Listopad 2013 byl ve znamení skutečnosti, že Toyota představila veřejnosti nový vůz - reprezentativní sedan, který společnost nejprve vyvinula jako hybridní vodíkový automobil s palivovými články.
Prezentace se konala v jednom z největších autosalonů v Tokiu, kde prezident společnosti oznámil název původního vynálezu „Toyota Mirai“ a oznámily také plány koncernu na blízkou budoucnost.
Parametry vodíkového auta od Toyoty
Základem nového modelu byla "Toyota FCV". Současně byly kvalitativně vylepšeny a modernizovány hlavní systémy a jednotky, čímž vzniklo samostatné mistrovské dílo automobilové výroby. Optimální světlou výšku 130 mm, útulné proporce čtyřmístného sedanu a pohon předních kol dotváří základní výbava s koly z lehké slitiny R17 a unikátní hybridní zástavbou FCA110.
Právě tato instalace umožňuje vozu provádět akce a plnit své funkce pomocí vodíkových palivových článků - chemická reakce mezi kyslíkem a vodíkem a v důsledku toho generovaná elektřina.
V tomto případě nedochází k procesu spalování a přeměna vodíku na elektrický proud probíhá s maximální účinností 83 % (to je při průměrné účinnosti motorů Toyota 23 %).
Elektromotor nové Toyoty Mirai má maximální výkon 154 koní neboli 113 kilowattů. Elektřina vyrobená palivovými články prochází speciálním zvyšovacím měničem. Dále se stejnosměrný proud převede na střídavý proud, čímž se napětí zvýší na 650 voltů.
Toyota Mirai – bezpečnost na silnici i v atmosféře
O výhodách nového vozu se můžeme bavit dlouho. Vypadají obzvláště sebejistě a výhodně ve srovnání s jakýmikoli moderními vozidly vybavenými spalovacími motory nebo hybridy. Za hlavní výhody "Toyota Mirai" lze považovat následující:
- Rychlé doplňování paliva - naplnění dvou nádrží netrvá déle než tři minuty;
- Nulové emise škodlivých látek do atmosféry;
- Výkonová rezerva na jedné čerpací stanici (jedna nádrž vystačí na 650 km).
I ve srovnání s elektrickými vozidly je Mirai úspěšnější jednotkou, alespoň vzhledem k tomu, že elektromobily se nabíjejí několik hodin a na jedno nabití mohou ujet mnohem kratší vzdálenost.
Výroba automobilů na vodík v Japonsku a ve světě
Náklady na vodíková auta nové generace se budou podle přibližných propočtů pohybovat mezi 57-70 tisíci dolary. Toyota Mirai se začne prodávat v prosinci 2014 (pro japonský automobilový trh) a prodej Toyoty na vodíkový pohon bude zahájen v roce 2015 v Evropě a Spojených státech.
Dalším ne zcela vyřešeným problémem je problém tankování vodíkových aut při jejich hromadném prodeji. V některých zemích se již začínají objevovat vodíkové čerpací stanice, ale k plošnému rozvoji zatím nedošlo.
Například v celé Evropě je takových čerpacích stanic pouze 82, v Americe 124 a v Číně 23 čerpacích stanic na vodík.
Mimochodem, jiný japonský výrobce nedávno oznámil, že uvádí na trh svůj vodíkový vůz, Honda FCV (první prototyp Honda FCX Clarity byl uveden na trh již v roce 1999) a v roce 2016 se v Japonsku začne prodávat nová Honda Fuel Cell eXperimental, Evropě a USA.
Technologie
Představte si, že výfukové potrubí vašeho auta nevypouští škodlivou směs oxidu uhličitého, oxidu uhelnatého, uhlovodíků, benzenu a různých pevných částic. pouze voda.
Může to znít jako sci-fi příběh, ale ve skutečnosti se jedná o skutečné nové auto s názvem Toyota Mirai, které se letos objeví v ulicích.
Auto na vodík
Zatímco jsme zvyklí tankovat do auta benzín nebo naftu, nový "japonský zázrak" - Mirai - běží na nejběžnějším prvku ve vesmíru - vodík.
Plynný vodík se plní do nádrže automobilu stejným způsobem jako benzín a poté se speciální palivový článek, který vytváří chemickou reakci v důsledku přeměny vodíku a kyslíku. elektřina, která je hnací silou stroje. Co je překvapivé: jediným vedlejším produktem tohoto procesu je voda.
Nepochybně jste již slyšeli o elektromobilech, které bez dobíjení nedojedou daleko a jejich maximální rychlost se pohybuje do 70 km/h. Mirai je však na alternativní palivo mimo soutěž.
Toto vozidlo může zrychlit na 179 km/h, a do 100 km/h auto zrychlí 9,6 sekundy a hlavně umí jezdit bez dalšího tankování 482 km. Ultramoderní nádrže z uhlíkových vláken se plní asi Deset minut.
Když se řekne vodík jako palivo, někteří lidé si možná vybaví německou vzducholoď Hindenburg, která shořela nad New Jersey v USA v roce 1937.
Konstruktéři Toyoty Mirai však ujišťují, že tato situace je u tohoto vozu redukována na „ne“ díky neprůstřelný nádrže obsahující vodíkové palivové články. Proto je mnohem pravděpodobnější, že konvenční plynová nádrž bude při nehodě vyhozena do povětří.
Obecně má auto ambice dobýt celý svět. Toyota si ale musí pospíšit, protože Honda, Ford a Nissan plánují příští rok uvést na trh vozidla s podobnými technologiemi.
Kdyby všechna auta jezdila na vodík, vzduch v našich městech by byl mnohem čistší. Navíc to všichni vědí světová ropa dochází a proto dříve nebo později bude benzín stát šíleně drahý (i když ani teď už to není levné potěšení).
Ukazuje se, že pokud všichni lidé přejdou na taková auta, pak lidstvo může udělat krok k tomu zbavit se problémů spojených se znečištěním životního prostředí.
Nevýhody vodíkového auta
Ale samozřejmě není vše tak růžové, jak bychom si přáli. Existovat vážné problémy, který se může stát kamenem úrazu na cestě k alternativě k benzinovým motorům.
1. Vodíková vozidla jsou v současné době velmi drahý. Do prodeje by se měl dostat Mirai, čtyřdveřový sedan 99 700 dolarů. Zatímco náklady na auto s benzínovým motorem stejné třídy jsou přibližně 30 000 $.
2. Další problém je doplňování auta budoucnost. Po vyprázdnění nádrže budete muset najít nejbližší čerpací stanici na vodík, a v současné době je takových čerpacích stanic v některých evropských zemích a USA málo, zatímco ve většině zemí nejsou žádné čerpací stanice na vodík vůbec. Předpokládá se, že do roku 2020 se počet vodíkových čerpacích stanic výrazně zvýší, ale stane se tak zcela nedostatečné.
3. Naplnění plné nádrže Toyota Mirai bude stát cca 103 dolarů o které jde dvakrát tolik, než natankovat auto s benzinovým motorem stejné třídy, které ujede stejně 482 km.
Dotace na vodíková auta
Problémy s náklady na infrastrukturu lze samozřejmě částečně vyřešit vlády kteří jsou schopni vytvářet pobídky: poskytovat zákazníkům různé slevy nebo dokonce poskytovat lidem tankování vodíku zdarma.
To se již děje v Japonsku, zemi, která má obavy o svou energetickou bezpečnost (zejména po jaderné katastrofě ve Fukušimě).
Japonská vláda velmi pomáhá obyvatelům dotacemi na nákup vodíkových aut (výše dotace je téměř 27 000 $) v rámci programu, na který bude ze státního rozpočtu vyčleněno 400 milionů dolarů.
S pomocí tohoto programu je plánováno pomoci obyvatelům Japonska k nákupu 6 000 soukromých vozidel poháněných vodíkem.
Mezitím ve Spojených státech Kalifornský státní energetický výbor slíbil 205 milionů dolarů poskytnout téměř 70 čerpacích stanic vodíkové palivo do konce příštího roku. Kalifornie také platí 12 000 dolarů kteří kupují vodíková auta.
Ale ve Spojeném království taková auta budou stát drahý, z toho prostého důvodu, že technologické firmy tam mají tendenci "nafukovat" ceny. Lidé v zamlženém Albionu připraven tradičně platí za takové zboží více než obyvatelé jiných vyspělých zemí.
Britská vláda ze své strany slíbila 17 milionů dolarů stavět více 15 vodíkové stanice na jihovýchodě země.
Výroba vodíku
Dalším problémem těchto strojů je výroba vodíku, protože se jedná o poměrně problematickou akci.
Nejběžnější metodou je tzv parní reformování. Zahrnuje to, že se pára smísí se zemním plynem, poté se zahřeje na určitou teplotu a poté se přidá katalyzátor, jako je nikl, což má za následek vodík a oxid uhelnatý (jedovatý plyn). U 95 % Tímto způsobem se vyrábí světový vodík.
Bohužel to není proces šetrný k životnímu prostředí, protože výsledek ano vedlejší produkty. Přestože tedy samotný vodík v autě neznečišťuje životní prostředí, Výroba toto palivo bude znečistit náš vzduch s vámi.
Výsledkem je, že i zastánci vodíkových aut připouštějí, že výroba vodíku bude přinejlepším znečišťovat životní prostředí, stejně jako auta na benzín. a v nejhorším i mnohem víc.
Vědci nyní vyvíjejí "zelené praktiky" výroba vodíku, jako je získávání vodíku z kukuřičných slupek nebo používání větrných turbín k napájení elektrolýzy vody.
V současné době neměl vynalezli ekologické a dostatečně účinné metody výroby vodíkového paliva pro každodenní tankování milionů aut.
Fanoušci aut na vodíkový pohon jsou samozřejmě skálopevně přesvědčeni, že se musíme posunout vpřed, protože naše budoucnost závisí na provozu vozidel, která naší planetě neublíží.
Problémy vodíkových aut
Toyota tvrdí, že Mirai vyniká právě v tom 100 ml voda na cca. 2 km cesta. Odhaduje se, že například v UK najedou všechna auta ročně asi 488 miliard km. To znamená, že pokud by každé auto bylo Toyota Mirai, pak by únik ze všech aut činil 3 miliardy litrů vody a páry ročně.
Litr nafty za euro? V Hamburku? Fantastický! Dobře si pamatuji, že před rokem, když jsem cestoval autem po Evropě, byla nafta znatelně dražší. Ale tady je další čerpací stanice - a také eura za litr... Prostě v Německu se na rozdíl od Ruska ceny ropných produktů rychle přepisují podle ceny ropy, a to nejen směrem nahoru, ale i dolů.
Je dokonce škoda, že dnes nepotřebuji ani naftu, ani benzín – vždyť po okraji Hamburku jezdím v prvním sériově vyráběném voze na palivové články na světě. Tankování futuristického sedanu vyžaduje pouze vodík.
POD TLAKEM
Vše probíhá přesně jako na běžné čerpací stanici. Přes terminál zaplatím požadované množství paliva, připojím zátku k plnicímu hrdlu a během tří až čtyř minut vodík plní palivové nádrže. Jedná se o dva vysokotlaké válce (700 bar) z uhlíkových vláken s třívrstvou strukturou: 60litrový je umístěn pod zadním sedadlem a druhý (62,4 litru) je blíže zadnímu zavěšení. Celková kapacita je pět kilogramů vodíku.
Pro celé Německo – pouze devatenáct veřejných vodíkových stanic. Toyota Mirai ujede podle výrobce 500 km na plné nádrže a testovací trasa je vytyčena tak, že nevstanu v terénu; ale je zřejmé, že současná vodíková infrastruktura zatím není schopna majitelům vodíkových vozidel zajistit pohodlný život.
Situace se změní do roku 2023, kdy počet vodíkových čerpacích stanic v Německu přesáhne čtyři stovky. Náklady na projekt jsou přes 400 milionů eur, jeden milion na každou čerpací stanici. Působivou část prostředků investují Toyota, BMW, Volkswagen a Daimler.
V Japonsku bude do konce roku fungovat asi osmdesát vodíkových čerpacích stanic, a to i za účasti automobilek. V USA - asi třicet.
Přecházím od teorie k praxi. Zapnu (jak nezvyklé použít tento termín!) auto tlačítkem Start/Stop, resetuji palubní počítač, malým joystickem na konzole zvolím režim Drive a naprosto tiše vyjedu.
Při tankování „do plného“ se do nádrží mého auta dostal přesně kilogram vodíku. Před tankováním palubní počítač sliboval 260 km dojezdu. Po - 330 km. Ale jsem si jistý, že zvládnu řídit všech pět set!
KILO NADĚJE
Toyota Mirai je v podstatě elektromobil. Elektřina se vyrábí v zásobníku palivových článků interakcí vodíku a kyslíku. Elektrický proud prochází invertorem (Fuel Cell Boost Converter), kde se mění ze stejnosměrného na střídavý a napětí se zvyšuje na 650 V.
Reakce probíhá bez spalovacího procesu a „výfukem“ je neškodná vodní pára.
Trakční synchronní elektromotor pohání přední kola. Napájení nepochází pouze z palivových článků, ale také z nikl-metal hydridové baterie umístěné v zadní části vozu s maximálním výkonem 21 kW: je poháněna při rekuperačním brzdění a dodává energii při prudké akceleraci. Maximální výkon elektromotoru je 113 kW (154 k).
Mirai váží 1850 kg a jedna a půl stovky „koní“ neslibovala nic zajímavého. Jenže vodíkové auto se v žádném případě ukázalo jako bezzubé! Točivý moment 355 Nm, dostupný v celém rozsahu otáček, zajišťuje sebejistou akceleraci. A zrychlení v režimu Power (vynucená aktivace sekundární baterie) je takové, že jste zatlačeni do sedačky – deklarovaných 9,6 sekund zrychlení na stovky nedobrovolně uvěříte. Na neomezené dálnici jsem bez námahy rozptýlil Mirai na 180 km/h!
Díky nízkému těžišti je ovladatelnost velkého sedanu velmi spolehlivá. Ale není odvaha. Musíte jet klidně, užívat si plynulosti a ticha. Až při intenzivní akceleraci vtrhne do kabiny sotva znatelné dunění trolejbusu.
Dvoubarevný interiér je příjemný na pohled a pohodlný. I přes exotickou architekturu panelu nepociťuji žádné nepříjemnosti – ergonomie je v pořádku a ve výbavě nechybí ani vyhřívaná zadní sedadla a volant. Rozčiluje jen nestydatě brzdící multimediální systém s dotykovými tlačítky.
Na dálnici jsem ujel doslova pět kilometrů. Vyjel jsem na vedlejší silnici, zapnul režim Eco a jel extrémně odměřeně. Nyní si představte mé překvapení, když po 65 km palubní počítač opět začal ukazovat dojezd „před tankováním“: 260 km. Ukazuje se, že i přes mou snahu by na kilogram vodíku vydrželo jen elektronikou slibovaných 70 km – a v reálných podmínkách bude dojezd na plné nádrže zhruba 350 km. Ne pět set.
ČEKÁNÍ NA SLEVY
Doposud jsem nezmínil to hlavní: právě za tento kilogram vodíku jsem na čerpací stanici v Hamburku zaplatil 9,5 eura. I když škrtnete dálnici a předpokládáte, že důchodcovským tempem bych na tomto kilogramu ujel asi sto kilometrů, vyjde to neslušně draho. Naftové auto podobného výkonu by v podobném jízdním režimu vyžadovalo ne více než pět litrů nafty, což by mě stálo pět eur – tedy poloviční cenu!
A ukazuje se, že jediným důvodem pro koupi Mirai je starost o životní prostředí. Ano, a to je velmi pochybné. Když se totiž vodík získává ze zemního plynu pomocí parního reformování (tak se vyrábí asi polovina veškerého vodíku), uvolňuje se oxid uhličitý jako vedlejší produkt. A výroba vodíku elektrolýzou vody je dražší a energeticky náročnější proces.
Posledním hřebíčkem do rakve zdravého rozumu je cena. V Německu bude Toyota Mirai stát minimálně 66 tisíc eur! Při současných nákladech na vodíkové palivo nevidím důvod kupovat toto futuristické vodíkové auto. Samozřejmě, že elektrická vozidla byla zpočátku také skeptická, ale nyní si Tesla získala srdce a mysli lidí po celém světě. Populární se ale neobjevil hned, navíc si to mohou dovolit jen měšci.
Pokud jednoho dne přece jen zajedeme do zářivé vodíkové budoucnosti, nebude to v sedanu s krásným jménem Mirai, ale v dostupnějším a účinnějším voze. Ale úspěch Japonců, kteří uvedli do série první vodíkové auto na světě, si zaslouží potlesk. A jak je při zvláštních příležitostech zvykem, dávám jim bouřlivé ovace.
Příběh
Francouzský chemik a přírodovědec Antoine Laurent Lavoisier je uznáván jako oficiální objevitel chemického prvku, který zaujímá první buňku periodické tabulky. V roce 1783 zjistil, že vodík je součástí vody. První pístový motor poháněný vodíkem sestrojil francouzsko-švýcarský vynálezce François Isaac de Rivaz v roce 1807. Vodík získával elektrolýzou vody. A výfukové plyny byly směsí vodní páry a dusíku.
Konkurent
Na konci října Honda ukázala malý vodíkový sedan Honda Clarity Fuel Cell. Princip fungování je naprosto stejný jako u Mirai. Výkon elektrárny je cca 100 kW (135 k), deklarovaná výkonová rezerva je 700 km, doba tankování nepřesáhne tři minuty. Zahájení výroby je naplánováno na jaro 2016.
Prodej Toyoty Mirai („budoucnost“ v Japonsku), prvního sériově vyráběného vozu na vodíkový pohon na světě. Cena novinky je 7 236 000 jenů (cca 61 100 USD), přičemž japonská vláda nákup dotuje částkou 2,02 milionu jenů (něco přes 17 000 USD). Prodej měl podle plánů společnosti začít na jaře 2015, ale protože počet předobjednávek překonal očekávání, bylo rozhodnuto posunout termín na brzký termín.
Mirai je čtyřdveřový sedan poháněný elektromotorem o výkonu 151 koní. s., která přijímá energii z konvertoru, jehož výchozí látkou je vodík, uložený ve dvou nádržích z uhlíkových vláken pod tlakem 70 MPa. Kyslík potřebný pro chemickou reakci pochází přímo z chladiče automobilu, když je v pohybu. Jedno natankování vystačí na ujetí 480 km a samotné naplnění 5 kilogramy (170 litrů) vodíku trvá zhruba 3 minuty. Maximální rychlost Mirai je 111 mph (asi 180 km/h), přičemž zrychlení na 100 km/h trvá 9 sekund.
Pod kapotou Mirai
V Evropě bude vůz oficiálně představen na autosalonu v Ženevě a v Americe se začne prodávat na konci příštího roku pouze za cenu 57 500 dolarů (což je srovnatelné s nápadem Elona Muska – elektromobily Tesla) v Kalifornii a pouze v nákladu 200 exemplářů - v tuto chvíli nejsou ve Spojených státech žádné čerpací stanice vodíku a Toyota spolu s Air Liquide plánuje do začátku prodeje postavit 12 z nich - cena jedné stanice je 7,2 mil. USD Podle očekávání může být konečná cena za vůz s přihlédnutím ke všem slevám a státním dotacím 45 000 USD.
Uvnitř Mirai
Kromě svého přímého účelu může elektrárna automobilu sloužit také jako druh domácí elektrárny pro domácnost: inženýři tvrdí, že s pomocí systému Power take off System, který vyvinuli, může být průměrný japonský dům napájen vyrobenou elektřinou. po dobu 5 dnů. Je zajímavé poznamenat, že myšlenka tohoto nestandardního použití vozu vznikla kvůli značným rizikům katastrof v Japonsku, kdy tsunami nechá celá města bez elektřiny.
Bez ohledu na to, zda má Elon Musk důvod k obavám, TASS s odkazem na bývalého saúdskoarabského ministra Ahmeda Zaki Yamaniho poznamenává, že „věk ropy se blíží ke konci“:
V důsledku šíření alternativních zdrojů bude poptávka po ropě klesat. V oblasti výroby elektřiny ji již nahrazují jaderné a větrné turbíny. Ropa je stále potřebná pro dopravu, ale poptávka tam klesá kvůli rostoucímu rozšíření hybridních a elektrických vozidel. Ropná éra definitivně skončí, pokud bude možné prakticky zavést vodíkové palivo a vyrobit ho levně.“
říká odborník.
Ekologie spotřeby. Motor: Toyota oznámila zahájení prodeje na domácím trhu v Japonsku prvního sériově vyráběného vozu na vodíkové palivové články – modelu Mirai. Nyní inovativní sedan vstupuje na mezinárodní trh
V Japonsku jsou v plném proudu prodeje prvního sériově vyráběného vozu C na světě, sedanu Mirai („Budoucnost“) vyráběného společností Toyota Motor Corp.
Vzhledem k vysokému zájmu o nový model v Japonsku již počet předobjednávek překonal prodejní cíl v zemi. Japonská automobilka plánovala do konce loňského roku vyrobit 700 vozidel na palivové články, ve kterých se elektřina pro motor vyrábí kombinací vodíku z nádrže s atmosférickým kyslíkem. 400 z nich by mělo jít na domácí trh, 200 - do USA a 100 - do zemí západní Evropy. V této souvislosti oznámila, že do konce roku 2016 investuje 20 miliard jenů (asi 162 milionů USD) do rozvoje výroby automobilů s vodíkovými motory, přičemž ztrojnásobila výrobu sedanů Mirai (až 2,1 tisíce ročně). .
Část investice bude směřovat do rozšíření exportu takových strojů do západní Evropy a Spojených států. Ty by se podle Toyoty měly stát hlavním externím trhem pro vodíková vozidla. Celkem do konce roku 2017 hodlá automobilka dodat do Spojených států více než 3000 sedanů Mirai.
Výrazného nárůstu výroby vodíkových aut (až 50 tisíc ročně) bude dosaženo v roce 2020, kdy se budou konat letní olympijské hry v Tokiu. Ty by podle místních úřadů měly být velkým krokem k rozšíření využití vodíku nejen v automobilovém průmyslu, ale také v energetice. A v roce 2030 bude každé desáté auto prodané v Japonsku na palivové články, což podle prognózy poradenské společnosti Deloitte Tohmatsu Consulting Co. přinese japonské ekonomice zisk dalších 4,4 bilionu jenů (asi 36,9 miliardy dolarů).
Náklady na nový sedan Mirai v Japonsku jsou 7,23 milionu jenů (60,7 tisíc dolarů), přičemž vláda poskytuje dotace ve výši 17 tisíc dolarů každému kupci takových vozů v zemi. Majitelům navíc nabízí nepřetržitou bezplatnou silniční asistenci a také osmiletou záruku na elektromotor a palivové články. Jediným produktem motoru Mirai je voda, do atmosféry se neuvolňují žádné škodlivé látky. Nádrž vodíkového paliva vystačí asi na 650 km a plné natankování trvá asi tři minuty.
Další velká japonská automobilka Honda Motor Co. v příštím roce také plánuje začít prodávat výkonově podobný vůz na vodíkový pohon jako Mirai. Společnost Nissan Motor Co. za tři roky představí svůj model palivových článků.
Vůz je obdařen elektrocentrálou TFCS (Toyota Fuel Cell System) o maximálním výkonu 114 kW, která kombinuje výhody vodíkových palivových článků a hybridního pohonu. Stroj neprodukuje škodlivé emise do atmosféry, protože jediným produktem TFCS je voda.
Toyota zdůrazňuje, že Mirai nabízí nejvyšší úroveň bezpečnosti. Zásobníky vodíku jsou tedy vyráběny výhradně v Toyotě s maximální kontrolou kvality. Speciální konstrukce nádrže z několika vrstev polymerních materiálů a uhlíkových vláken zajišťuje pevnost a efektivní absorpci energie v případě deformace.
Předkolizní systém (PCS) je zodpovědný za automatické brzdění v případě vysokého rizika nehody. Pokud palubní elektronika zaregistruje skutečnost nehody, dodávka vodíku z nádrže se okamžitě zastaví. Podle potřeby se aktivuje jeden nebo více z osmi airbagů.
Inovativní sedan má jedinečný design a dobrou ovladatelnost díky rekordně nízkému těžišti.
U příležitosti komerčního uvedení Mirai prezident Toyoty Akio Toyoda řekl: „Představovali jsme si budoucnost, ve které bude mít lidstvo ekologická auta, která nebudou zcela spoléhat na zásoby ropy. Byly to odvážné, inspirované sny. Dnes se staly realitou. Jsme připraveni vyrábět vozy, o kterých jsme snili. A první jsme pojmenovali Mirai. Viděl jsem budoucnost. Je to velmi blízko." zveřejněno
P.S. A pamatujte, že jen změnou vaší spotřeby měníme společně svět! © econet
