Электромобиль или водородный двигатель - будущее машиностроения

Электромобиль или водородный двигатель - будущее машиностроения 13.04.2018 23:24

Электромоторы только начали завоёвывать свою, пока очень и очень скромную, долю мирового авторынка, но уже появился достойный конкурент – водород. Многие автопроизводители ведут разработки в этой сфере, но дальше всех продвинулись Тойота и Тесла.

Зеленый транспорт - водородомобиль Toyota Mirai и электрокар Tesla

Читаешь новости и понимаешь – сегодня мы свидетели революционных изменений в автомобильной индустрии. Наступает время «зелёного» транспорта – дружелюбного к природе и людям. Производители все чаще анонсируют новые модели, которым не нужен бензин или дизельное топливо. Тренды будущего – водород и электричество. Автомобили олицетворяющие будущее сегодня – водородомобиль Toyota Mirai и электрокар Tesla.

Электротранспорт

В 2013 году компания Tesla Motors выпустила электрокар, который отвечает абсолютно всем требованиям безопасности и надежности, и при этом имеет ультрасовременный дизайн. Но главная особенность автомобиля заключается в том, что он оснащен электромотором, мощностью в 362 лошадиные силы.

Автомобили Tesla отвечают всем современным требования, а иногда, даже превосходит все ожидания. Компания сделала все, чтобы водитель и пассажиры, садясь в салон электрокара, переносились в будущее. Самые современные датчики, спутниковая навигация, качественные материалы, самые современные системы распределения усилий на колеса и многое другое. Все это делает автомобиль Тесла невероятно комфортным, надежным и легким в управлении.

На сегодняшний день в мире построено 646 заправочных станций Supercharger. Из них в США – 270. Плотно охвачены заправками оба побережья и магистральные пути «Coast to Coast». Проехать от побережья Тихого океана к Атлантическому на электрокаре не составляет труда. В Северной Америке заправки есть и в Канаде и Мексике. Европа не отстает – 231 заправочная станция, преимущественно в Северной Европе, Великобритании, Швейцарии и Германии. Но и в остальных странах сеть быстро расширяется, Франция, Италия, Хорватия тоже уже имеют достаточно широкую сеть заправок.

В Азии, а это только Тихоокеанский регион заправочных станций 126. И это только Китай, в основном юго-восток страны и Япония. Восемь заправок построено в Австралии, в штатах Виктория и Новый южный Уэллс. На Ближнем Востоке только одна страна может похвастаться наличием зарядочных станций, это Иордания – здесь их три.

Недалеко от Стокгольма открылся двухкилометровый тестовый участок дороги, которая снабжает электромобили энергией во время движения. Для этого в дорогу встроен контактный рельс, а электромобиль должен быть оборудован токоприемником, который может быть снят с рельса после проезда электрифицированного участка, сообщает The Guardian.

Видео дороги для электромобиля

Одно из главных неудобств электромобилей по сравнению с ДВС — большое время подзарядки аккумулятора. Если бензиновые и дизельные автомобили заправляются за считанные минуты, то на зарядку электромобилей уходит несколько часов, что делает их непригодными для поездок на большие расстояния. 

Для решения этой проблемы предлагаются разные концепции, позволяющие заряжать электромобили прямо во время поездки. К примеру, немецкая компания Siemens несколько лет разрабатывает и тестирует электрические контактные линии для грузовых электромобилей и гибридов. По принципу работы она напоминает троллейбус — над кабиной располагаются два пантографа, которые позволяют прямо во время поездки заряжать аккумуляторы автомобиля.

Транспортное управление Швеции открыло тестовую электрифицированную дорогу для подзарядки электромобилей, но выбрало другой подход. Инженеры проекта eRoadArlanda решили размещать электрическую линию не на специальных столбах над дорогой, а прямо в дорожном полотне.

Электрифицировать таким образом можно практически любую дорогу. Для этого в середине полосы делается углубление, в которое затем укладывается контактный рельс. При этом рельс разбит на секции длиной 50 метров, электричество на которые подается только когда над ними проезжает автомобиль.
 
Для получения электричества от дороги автомобиль необходимо оборудовать съемным токоприемником, который устанавливается в задней части машины. В конце электрифицированного участка автомобиль может поднять токоприемник и продолжить поездку без подзарядки. 

Как заявляют представители проекта, электрификация одного километра существующей дороги обходится примерно в один миллион евро. На данный момент электрифицировано только два километра, но в будущем власти Швеции планируют рассмотреть электрификацию большего количества дорог таким способом.

Другие страны также занимаются модернизацией и электрификацией существующей дорожной инфраструктуры. Например, во Франции в 2016 году открыли дорогу, покрытие которой выполнено из солнечных батарей, вырабатывающих энергию для соседних фонарных столбов. Через год аналогичную дорогу открыли в Китае. Помимо этого встроить солнечные панели собираются даже в известную трассу 66 в США.

Водородный двигатель

Представьте, что вместо того, чтобы выбрасывать вредную смесь двуокиси углерода, окиси углерода, углеводородов, бензола и различных твердых частиц, выхлопная труба Вашего автомобиля испускает только воду.

Это может звучать как научно-фантастический рассказ, но на самом деле является реальным новым автомобилем под названием Toyota Mirai, который появится на улицах уже в этом году. Toyota Mirai готовая похвастаться весьма неплохими эксплуатационными характеристиками:

• Максимальная скорость – 178  км/ч
• Время разгона до 100 км/ч – 9,6 с.
• Расход топлива на 100 км – от 0,69 до 0,8 кг

В то время, как мы привыкли заполнять бензином или дизельным топливом свой автомобиль, новое "японское чудо" – Мирай – работает на наиболее распространенном элементе во вселенной - водороде.

Газообразный водород заправляют в бак автомобиля так же, как и бензин, а затем особый топливный элемент, производящий химическую реакцию за счет водорода и кислорода, преобразует электроэнергию, которая и является движущей силой машины. Что удивительно: единственным побочным продуктом этого процесса является вода.

В целом авто имеет амбиции покорить весь мир. Но компании Toyota нужно спешить, ибо в следующем году Honda, Ford и Nissan планируют выпустить на рынок автомобили с похожими технологиями.

Если бы все автомобили ездили на водороде, то воздух в наших городах был бы намного чище. К тому же всем известен факт, что нефть на планете заканчивается, а, следовательно, рано или поздно бензин будет стоить безумно дорого (хотя и сейчас это уже не дешевое удовольствие).

Пока для авто такого типа имеется проблема - это заправка. Вам нужно будет найти ближайшую водородную заправочную станцию, чтобы ехать после того, как бак опустеет, а в настоящее время таких АЗС единицы в некоторых европейских странах и США, в то время как в большинстве стран водородных АЗС вообще нет. Предположительно к 2020 году количество водородных заправочных станций увеличат в разы, но и этого будет совершенно недостаточно.

Сколько стоит электромобиль и автомобиль на водороде

Стоимость  Toyota Mirai составляет 58 325 долларов в США и 66 000 евро в ЕС, совсем недешево, и сравнимо с автомобилями класса «премиум». Tesla Model S в США продается по цене от  62 400 до 85 900 долларов в зависимости от комплектации. В Европе от 54 720 до 73 000 евро. Ожидаемая цена Model 3 – $35 000 долларов.

Вот только отражает ли эта цена реальную стоимость автомобиля, как того так и другого? Tesla в убытках уже 11 кварталов подряд. За прошлый год убыток – 889 миллионов долларов. На каждый седан Model S приходится 4 000 долларов убытка.

Mirai не менее убыточен, в прессе озвучивалось что потери Toyota на одном автомобиле достигают 100 000 евро. Не удивительно, что электромобили уже давно ездят по дорогам, а водородные автомобили только сейчас выходят в серию.

На сегодняшний день итог, кажется, очевиден, электромобили дешевле, или по крайне мере менее убыточны для производителя, инфраструктура более развита, да и с топливом проблем нет. Радужное будущее от Tesla тем более впечатляет – создать мир, где все автомобили будут ездить на солнечном электричестве, вырабатываемом на станциях зарядки и притом, что оно будет бесплатным для владельцев автомобилей, очень и очень заманчиво. Но сбудется ли?

Автомобили на водородных топливных элементах очень сложны. Водород в чистом виде эффективно получать пока не откуда. Но все же мы видели множество примеров когда самые казалось бы нерешаемые технические проблемы решались. Возможно, так будет и с водородным транспортом.