Несмотря на всех скептиков, BMW по-прежнему убеждена, что у технологии топливных элементов есть будущее, и надеется доказать свою точку зрения с новым iX5, водородной версией знакомого спортивного автомобиля X5.
Баварский автопроизводитель подтвердил Ранее предполагалось, что он запустит автомобиль на топливных элементах., или FCV, хотя компания не планирует начать массовое производство iX5 по крайней мере до 2025 года. В ближайшем будущем компания планирует запустить ограниченное производство автомобиля для полевых испытаний по всему миру.
«Автомобили с водородным двигателем — идеальная технология для нас, чтобы дополнить чисто электрические автомобили», — сказал председатель правления BMW AG Оливер Ципсе. Он добавил, что, несмотря на широко распространенный скептицизм в отношении этой технологии, «водород станет более актуальным для индивидуальной мобильности благодаря своим преимуществам».
С луны обратно на землю
Технология топливных элементов была впервые задумана еще в 1850-х годах. Но потребовалось более века, чтобы найти практическое применение, обеспечив энергией космический корабль «Аполлон» для миссий на Луну.
«Стопки» топливных элементов объединяют поток газообразного водорода с кислородом из атмосферы в присутствии катализатора, такого как платина. Когда газы объединяются, образуя водяной пар, электроны удаляются и используются для питания электродвигателей транспортных средств. Это привело к тому, что некоторые назвали топливные элементы «многоразовыми батареями».
Действительно, одним из преимуществ, на которые ссылается Zipse, является возможность пополнения водородных баков FCV примерно за то же время, что и бензобак. Для сравнения, полная зарядка электромобиля может занять несколько часов. Между тем, технология топливных элементов может обеспечить большую дальность полета, чем большинство аккумуляторных электромобилей.
Аппаратное обеспечение топливных элементов также меньше и легче, чем типичный аккумуляторный блок, и в них используется меньше экзотических материалов, необходимых для литий-ионных аккумуляторов. Типичный стек требует меньше платины, чем сегодня требуется для каталитического нейтрализатора автомобиля с газовым двигателем.
Планы развертывания
На практике транспортным средствам на топливных элементах, таким как iX5, требуются небольшие аккумуляторные блоки, которые помогают повысить производительность при высоких требованиях нагрузки, что, по сути, превращает их в гибриды. Один только стек iX5 выдает 125 киловатт или 175 лошадиных сил. С добавлением аккумуляторной батареи мощность возрастает до 275 кВт или 374 л.с.
Вместо того, чтобы производить собственную систему топливных элементов, BMW обращается к Toyota за блоками, которые она будет использовать в iX5, хотя она будет производить некоторые вспомогательные компоненты, такие как компрессоры. Два автопроизводителя уже имеют ряд связей. Среди прочего, они совместно разработали основу для спортивных автомобилей BMW Z4 и Toyota Supra.
BMW планирует произвести не менее 100 экземпляров iX5 с водородным двигателем в этом году и начнет полевые испытания прототипов по всему миру. Директор по глобальным продажам BMW Питер Нота сообщил японской службе новостей Nikkei, что серийное производство iX5 может начаться уже в 2025 году.
Со своей стороны, генеральный директор Zipse заявил в прошлом месяце, что BMW может предложить варианты топливных элементов для автомобилей «Neue Klasse», которые она разрабатывает. Они разработаны специально для работы на альтернативных источниках энергии. Ожидается, что первая из моделей Neue Klasse поступит в производство в 2025 году.
Курица и яйцо
Один из важнейших вопросов — как iX5 выдержит экстремальные погодные условия. Ранние автомобили на топливных элементах испытывали особые трудности в холодную погоду, когда водяной пар, выделяемый дымовой трубой, мог замерзнуть. Но BMW заявила в пресс-релизе, что ранние версии iX5 «выдерживают даже самые низкие температуры».
Как и в случае с аккумуляторными электромобилями, еще одной проблемой будет снижение затрат — хотя, по мнению экспертов, цена типичного стека существенно снизилась.
Тогда есть вызов курицы и яйца. Отсутствие производства и распределения водорода является самым большим препятствием для широких продаж. Хорошая новость для сторонников FCV заключается в том, что количество водородных заправочных станций растет, особенно в Калифорнии и некоторых частях Европы.
Эксперты продолжают спорить о том, чище ли транспортные средства на топливных элементах, чем электромобили на аккумуляторных батареях. Это зависит не только от того, откуда берутся их источники энергии, но и от всей добычи и производства, необходимых для запуска этих транспортных средств в путь. Что касается самого водорода, то этот газ является самым распространенным элементом во Вселенной, но в чистом виде он недоступен на Земле. Наоборот, это должно быть произведено различными способами. Это включает в себя электролиз воды — разложение ее на основные компоненты: две части водорода и одну часть кислорода. Но это энергозатратный процесс. Его также можно получить путем переработки различных видов ископаемого топлива, но при этом образуется углекислый газ.
Кто продает FCV сегодня?
За последние несколько десятилетий интерес к технологии топливных элементов резко возрос.
В настоящее время только три автопроизводителя предлагают FCV на розничном рынке:
- Toyota продает Мирай а глава отдела продаж в США Джек Холлис недавно сообщил о росте спроса по мере открытия большего количества водородных заправочных станций;
- Hyundai продала несколько FCV за последнее десятилетие и теперь предлагает Nexo; и
- У Хонды есть водородная версия его Clarity седан — но перестанет сдавать его в аренду в конце 2022 модельного года.
Компания Porsche недавно обнародовала программу разработки, в которой будет использоваться водород, но он будет сжигаться в двигателе внутреннего сгорания, а не в топливных элементах. В настоящее время нет производственных планов.
Альтернативное использование технологии топливных элементов
Ряд других автопроизводителей, в том числе Mercedes-Benz, Audi и General Motors, отказались от планов по добавлению автомобилей на топливных элементах в свои линейки. Mercedes ненадолго предложил водородную версию своего кроссовера GLC, но решил сместить акцент исключительно на аккумуляторные электромобили.
Тем не менее, сохраняется значительный интерес к использованию технологии топливных элементов в других формах. GM сотрудничает с Honda и стеки начнут производить на заводе под Детройтом. Автопроизводитель из Детройта планирует сосредоточиться на неавтомобильных приложениях и уже продает стационарные и мобильные генераторы, работающие на водороде. Он также изучает способы использования систем топливных элементов для замены тепловозов.
Hyundai также рассматривает различные неавтомобильные виды транспорта, в том числе железнодорожные, водные и автомобильные перевозки. Тем временем Toyota строит небольшой парк прототипов полуприцепов, автопроизводитель уже тестирует их в портах Лонг-Бич и Лос-Анджелес.
Некоторые сторонники водорода считают, что большегрузные и дальние перевозки могут стать лучшим применением технологии топливных элементов. Стартап Nikola надеется использовать это с помощью нескольких грузовиков на топливных элементах, которые он сейчас разрабатывает.
