его параметры очень сильно изменились: он стал более экономичным, мощным, экологичным. К сожалению, сейчас сворачиваются дальнейшие разработки по ДВС, особенно по дизелю. Все кричат, что наше светлое будущее — это электродвигатели. Но перспективы есть и в других отраслях, например в нескольких странах работают над водородными топливными элементами. Возможно, какие-то прорывы будут и с двигателем на ядерном топливе…
А вот что касается электромобилей, то с ними еще очень много нерешенных вопросов. Ключевой из этих вопросов: на сегодняшний день так и не создан аккумулятор, который позволил бы электромобилю на одном заряде проехать большое расстояние в любую погоду. Сегодня максимум, который он может преодолеть,— это 300 км при теплой погоде и ровной дороге без пробок. Это много, но, к примеру, в условиях России явно недостаточно.
К тому же современные аккумуляторы чудовищно дороги. Если не будет государственной поддержки, электромобиль просто никто не купит: сегодня он стоит в 2,5—3 раза дороже, чем автомобиль с ДВС того же класса. И соответственно, все те продажи, которые идут в мире, происходят при поддержке разных государственных программ. Когда будет создан дешевый и мощный аккумулятор? Никто не знает. Его обещали создать и год, и пять лет назад…
Еще одна принципиальная проблема, связанная с электромобилями, заключается в том, что при выработке электроэнергии все равно расходуется топливо, просто другое. 60 процентов электростанций (а это они вырабатывают электроэнергию, которая используется для зарядки электромобилей.— «О») в мире сегодня, напомню, работает на угле и, соответственно, загрязняют окружающую среду.
Нельзя не упомянуть и об отсутствии программы утилизации аккумуляторов. Одна компания — мировой лидер по производству электромобилей — после 7 лет эксплуатации забирает эти аккумуляторы и предлагает их владельцам частных домов в качестве аварийного источника энергии. То есть утилизировать их не умеют… В общем, как мне кажется, энтузиазм стран и правительств по поводу электромобилей несколько преждевременен: без госпрограмм поддержки все это долго не продержится. А вот прощаться с ДВС я бы не торопился…
***
Брифинг
Торстен Мюллер-Отвос, гендиректор английской компании, выпускающей автомобили класса люкс:
Мы представим электрическую модель в следующем десятилетии, однако не будем спешить убирать ДВС из портфолио. Переход к электрокарам будет постепенным, и какое-то время они пойдут параллельно... Беспилотники станут для нас интересны тогда, когда они будут функциональными, удобными в использовании, не требующими усилий и полностью автономными, то есть тогда, когда они смогут полностью заменить водителя. Вот тогда мы скажем: «Давайте сделаем это».
Источник: «Автопилот Онлайн»
***
Александр Фертман, директор по науке, технологиям и образованию фонда «Сколково»
Те горизонты, которые сегодня нарисованы в Европе по поводу отказа от двигателя внутреннего сгорания, наводят на мысль, что это серьезный технологический рывок. А главное, что создается огромный рынок. <...> Новые виды аккумуляторов постоянно разрабатываются, эта тема одна из самых инвестируемых, если не говорить об IT-секторе. И это не только сама батарея, это и система управления. Здесь, кстати, у России действительно есть интересные проекты. Важно не только то, как вам отдает энергию батарея, но и то, как вы управляете ячейками, чтобы ячейки разряжались одновременно, равномерно.
Источник: «Эхо Москвы»
***
— Каким будет автомобиль лет через 30?
Коджи Нагано, автодизайнер:
— Думаю, внешний вид автомобилей будет сильно зависеть от типа двигателя. Но, как и раньше, автомобилю нужен будет кузов, внутреннее пространство, колеса. Если говорить об автомобиле будущего, то есть такая жутко интересная вещь, как 3D-принтер. И я могу себе представить, что скоро каждый человек сможет создать автомобиль у себя дома, просто напечатать именно тот, который нужен ему. Возможно, он нарисует этот автомобиль сам или использует готовый дизайн.
Источник: Autonews
***
Автор: Кирилл Журенков
https://www.kommersant.ru/doc/3701134