Листопад 2013 був ознаменований тим, що концерн «Toyota» представив на загальний огляд новий автомобіль – презентабельний седан, який першим був розроблений компанією як гібридне водневе авто на паливних елементах.
Презентація проводилася в одному з найбільших автосалонів Токіо, де президентом компанії було оголошено назву оригінального винаходу, Toyota Mirai, а також були озвучені плани концерну на найближче майбутнє.
Параметри водневого автомобіля від Toyota
В основу нової моделі була взята Toyota FCV. При цьому основні системи та агрегати якісно удосконалили та модернізували, створивши відокремлений шедевр автомобільного виробництва. Оптимальний кліренс у 130 мм, затишні пропорції чотиримісного седана та передній привід довершує базова комплектація з легкосплавними дисками R17 та унікальною гібридною установкою FCA110.
Саме ця установка дозволяє автомобілю робити дії та виконувати свої функції за допомогою водневих паливних елементів – при хімічній реакції між киснем та воднем, та виробленої внаслідок цього електроенергії.
Процес горіння при цьому не відбувається, а перетворення водню на електричний струм здійснюється з максимальним ККД в 83% (це при середньому показнику ККД двигунів автомобілів «Toyota» - 23%).
Електродвигун нової Toyota Mirai має максимальну потужність в 154 кінські сили або 113 кіловат. Електрика, що виробляється за допомогою паливних елементів, проходить через спеціальний підвищуючий перетворювач. Далі відбувається перетворення постійного струму змінний, збільшуючи напругу до 650 вольт.
Toyota Mirai - безпека на дорозі та в атмосфері
Про переваги нового автомобіля можна говорити досить довго. Особливо впевнено та виграшно вони виглядають у порівнянні з будь-якими сучасними транспортними засобами, оснащеними двигунами внутрішнього згоряння або гібридами. Основними достоїнствами «Toyota Mirai» можна вважати наступні:
- Швидка заправка - не більше трьох хвилин йдуть на заправку двох резервуарів;
- Нульові викиди шкідливих речовин, у атмосферу;
- Запас ходу однією заправці (одного бака вистачить на 650 км).
Навіть у порівнянні з електромобілями Mirai – успішніший агрегат, враховуючи хоча б те, що електромобілі заряджаються кілька годин і проїхати на одній підзарядці можуть набагато менша відстань.
Серійні автомобілі на водні в Японії та світі
Вартість водневих автомобілів нового покоління за приблизними розрахунками коливатиметься в межах 57-70 тисяч доларів. Toyota Mirai надійде в інтрейд вже в грудні 2014 року (для автомобільного ринку Японії), а в країнах Європи та Сполучених Штатах продажі водневої Тойоти стартують у 2015 році.
Ще одним не до кінця вирішеним питанням залишається проблема заправки водневих автомобілів за їх масового продажу. У деяких країнах водневі заправні станції вже починають з'являтися, проте широкого розвитку наразі немає.
Наприклад, по всій Європі таких заправок всього 82, в Америці – 124, у Китаї можна нарахувати 23 водневі заправні станції.
До речі, ще один японський виробник заявив днями, що пускає в серію свій водневий автомобіль - Honda FCV (перший прототип Honda FCX Clarity був випущений ще 1999 року) і 2016 нова Fuel Cell eXperimental Хонда буде продаватися в Японії, Європі та США.
Технології
Уявіть, що замість викидати шкідливу суміш двоокису вуглецю, окису вуглецю, вуглеводнів, бензолу та різних твердих частинок, вихлопна труба Вашого автомобіля випускає тільки воду.
Це може звучати як науково-фантастична розповідь, але насправді є реальним новим автомобілем під назвою Toyota Mirai,який з'явиться на вулицях вже цього року.
Авто на водні
У той час, як ми звикли заповнювати бензином або дизельним паливом свій автомобіль, нове "японське диво" - Мірай - працює на найпоширенішому елементі у всесвіті - водню.
Газоподібний водень заправляють у бак автомобіля так само, як і бензин, а потім особливий паливний елемент, що виробляє хімічну реакцію за рахунок водню та кисню, перетворює електроенергію,яка є рушійною силою машини. Що дивно: єдиним побічним продуктом цього процесу є вода.
Безперечно, Ви вже чули про електромобілі, які далеко не можуть виїхати без підзарядки, а їхня максимальна швидкість варіюється в межах 70 км/год. Однак Мірай на альтернативному виді палива поза конкуренцією.
Цей автомобіль може розігнатися до 179 км/год,причому до 100 км/год машина розганяється за 9.6 секунді, найголовніше, вона здатна проїхати без додаткової дозаправки 482 км.Ультрасучасні баки з вуглецевого волокна заповнюються приблизно за десять хвилин.
При згадці водню як паливо деякі люди можуть згадати про німецький дирижабль Гінденбург, який згорів над штатом Нью-Джерсі, США в 1937 році.
Однак конструктори Toyota Mirai запевняють, що на цьому автомобілі така ситуація зведена на "ні" завдяки куленепробивнимрезервуарам, у яких розміщено водневі паливні елементи. Тому у звичайного бензинового бака набагато більше шансів бути підірваним внаслідок ДТП.
Загалом авто має амбіції підкорити весь світ. Але компанії Toyota потрібно поспішати, бо наступного року Honda, Ford та Nissan планують випустити на ринок автомобілі зі схожими технологіями.
Якби всі автомобілі їздили воднем, то повітря в наших містах було б набагато чистіше. До того ж усім відомий факт, що нафту на планеті закінчується,а, отже, рано чи пізно бензин коштуватиме дуже дорого (хоча і зараз це вже не дешеве задоволення).
Виходить, що якщо всі люди пересядуть на такі автомобілі, то людство може зробити крок до позбавлення від проблем, пов'язаних із забрудненнями навколишнього середовища.
Недоліки автомобіля на водні
Але, звичайно, не все так райдужно, як хотілося б. Існують серйозні проблеми,які можуть стати каменем спотикання на шляху альтернативи бензинових двигунів.
1. В даний час автомобілі на водні Дуже дорогі.Мірай, чотиридверний седан, має надійти у продаж за 99700 доларів.В той час, як вартість автомобіля з бензиновим двигуном такого ж класу становить приблизно 30 000 доларів.
2. Наступна проблема – це заправка автомобілямайбутнього. Вам потрібно буде знайти найближчу водневу заправну станцію, щоб їхати після того, як бак спорожніє, а в даний час таких АЗС одиниці в деяких європейських країнах та США, тоді як у більшості водневих АЗС взагалі немає. Імовірно, до 2020 року кількість водневих заправних станцій збільшать у рази, але і цього буде зовсім недостатньо.
3. Заправка повного бака Toyota Mirai буде коштувати близько 103 долари,що приблизно в два рази більше,чим заправити автомобіль на бензиновому двигуні того ж класу, який проїжджає ті ж 482 км.
Субсидії для авто на водні
Звичайно, питання вартості інфраструктури можуть бути частково вирішені. урядами,які можуть створити стимули: надавати покупцям різні знижки або навіть забезпечувати людей заправкою воднем безкоштовно.
Це вже відбувається в Японії – у країні, де турбуються про свою енергетичну безпеку (особливо після ядерної катастрофи на Фукусімі).
Уряд Японії дуже допомагає населенню субсидіями на купівлю водневих автомобілів (сума субсидії становить майже 27 000 доларів)у рамках програми, на яку виділять 400 млн. доларів із державного бюджету.
За допомогою цієї програми планується допомогти населенню Японії закупити 6 000 приватних транспортних засобів, що працюють на водні.
Тим часом у США Комітет енергетики штату Каліфорнія пообіцяв 205 млн. доларівдля забезпечення майже 70 АЗСводневим паливом до кінця наступного року. У Каліфорнії також виплачують 12 000 доларівтим, хто купує автомобілі на водні.
А ось у Великій Британії такі автомобілі коштуватимуть дорожче,з тієї простої причини, що технологічні компанії, як правило, "роздмухують" там ціни. На туманному Альбіоні люди готовіплатити за такий товар традиційно більше, ніж мешканці інших розвинених країн.
Британський уряд зі свого боку пообіцяв 17 млн. доларівдля будівництва ще 15 водневих станцій на Південному Сході країни.
Виробництво водню
Ще однією проблемою таких машин є виробництво водню,оскільки це досить проблематичний захід.
Найбільш поширений метод називається паровий реформінг.Він полягає в тому, що пара змішується з природним газом, потім нагрівається до певної температури з подальшим додаванням каталізатора, такого як нікель, в результаті чого утворюється водень і моноксид вуглецю (отруйний газ). Біля 95 % водню у світі виробляється цим шляхом.
На жаль, це не екологічно чистий процес, тому що результатом є і побічні продукти.Таким чином, хоча сам по собі водень в автомобілі не забруднює довкілля, виробництводаного палива буде забруднюватинаше з Вами повітря.
У результаті навіть захисники автомобілів на водневому паливі зізнаються, що виробництво водню забруднюватиме довкілля в кращому разі як автомобілі на бензинових двигунах, а у гіршому – значно більше.
Вчені зараз розробляють "зелені методи"виробництва водню, такі як вилучення водню з кукурудзяного лушпиння або використання вітряних турбін для живлення електролізу води.
В даний час не булопридумано екологічно чистих та досить ефективних методів виробництва водневого палива для щоденної заправки мільйонів автомобілів.
Звичайно ж, шанувальники автомобілів, що працюють на водневому паливі, непохитні: вони впевнені, що ми повинні просуватися вперед, бо наше майбутнє залежить від роботи автотранспорту, який не завдаватиме шкоди нашій планеті.
Проблеми водневих автомобілів
Компанія Toyota стверджує, що Mirai виділяє все 100 млводи на приблизно 2 кмшляхи. Підраховано, що, наприклад, у Великій Британії всі автомобілі проїжджають близько 488 млрд. км на рік. Це означає, що якби кожен автомобіль був би Toyota Mirai, то витік від усіх автомобілів склав би 3 млрд. л води та водяної пари щороку.
Літр дизеля за євро? У Гамбурзі? Фантастика! Чудово пам'ятаю, що рік тому, коли я подорожував машиною Європою, солярка була відчутно дорожчою. Але ось чергова АЗС - і теж євро за літр... Просто в Німеччині, на відміну від Росії, ціни на нафтопродукти оперативно переписують за ціною на нафту не тільки в більший бік, але і в меншу.
Навіть шкода, що ні дизель, ні бензин мені сьогодні ні до чого - адже я веду околицями Гамбурга перший у світі серійний автомобіль на паливних елементах. Для заправки футуристичного седана потрібен тільки водень.
ПІД ТИСКОМ
Все відбувається точнісінько як на звичайній АЗС. Через термінал я оплачую необхідну кількість палива, приєдную штекер до заправної горловини, і протягом трьох-чотирьох хвилин водень заповнює паливні баки. Це два балони високого тиску (700 бар) із вуглепластику з тришаровою структурою: 60‑літровий розміщений під заднім сидінням, а інший (62,4 л) – ближче до задньої підвіски. Сумарна ємність – п'ять кілограмів водню.
На всю Німеччину лише дев'ятнадцять загальнодоступних водневих заправок. Як запевняє виробник, Toyota Mirai на повних баках може проїхати 500 км, а тестовий маршрут прокладено так, що в полі я не встану; Однак очевидно, що нинішня воднева інфраструктура поки що не в змозі забезпечити комфортне життя власникам водневих автомобілів.
Ситуація зміниться до 2023 року, коли кількість водневих заправок у Німеччині перевищить чотири сотні. Вартість проекту – понад 400 мільйонів євро, по мільйону на кожну АЗС. Велику частину коштів інвестують фірми Toyota, BMW, Volkswagen та Daimler.
У Японії до кінця року функціонуватиме близько вісімдесяти водневих АЗС, також за участю автовиробників. У США – близько тридцяти.
Я ж переходжу від теорії до практики. Включаю (як незвично застосовувати цей термін!) автомобіль кнопкою Start/Stop, обнуляю тріп-комп'ютер, маленьким джойстиком на консолі вибираю режим Drive і безшумно рушаю з місця.
При заправці "до повного" в баки моєї машини вліз рівно кілограм водню. До заправки тріп-комп'ютер обіцяв 260 км шляху. Після – 330 км. Але я впевнений, що зможу проїхати усі п'ятсот!
КІЛО НАДІЇ
Toyota Mirai – по суті, електромобіль. Електрика виробляється у блоці паливних елементів при взаємодії водню та кисню. Електричний струм проходить через інвертор (Fuel Cell Boost Converter), де перетворюється з постійного на змінний, а напруга збільшується до 650 В.
Реакція відбувається без процесу горіння, а «вихлоп» - нешкідлива водяна пара.
Тяговий синхронний електродвигун надає руху передні колеса. Живлення - не тільки від паливних елементів, а й від розташованої в задній частині машини нікель-металгідридної акумуляторної батареї максимальною вихідною потужністю 21 кВт: вона живиться при рекуперативному гальмуванні та віддає енергію при різких прискореннях. Максимальна віддача електромотора – 113 кВт (154 л.с.).
Mirai важить 1850 кг, і півтори сотні «коней» не обіцяли нічого цікавого. Але водень виявився аж ніяк не беззубим! Крутний момент 355 Н∙м, доступний у всьому діапазоні обертів, забезпечує впевнений розгін. А прискорення в режимі Power (примусово задіюється вторинна батарея) таке, що тебе втискає в сидіння – мимоволі віриш у заявлені 9,6 секунд розгону до сотні. На безлімітному автобані я граючи розігнав Mirai до 180 км/год!
Завдяки низькому центру ваги керованість великого седана дуже надійна. А ось куражу немає. Їздити потрібно спокійно, насолоджуючись плавністю ходу та тишею. Лише при інтенсивних розгонах у салон проривається ледь вловимий тролейбусний гул.
Двоколірний інтер'єр приємний оку та комфортний. Незважаючи на екзотичну архітектуру панелі, я не відчуваю жодних незручностей – ергономіка в порядку, а серед обладнання є навіть обігрів сидінь заднього ряду та керма. Засмутила лише безбожно гальмуюча мультимедійна система із сенсорними кнопками.
Автобаном я проїхав буквально кілометрів п'ять. З'їхав на другорядну дорогу, увімкнув режим Eco і покотив гранично розмірено. А тепер уявіть мій подив, коли через 65 км тріп-комп'ютер знову став показувати «передзаправний» запас ходу: 260 км. Виходить, незважаючи на мої старання, на кілограм водню вдалося протриматися лише обіцяні електронікою 70 км - і в реальних умовах пробіг на повних баках складе близько 350 км. Не п'ятсот.
ЧЕКАЄМО ЗНИЖОК
Досі я не сказав про головне: за цей самий кілограм водню на гамбурзькій заправці я заплатив 9,5 євро. Навіть якщо викреслити автобан і припустити, що в пенсіонерському темпі я б проїхав на цьому кілограмі близько ста кілометрів, виходить непристойно дорого. Дизельний автомобіль схожої потужності в аналогічному режимі їзди зажадав не більше п'яти літрів солярки, яка обійшлася б мені в п'ять євро - вдвічі дешевше!
І виходить, що єдиний сенс на користь покупки Mirai - турбота про навколишнє середовище. Та й дуже сумнівна. Адже при отриманні водню з природного газу за допомогою реакції парової конверсії (саме так виробляється близько половини всього водню) як побічний продукт виділяється вуглекислий газ. А виробництво водню шляхом електролізу води – процес дорожчий та енерговитратний.
Останній цвях у кришку труни здорового глузду – ціна. У Німеччині Toyota Mirai коштуватиме мінімум 66 тисяч євро! За нинішньої вартості водневого палива я не бачу жодної причини для придбання цього футуристичного водню. Звичайно, до електромобілів спочатку теж ставилися скептично, а зараз Tesla завоювала серця та розум людей у всьому світі. Але популярна з'явилася не відразу, до того ж по кишені вона лише товстосум.
Якщо одного разу ми все-таки в'їдемо у світле водневе майбутнє, то аж ніяк не на седані з гарним ім'ям Мірай, а за кермом більш доступної та ефективної машини. Але досягнення японців, які запустили в серію перший у світі водень, заслуговує на оплески. І, як належить у особливо урочистих випадках, я аплодую їм стоячи.
Історія
Офіційним відкривачем хімічного елемента, що займає перший осередок таблиці Менделєєва, визнаний французький хімік і дослідник природи Антуан Лоран Лавуазьє. В 1783 він встановив, що водень входить до складу води. Перший поршневий двигун, що працює на водні, побудував франко-швейцарський винахідник Франсуа Ісаак де Ріваз у 1807 році. Водень він отримував методом електролізу води. А вихлопні гази являли собою суміш водяної пари та азоту.
Конкурент
Наприкінці жовтня компанія Honda показала дрібносерійний водневий седан Honda Clarity Fuel Cell. Принцип дії - точнісінько як у Mirai. Потужність силової установки складає близько 100 кВт (135 к.с.), заявлений запас ходу – 700 км, час заправки не перевищує трьох хвилин. Початок виробництва заплановано на весну 2016 року.
Продажі автомобіля Toyota Mirai («майбутнє» яп.) – першого у світі серійного автомобіля з водневим двигуном. Ціна новинки складає 7 236 000 єн (приблизно $61 100), при цьому уряд Японії субсидує покупку на 2.02 млн ієн (трохи більше як $17 000). Згідно з планами компанії, продажі мали розпочатися навесні 2015 року, однак, оскільки кількість попередніх замовлень перевищила очікування, було прийнято рішення про перенесення дати на ранній термін.
Mirai - чотиридверний седан, двигуном якого є електромотор з потужністю в 151 л. с., одержує енергію від конвертера, вихідною речовиною якого є водень, що зберігається у двох баках з вуглецевого волокна під тиском 70 МПа. Необхідний для хімічної реакції кисень надходить прямо з радіатора автомобіля під час руху. Однієї заправки вистачить на пробіг 480 км, а сама заправка 5 кілограмами (170 літрів) водню триває близько 3 хвилин. Максимальна швидкість Mirai становить 111 миль на годину (близько 180 км/год), при цьому для розгону до 100 км/год потрібно 9 секунд.
Під капотом у Mirai
У Європі автомобіль офіційно презентують на автосалоні в Женеві, а в Америці продажі почнуться в кінці наступного року за ціною $57 500 (що порівняно з дітищем Ілона Маска - електрокарами Tesla) тільки в Каліфорнії і тільки в кількості 200 екземплярів - на даний момент водневі заправні. станції на території США відсутні, і Toyota спільно з Air Liquide планує їх побудувати в кількості 12 штук на початок продажів - ціна однієї станції становить $7.2 млн. Як очікується, кінцева ціна на авто з урахуванням усіх знижок та державних субсидій може становити $45 000.
Усередині у Mirai
Крім свого прямого призначення, силова установка автомобіля може служити ще й своєрідною домашньою електростанцією для дому: інженери стверджують, що за допомогою розробленої ними системи відбору потужності (Power take off System) середній японський будинок може живитися електроенергією, що виробляється, протягом 5 днів. Цікаво відзначити, що думка про це нестандартне використання автомобіля виникла через значні ризики катастроф у Японії, коли через цунамі цілі міста залишаються без електрики.
Незалежно від того, чи є причини хвилюватися Ілону Маску, ТАСС, посилаючись на колишнього міністра Саудівської Аравії Ахмеда Закі Ямані, зазначає, що «епоха нафти добігає кінця»:
Внаслідок поширення альтернативних джерел попит на нафту скорочуватиметься. У сфері генерації електроенергії її вже заміняють атомні та вітряні установки. Для транспорту нафта все ще потрібна, проте попит і там падає через поширення гібридних і електричних машин. Нафтова ера остаточно закінчиться, якщо вдасться практично впровадити водневе паливо та дешево його виробляти”.
каже експерт.
Екологія споживання. Мотор: Toyota оголосила про початок продажів на внутрішньому ринку Японії першого серійного автомобіля на водневих паливних елементах моделі Mirai. Тепер інноваційний седан виходить на міжнародний ринок
У Японії на повну ідуть продажі першого у світі серійного автомобіля з - седана Mirai ("Майбутнє") виробництва компанії Toyota Motor Corp.
Через великий інтерес до нової моделі в Японії кількість попередніх замовлень вже перевищила план продажу всередині країни. До кінця минулого року японський автоконцерн планував випустити 700 машин на паливних елементах, де електроенергія для двигуна виробляється за рахунок з'єднання водню з баку з атмосферним киснем. 400 з них мають надійти на внутрішній ринок, 200 - до США та 100 - до країн Західної Європи. У зв'язку з цим оголосила, що до кінця 2016 року інвестує ¥20 млрд (близько $162 млн) у розвиток виробництва автомобілів із водневими двигунами, збільшивши випуск седанів Mirai утричі (до 2,1 тис. на рік).
Частина інвестицій буде спрямована на розширення експорту таких машин до країн Західної Європи та США. Вони, на думку Toyota, мають стати основним зовнішнім ринком збуту автомобілів на водні. Усього до кінця 2017 року автоконцерн має намір поставити до Сполучених Штатів понад 3 тис. седанів Mirai.
Значне збільшення виробництва машин на водні (до 50 тис. на рік) буде досягнуто 2020 року, коли в Токіо пройдуть літні Олімпійські ігри. Вони, на думку місцевої влади, мають стати великим кроком на шляху розширення використання водню не тільки в автомобілебудуванні, а й в енергетиці. А в 2030 році вже кожен десятий проданий в Японії автомобіль буде на паливних елементах, що, за прогнозом консалтингової компанії Deloitte Tohmatsu Consulting Co., принесе японській економіці додаткові 4,4 трлн прибутку (близько $36,9 млрд).
Вартість нового седана Mirai в Японії становить 7,23 млн дол. ($60,7 тис.), при цьому уряд виділяє субсидії в розмірі $17 тис. кожному покупцю таких машин у країні. Крім того, власникам пропонується цілодобова безкоштовна допомога на дорозі, а також восьмирічна гарантія на електродвигун та паливні елементи. Єдиним продуктом роботи двигуна Mirai є вода, ніякі шкідливі речовини в атмосферу не викидаються. Бака водневого палива вистачає приблизно на 650 км шляху, а на його повне заправлення потрібно близько трьох хвилин.
Інший великий японський автовиробник Honda Motor Co. У наступному році також планує розпочати продаж аналогічного з Mirai за характеристиками автомобіля з водневим двигуном. Компанія Nissan Motor Co. представить свою модель на паливних елементах за три роки.
Автомобіль наділений силовою установкою TFCS (Toyota Fuel Cell System) з максимальною продуктивністю 114 кВт, що поєднує переваги паливних водневих елементів та гібридного приводу. Машина не виробляє шкідливих викидів у повітря, оскільки єдиним продуктом роботи TFCS є вода.
Toyota особливо наголошує, що Mirai пропонує найвищий рівень безпеки. Так, баки для зберігання водню виготовляють виключно на підприємстві Toyota з максимальним контролем якості. Особлива структура резервуара з кількох шарів полімерних матеріалів та вуглецевого волокна забезпечує міцність та ефективне поглинання енергії у разі деформації.
Система Pre-collision System (PCS) відповідає за автоматичне гальмування у разі високого ризику аварії. Якщо бортова електроніка зафіксує факт ДТП, подача водню з бака миттєво припиниться. За потреби будуть розкриті одна або кілька із восьми подушок безпеки.
Інноваційний седан має унікальний дизайн і хорошу керованість, досягнуту за рахунок рекордно низького центру ваги.
З нагоди появи Mirai на комерційному ринку президент Toyota Акіо Тойода зазначив: «Ми уявляли майбутнє, в якому людство користуватиметься екологічними автомобілями, що дозволяють не покладатися цілком і повністю на запаси нафти. То були сміливі, натхненні мрії. Нині вони стали реальністю. Ми готові виготовляти автомобілі, про які мріяли. Та перший з них ми закликали Mirai. Я бачив майбутнє. Воно зовсім поряд».опубліковано
P.S. І пам'ятайте, лише змінюючи своє споживання - ми разом змінюємо світ! © econet
