5 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Вода как топливо для бензинового двигателя

Автомобиль на воде

Автомобиль на воде — гипотетический автомобиль, получающий энергию для движения из одной только воды. Водяные автомобили стали предметом множества международных патентов, статей в газетах и научно-популярных журналах, местных теленовостей и интернет-публикаций. Заявления о подобных устройствах признаны некорректными, а некоторые оказались попытками мошенничества [1] [2] [3] [4] . Утверждается, что эти машины могут вырабатывать топливо из возимого запаса воды без всяких других источников энергии или являются гибридами, способными использовать энергию как воды, так и обычного топлива.

В этой статье внимание уделяется машинам, относительно которых утверждается, что они могут извлекать потенциальную химическую энергию непосредственно из воды. Вода является полностью окисленным водородом. Водород − высокоэнергетическое горючее, однако эта энергия выделяется в процессе образования воды, и сама по себе вода топливом быть не может. Вода может быть разделена на водород и кислород, например, в процессе электролиза, но на разрыв межатомных связей нужно затратить столько же энергии, сколько высвободилось при их образовании. В реальности же в процессе электролиза, а затем сжигания водорода невозможно избежать тепловых потерь, сопровождающих любые преобразования энергии. Таким образом, получение из воды химической энергии в избытке или хотя бы в количестве, достаточном для автономного поддержания процесса, противоречит первому и/или второму началам термодинамики [5] [6] [7] .

Содержание

  • 1 Какие автомобили НЕ являются «водяными»
  • 2 Получение энергии из воды
  • 3 Заявления о действующих «водяных автомобилях»
    • 3.1 Электролитический карбюратор Гаррета
    • 3.2 Водная ячейка Стэнли Мейера
    • 3.3 Дэннис Клейн
    • 3.4 Genesis World Energy (GWE)
    • 3.5 Genepax Water Energy System
    • 3.6 Тушара Приямал Эдиризинге
    • 3.7 Дэниэл Дингел
    • 3.8 Др. Гулам Сарвар
    • 3.9 Ага Вакар Ахмад
  • 4 Водород как добавка
  • 5 «Бензиновые таблетки» и подобные им добавки
  • 6 См. также
  • 7 Примечания

Какие автомобили НЕ являются «водяными» [ править | править код ]

К «водяным автомобилям» не относятся следующие технические решения:

  • Паровой автомобиль.
  • Впрыск воды как метод охлаждения цилиндров двигателей путём добавления воды в топливно-воздушную смесь, служащий для увеличения степени сжатия и предотвращения детонации.
  • Водородный автомобиль, хотя он часто содержит некоторые сходные элементы. Чтобы заправить водородный автомобиль, воду подвергают электролизу. Получившийся водород затем сгорает в двигателе или окисляется до воды в топливном элементе. В итоге машина получает энергию от сгорания водорода, который получают за счет энергии из электросети. Водород служит энергоносителем (англ.) .
  • Добавление воды к традиционному углеводородному топливу с целью его экономии и/или уменьшения выбросов. Хотя это и является самым распространенным способом использования воды в автомобилях.

Получение энергии из воды [ править | править код ]

В соответствии с фундаментальными физическими законами, нет способа извлекать химическую энергию из воды. У воды отрицательная энтальпия образования, следовательно, для разделения её на элементы требуется затратить энергию. Не существует соединений кислорода и водорода с большей негативной энтальпией образования, за счёт которой мог бы быть получен избыток энергии [6] .

Большинство из предлагаемых конструкций «водяных автомобилей» основаны на той или иной форме электролитического разделения воды на водород и кислород и последующей их рекомбинации с выделением энергии. Однако, поскольку необходимая для электролиза энергия, в конечном счёте, всегда оказывается большей, чем может дать образовавшийся водород, такая схема не может быть использована для получения избыточной энергии. Подобное устройство противоречит первому началу термодинамики, следовательно, относится к вечным двигателям первого рода.

Заявления о действующих «водяных автомобилях» [ править | править код ]

Электролитический карбюратор Гаррета [ править | править код ]

В сентябре 1935 г. Чарльз Гаррет (Charles H. Garrett), как сообщала Dallas Morning News [8] , будто бы продемонстрировал «в течение нескольких минут» работу «водяного автомобиля». Как можно увидеть из патента Гаррета, оформленного в том же году [9] , для генерации водорода применялся электролиз. Патент включает чертёж, изображающий карбюратор, похожий на обычный поплавковый, но на нижней части размещались электроды, а поплавок служил для поддержания уровня воды. В патенте Гаррета отсутствует определение нового источника энергии.

Водная ячейка Стэнли Мейера [ править | править код ]

Уже по крайней мере с 1980 г. Стэнли Мейер заявлял, что построил багги, который ездит на воде вместо бензина [10] , хотя давал противоречивые объяснения относительно режима его работы. В некоторых случаях он утверждал, что заменил свечи зажигания «водными сплиттерами», в других — что использует «топливную ячейку», разделяющую воду на водород и кислород [11] . В этой «топливной ячейке», по утверждению автора, за счёт электрического резонанса (англ.) из воды получался гремучий газ, который сгорал в обычном двигателе внутреннего сгорания для получения чистой энергии. Заявления Мейера не получили независимого подтверждения, и суд штата Огайо признал его виновным в «наглом мошенничестве» [1] .

Мейер умер от аневризмы в 1998 г., однако сторонники теории заговора (англ.) продолжают утверждать, что он был отравлен.

Дэннис Клейн [ править | править код ]

В 2002 г. фирма Hydrogen Technology Applications запатентовала конструкцию электролизёра и сделала своей торговой маркой термин «Аквиген» («Aquygen»), обозначающий газовую смесь водорода и кислорода, производимую этим устройством [12] . Изначально разработанный как альтернатива ацетиленовой сварке, по заявлениям компании аппарат способен обеспечивать автомобиль топливом исключительно за счёт воды, производя «Аквиген». Для объяснения своих результатов они привлекали понятие «магнегаза» — неизвестного науке состояния материи, основываясь на маргинальной теории магнекул Ругеро Сантили (англ.) [13] . Основатель компании Дэннис Клейн утверждал, что ведёт переговоры с крупнейшими американскими производителями автомобилей и что правительство США хочет выпускать «Хаммеры» с использованием его технологии [14] .

В настоящее время компания больше не утверждает, что может обеспечить работу автомобиля только за счёт воды. Вместо этого она продаёт установки по производству «Аквигена» как устройства для увеличения топливной эффективности [15] .

Genesis World Energy (GWE) [ править | править код ]

В 2002 г. Genesis World Energy анонсировала готовое к продвижению на рынок устройство, которое извлекало бы энергию из воды путём её разложения на водород и кислород [16] . В 2003 г. компания объявила, что технология адаптирована для применения в автомобилях [17] . Компания собрала более 2,5 млн долларов инвестиций, но ни одно устройство на рынок так и не поступило. В 2006 г. Патрик Келли, собственник GWE, был приговорён в Нью-Джерси к пяти годам тюрьмы за кражу и выплате возмещений в размере 400 тыс. долларов [2] .

Genepax Water Energy System [ править | править код ]

В июне 2008 г. японская компания Genepax представила автомобиль, который, по их заявлениям, ездит только на воде и воздухе [18] , и во многих выпусках новостей машину окрестили «водяным автомобилем» [19] . Компания заявила, что пока «не может разглашать ключевых деталей изобретения» [20] , однако раскрыла, что система использует бортовой генератор энергии («сборку мембранных электродов») для получения водорода по «механизму, похожему на метод, при котором водород образуется в реакции гидрида металла с водой» [21] . Водород затем используется как источник энергии для автомобиля. Это привело к предположению, что в процессе потребляется гидрид металла, который и является изначальным источником энергии, и речь идёт скорее о машине на водородном топливе, чем о «водяном автомобиле» [22] [23] . На сайте компании объяснения относительно источника энергии ограничивались словами «химическая реакция». Журнал «Популярная механика» описывает заявления компании Genepax как «вздор» [5] . Машина, продемонстрированная прессе в 2008 г., оказалась электромобилем REVA, производимым в Индии и продаваемым в Великобритании под названием G-Wiz.

В начале 2009 г. компания Genepax объявила о закрытии сайта, ссылаясь на большие затраты на разработку [24] .

Тушара Приямал Эдиризинге [ править | править код ]

Также в 2008 г. новостные источники Шри-Ланки сообщили о некоем Тушара Приямал Эдиризинге (Thushara Priyamal Edirisinghe), заявлявшем, что проехал около 300 км на «водяном автомобиле», потратив 3 литра воды [4] [25] . Как и в других существующих «водяных автомобилях», вода должна была разлагаться на водород и кислород путём электролиза, а полученные газы сжигаться в двигателе. Тушара продемонстрировал свою технологию премьер-министру Ратнасири Викреманаяке, который «пообещал всемерную правительственную поддержку его усилий по продвижению водяного автомобиля на рынок Шри-Ланки [25] ».

Несколько месяцев спустя Тушара был арестован по обвинению в мошенничестве [4] .

Дэниэл Дингел [ править | править код ]

Дэниэл Дингел (англ.) , филиппинский изобретатель, с 1969 г. заявлял, что разработал технологию, позволяющую использовать воду в качестве топлива. В 2000 г. Дингел стал бизнес-партнёром компании Formosa Plastics Group (англ.) с целью дальнейшего развития технологии. В 2008 компания подала на изобретателя иск за мошенничество, и 80-летний Дингел был приговорён к 20 годам тюрьмы [3] .

Др. Гулам Сарвар [ править | править код ]

В декабре 2011 пакистанский доктор Гулам Сарвар (Ghulam Sarwar) заявил, что создаёт автомобиль, работающий на воде [26] . По утверждению изобретателя, машина потребляет 60 % воды и 40 % дизельного топлива, но он упорно работает над тем, чтобы перейти на одну только воду, предполагая закончить работу к концу июня 2012 г. В дальнейшем он заявил, что автомобиль «выделяет кислород, а не углерод, как обычные машины» [27] .

Читать еще:  Вытекло масло из двигателя причины ваз 2109

Ага Вакар Ахмад [ править | править код ]

Гражданин Пакистана Ага Вакар Ахмад (Agha Waqar Ahmad) заявил в 2012 об изобретении «водяного устройства», пригодного для установки на все типы автомобилей [28] [29] . Устройство состоит из цилиндрического сосуда, содержащего воду, барботёры и трубки, ведущей к двигателю. Ахмад утверждал, что устройство использует электролиз для превращения воды в «HHO», который и используется как топливо. Для работы устройства необходима дистиллированная вода [30] . По утверждению изобретателя, он добился гораздо большего выхода газа по сравнению с другими, ссылаясь на «скрытые вычисления» [31] . Ахмад запатентовал свою конструкцию в Пакистане. Некоторые пакистанские учёные заявили, что его «изобретение» — не что иное, как мошенничество, поскольку противоречит второму началу термодинамики [32] [33] .

Водород как добавка [ править | править код ]

Вдобавок к заявлениям об автомобилях, которые ездят на одной только воде, также существуют утверждения, что сжигание водорода или гремучего газа вместе с бензином или дизельным топливом повышает топливную эффективность. Действительно ли подобные системы позволяют уменьшить выбросы и/или обеспечить экономию топлива, является в настоящее время предметом споров [34] . Получение водорода на борту требует большого расхода электроэнергии, которая, в конечном итоге, получается за счёт сжигания топлива в двигателе. Электролиз воды в данном случае — дополнительное преобразование энергии, то есть, источник дополнительных тепловых потерь, снижающих общий КПД. На многих отечественных и зарубежных сайтах предлагают устройства для получения кислородно-водородной смеси (часто называемый «HHO», «газ Брауна») на борту автомобиля, обещая при этом значительное увеличение топливной эффективности [15] [35] [36] . По словам представителя Американской Автомобильной Ассоциации (англ.) , «Все эти устройства, вероятно, выглядят работающими, но поверьте мне, это не так [37] ».

Утверждается, что технология GEET Paul Pantone [38] может позволить создание двигателя на воде благодаря высокотемпературному разложению воды за счёт тепла выхлопных газов [39] ; технология не прошла никаких независимых тестов, а её создатель решением суда был отправлен в психиатрическую лечебницу [40] [41] [42] [43] .

«Бензиновые таблетки» и подобные им добавки [ править | править код ]

К мистификациям относительно «водяных автомобилей» близки заявления о добавках, часто в виде таблеток, превращающих воду в топливо, подобно тому, как в карбидной лампе высокоэнергетическая добавка (карбид кальция) в реакции с водой даёт горючий газ. По сообщению Mother Earth News (англ.) , эти «бензиновые таблетки» будто бы были продемонстрированы в 1980 г. Но опять-таки вода сама по себе неспособна дать выход энергии, и топливом должны быть сами эти таблетки.

Может ли автомобиль ездить на воде

Житель станицы Каневской утверждает, что использование воды в качестве добавки к бензину сокращает расход последнего на 30-40%.

Вспоминается наша первая встреча с Александром Францевым. У одного из станичных магазинов я обратил внимание на внушительных размеров табличку в салоне «Жигулей»: «Авто на воде – это не шутка». Рядом с автомашиной стоял улыбчивый мужчина, хозяин «десятки».

– Ну, и как реагируют жители, особенно водители, на ваш афоризм? – спросил я автовладельца.

– Да почти никак! Несколько месяцев езжу на бензине с водой, но никто по-настоящему не проявил интереса. Вы – первый.

– Простой журналистский интерес, – ответил я.

– И на том спасибо. Народ у нас, увы, нелюбознательный. Очень жаль. А в Европе уже ездят не только на газе, но и на водороде. Точнее, на воде. Кстати, топливо у них на заправках трех видов: бензин, газ и водород. Слежу по интернету и нашел, что многие из ближнего и дальнего зарубежья тоже переходят на воду. Вот совсем недавно видел ролик одного водителя такси, он уже пару лет использует новый вид топлива. Рекомендую посмотреть, если у вас есть машина.

Тот монолог Александра Евгеньевича сохранился в моем диктофоне. Привожу в сокращении несколько фрагментов.

«Сперва я коротко скажу, как все началось. Но не у меня, а в мире. В 1841 году в Англии был выдан патент на двигатель, работающий на смеси воды и кислорода. Если кратко, то называлось это ДВС.

В 1852 году в Мюнхене был построен двигатель внутреннего сгорания. В СССР в предвоенные годы ученые начали испытывать ДВС, работающие на водороде и с его добавлением в топливо. У нас в стране на водородную энергетику обратили внимание в начале 70-х годов. Тогда топливный кризис заставил многие автомобильные компании по-новому взглянуть на альтернативные виды топлива. Тогда-то и был первый всплеск интереса к водороду, запасы которого на земле огромны, ведь его можно получать из воды.

Однако вскоре кризис прошел, и нефтепроводы заработали на полную мощность, а водородные исследования были приостановлены. Но прошло более 30 лет, и эти исследования вновь стали актуальны, особенно учитывая современные экологические настроения. Действительно, сжигая водород, получаем воду…

А у меня все началось с просмотра занимательной статьи в интернете о водородном двигателе. Вот и решил заняться этим делом. Да и с экологией заодно будет чище. Ведь у водорода нет выхлопа, вернее, есть вода. А еще я заметил, что при ремонте двигателя сталкиваешься с такой проблемой как расточка блока цилиндров. После пробега 50 тысяч километров образуется эллипс. Причину этого явления я узнал позже, когда поставил электролизер на свою тестированную машину ВАЗ-2110.

Все очень просто, бензин не весь сгорает без водорода, и более 40 процентов вылетает в трубу. Что же представляет собой мой электролизер? Это банка с герметичной крышкой и штуцер для выхода водорода. Установил я четыре электрода из нержавейки и подключил выпрямитель. Подал напряжение 12 вольт, 5 ампер и опустил свободный край шланга в емкость с водой. А из нее водород стал выходить в виде пузырьков. Поставил эту установку на автомобиль, подключил к аккумуляторной батарее и установил шланг туда, где выходит водород, на воздушный фильтр. Запустил двигатель. Он запустился легко. Я сразу заметил, как он быстро развивает обороты. В общем, я своим дополнением доволен.

– Александр Евгеньевич, а как отнеслись окружающие к вашей новинке?

– Первую хорошую оценку дала жена: «Машина легче едет. Быстрей бежит. Как будто летит», – сказала она. У меня три сына, и каждый одобрил затею отца. Особенно порадовался Олег. Он – водитель. Ему я рассказал о первых лабораторных опытах, которые я проводил, прежде чем сесть за руль машины, которая стала «питаться» бензином и водой.

Сначала я внимательно следил за бульбометром. Так я называю пол-литровую банку с водой. Воду меняю один раз в месяц.

– А теперь назовите, пожалуйста, аргументы в пользу нового топлива.

– Была у меня поездка в Невинномысск. Туда от Каневской 600 километров. Обычно на дорогу уходило 70 литров. Когда поехал на новом топливе, то расход бензина составил 40 литров. Кстати, все мои расходы сократились примерно на 35 процентов. Как-то ездил на рыбалку в Бриньковскую, экономия составила уже 40 процентов.

– Александр Евгеньевич, какова все-таки реакция друзей, знакомых?

– Многие одобряют, но переходить на воду побаиваются. Некоторые называют меня чудаком, о моей установке говорят резко: «Фигня!», а спецы, пошастав по интернету, соглашаются, что за новым видом топлива – будущее».

…Прошло пять лет. Теперь мы встретились с умельцем в его дворе.

– У вас новая машина? – спросил я Францева.

– Новая. Но по возрасту старая, – уточнил Александр Евгеньевич и добавил, – кстати, пятая по счету. Этому «Форду» 20 лет. До этого у меня были «Жигули» восьмой модели, «Мазда», «Лада», «десятка». Получается, что, приобретая старые автомобили, я перевожу их на бензин с водой, и у них появляется второе дыхание. Сын купил «десятку», у которой был двигатель с сильным перегревом – машина «ела» много масла. Пришлось мне вмешаться. После того как «десятка» стала ездить на новом топливе, все проблемы исчезли. И даже друг сына предложил свою «Тойоту» за обновленные «Жигули». Обмен состоялся, и оба водителя им довольны.

– За пять лет к вам кто-нибудь обращался с просьбой помочь в установке так называемого бульбометра?

– Если честно, то всего у четырех земляков-водителей появился интерес. Вопросы касались в первую очередь экономии топлива и затрат на компоненты бульбометра. А они невелики – от 300 до 500 рублей. Некоторые интересовались, сколько будет стоить моя работа. Я всем называл символическую цифру, подчеркивая, что главное для меня – появление последователей. Кстати, установка бульбометра под силу любому автоэлектрику. Мне был приятен разговор с внуком одного ветерана – тракториста, который трудился до войны на тракторе. Так вот, молодой человек рассказал, что дедушкин трактор работал не только на керосине – механизатор параллельно использовал и воду, добавляя ее в форсунку трактора… Я видел по телевизору документальный фильм «Водородный лейтенант». В нем есть рассказ о легендарных машинах-«полуторках». Их водители тоже применяли водородные или, проще говоря, водные компоненты, поскольку в середине войны было трудно с горючим.

Читать еще:  Цилиндр двигателя не работает свечи нормальный

Чего же я добиваюсь, пропагандируя езду на бензине и воде? У меня всего две задачи: убедить коллег-водителей в том, что от такого топлива воздух будет чище, а машины не реже будут выходить из строя. Кстати, доказано не только на моем опыте, что машине, работающей на бензиново-водяной смеси, меньше требуется масла. И оно почти не расходуется, как у тех автомобилей, что работают на бензине или даже газе. Ну, и третья задача – экономия топлива и, соответственно, денег владельцев машин. Сейчас каждая моя поездка из Каневской в Краснодар и обратно экономнее, чем лет семь назад, на 30–40 процентов.

От энтузиаста и умельца Францева я узнал, что в «Одноклассниках» он организовал группу «Это вы можете…», собрав свыше пяти тысяч единомышленников. В интернете Александр Евгеньевич постоянно отслеживает новости по любимой теме.

– Особенно популярна сегодня езда на бензине и воде в Болгарии, Германии, Польше, Украине. Есть немало последователей и в США. А я все же надеюсь, что здравый смысл и настоящая борьба за экологию заставят в нашей стране заинтересованные службы повернуться лицом к новому виду топлива.

Форма воды. Водородное топливо будет дешевле бензина

Водород становится все привлекательнее для инвесторов, поскольку он не просто отвечает современным экологическим требованиям, но вообще является источником энергии с нулевой эмиссией. Многие экспертные организации, компании и целые страны начинают всерьез рассматривать его в качестве долгосрочной альтернативы ископаемым топливам. Сфера применения водорода очень широка: от генерации электричества до транспорта, отопления и промышленных процессов. Международное энергетическое агентство (МЭА) считает, что доля водородного топлива в транспортном секторе достигнет 25% к концу XXI века.

По оценкам Hydrogen council, мировой рынок водорода может составить порядка $2,5 трлн к 2050 году. В натуральном выражении в мировом энергобалансе доля водорода может достигнуть порядка 18% от конечного спроса на энергию, что позволит сократить выбросы СО2 на 6 гигатонн в год. При этом в транспортном секторе к 2050 году доля водородных автомобилей составит от 15% до 20% (количество легковых автомобилей на водородном топливе составит около 400 млн, грузовых — 15-20 млн и около 5 млн автобусов). Для достижения этих показателей потребуется $20-25 млрд инвестиций ежегодно до 2030 года. Для сравнения: инвестиции в нефтегазовую отрасль даже в период кризиса составили около $60 млрд.

Около 20 стран, включая Японию, Южную Корею, Германию, Китай и США (в первую очередь — штат Калифорния), активно развивают сейчас рынок энергетического водорода, выстраивая партнерские связи между государственным и частным секторами. Уже работает целый ряд таких партнерств: H2Mobility Germany, H2Korea, the California Fuel Cell Partnership, and the Scandinavia Hydrogen Highway Partnership.

Новый вид транспортного энергоносителя

В мае 1937 года в Гинденбурге произошла катастрофа пассажирского водородного дирижабля, и после этого водород как топливо фактически стал изгоем для транспортного сектора. Однако технический прогресс начала XXI века вдохнул жизнь в идею использования водорода для автомобилей.

Снижение стоимости и широкое внедрение ветровых и солнечных электростанций дают возможность генерировать водород с крайне низким углеродным следом. А успех в области транспортировки сжиженного природного газа доказал, что газы могут поставляться безопасно в больших объемах и по всему миру.

Технологические достижения в области производства топливных элементов привели к тому, что водород может использоваться в батареях топливных элементов для крупной и малой энергетики, отопления и, конечно, транспорта. За последние 15 лет стоимость водородного топливного элемента снизилась с $275 до $55/кВт — более чем в 5 раз. В планах департамента энергетики США — снизить стоимость топливного элемента до $40/кВт к 2020 году, а целевым показателем для достижения конкурентоспособности с традиционным ДВС является отметка в $30/кВт. Главная привлекательность водорода заключается в том, что при сжигании в чистом виде единственным его побочным продуктом является вода.

Азиатские амбиции

Китай планирует установить до 1000 водородных заправочных станций (ВЗС) к 2030 году, обслуживающих более 1 млн водородных автомобилей (FCEV). К 2025 году он также рассчитывает превратить город Ухань (Wuhan) в ведущий водородный хаб страны. На первом этапе до 2020 года там планируется построить 20 ВЗС, обслуживающих около 3000 водородомобилей. К 2025 году в городе будут сосредоточены крупнейшие предприятия в сфере производства топливных элементов и более 100 предприятий, связанных с водородной энергетикой. Количество ВЗС возрастет до 30-100 единиц. Объем инвестиций оценивается примерно в $1,7 млрд.

В Корее, по данным Hydrogen Analysis Resource Center, в 2018 году действовало всего 12 ВЗС. Однако благодаря небольшой территории страны и правильному расположению ВЗС, водители могут пересечь всю страну на водородном автомобиле. Корейское Министерство промышленности, торговли и энергетики объявило о планах на $2,3 млрд, чтобы обеспечить 16 000 транспортных средств на водороде и построить 310 заправочных станций по всей стране к 2022 году. В соответствии с пятилетним планом ожидается, что предприятия получат государственную поддержку в разработке стеков топливных элементов и контейнеров для хранения топливных элементов, а также налоговых льгот для водителей водородомобилей.

Япония чрезвычайно активно занялась продвижением водородомобилей. Япония является одним из лидеров в области инвестиций в господдержку, регулирование и инфраструктуру для обеспечения перехода на водородную энергетику. Главная задача состоит в том, чтобы улучшить качество воздуха, значительно сократить выбросы от транспортного и промышленного секторов, уменьшить зависимость от импортируемых ископаемых видов топлива. Именно эта страна выпустила первый серийный автомобиль — Toyota Mirai. В середине 2018 года, по данным Hydrogen Analysis Resource Center, в Японии насчитывалось 94 ВЗС (Рис. 1), тогда как в Германии, которая находится на втором месте по количеству ВЗС — 44.

Источник: Hydrogen Analysis Resource Center

Как указано в Strategic Roadmap for Hydrogen and Fuel Cells, Министерство энергетики, торговли и промышленности Японии (METI) координирует долгосрочную стратегию, направленную на ускоренное внедрение водородомобилей, автобусов на водородных топливных элементах и установок для производства энергии на водороде. METI ожидает, что годовое потребление водорода в Японии вырастет с 4000 тонн в 2020 году до 300 000 тонн к 2030 году и 5-10 млн тонн к 2050 году. Согласно Strategic Roadmap for Hydrogen and Fuel Cells, количество автомобилей на водороде должно достигнуть: к 2020 году 40 000 штук, к 2025 году — 180 000 и около 800 000 к 2030 году. Одновременно предполагается и развитие заправочных станций до 160 штук к 2020 году и около 320 штук к 2025 году с нынешних 90 штук. Ожидается, что по меньшей мере 1200 автобусов на топливных элементах будут эксплуатироваться на дорогах к 2030 году.

Что касается цен на водород на заправке, METI ожидает, что владельцы водородомобилей смогут покупать импортный водород примерно за $3 за 1 кг водорода к 2030 году (эквивалент $0,8/л бензина), а к 2050 году цена снизится до $2 за 1 кг водорода ($0,5/л бензина). Цены на ВЗС для импортируемого водорода в Японии на текущий момент составляют около $10 за 1 кг водорода ($2,6/л бензина). Таким образом, если до 2030 года нефтяные цены не упадут до $30-40/баррель, то водородное топливо будет вполне конкурентоспособно.

Япония рассматривает возможность перехода к водороду за счет импортных поставок из Брунея, Африки и Австралии. С этой целью японские компании, такие как Chiyoda Corporation, Kawasaki Heavy Industries, Iwatani, J-POWER и Marubeni, инвестируют в проекты по производству водорода в Австралии и Брунее.

Австралия — потенциальный крупный производитель водорода

В Австралии японские компании сотрудничают с AGL Energy и Shell, чтобы создать цепочку поставок сжиженного водорода в Японию (проект HESC) стоимостью $375 млн. Согласно проекту, водород будет производиться из синтетического газа, который будет получен при помощи газификации бурого угля, для обеспечения экологических стандартов будут применяться технологии улавливания и хранения углерода (CCS). Также проект предусматривает создание танкера для транспортировки жидкого водорода. Проект «уголь-в-жидкость» нацелен на коммерческий запуск к 2030 году. Планируемый объем производства водорода пока небольшой, он составит 0,25 т/сутки.

Наличие обширных пустых участков земли для строительства объектов возобновляемой энергетики, удачное географическое расположение, позволяющее генерировать большой объем солнечной и ветровой энергии и высоких инвестиций в пиковое производство возобновляемой энергии дают Австралии значительный потенциал для производства водорода.

В Южной Австралии французская компания Neoen, работающая в сфере возобновляемой энергетики, недавно объявил о планах по созданию водородного суперцентра в Crystal Brook для экспорта возобновляемого водорода в Азию. Водородный электролизер мощностью 50 МВт будет питаться от ветровой и солнечной установок общей мощностью 300 МВт, так же будет построен накопитель в 400 МВт/ч. Планируется, что производство водорода может достигнуть 20-25 тонн в сутки. Neoen уже сотрудничает с Siemens и Hyundai, чтобы построить электролизер малой мощности в 1,25 МВт.

Читать еще:  Хендай акцент 2005 технические характеристики двигателя

Водород в Европе и в США

Европейские страны тоже развивают водородную энергетику, в частности и водородный транспорт, в европейских городах сейчас эксплуатируется 91 водородный автобус, тогда как 5 лет назад их было только 30. Стоит отметить, что опыт эксплуатации весьма успешен. Так, по данным партнерства FCH JU (Fuel Cells and Hydrogen Joint Undertaking), которая обеспечивает поддержку 67 водородным автобусам в Европе, интерес со стороны транспортных компаний есть и уже в ближайшие годы их парк должен вырасти до 500 единиц.

Идет развитие и легкового транспорта на водороде. Например, в пилотном проекте HyFIVE пять ведущих производителей автомобилей и другие партнеры эксплуатируют 185 автомобилей на водородных топливных элементах по всей Европе, а также строят заправочные станции. Аналогичным образом, в рамках проекта H2ME планируется строительство 29 ВЗС — в основном в Германии, и эксплуатация 200 автомобилей и 125 фургонов. Недавно под эгидой проекта была открыта первая ВЗС в Дании, и планируется производить водород путем электролиза воды, используя электроэнергию, произведенную из ВИЭ.

Развитие проектов HyFIVE и H2ME позволит водителям водородомобилей беспрепятственно путешествовать из Швеции в Италию или из Великобритании в Австрию, не беспокоясь о заправке.

Fuel Cells and Hydrogen Joint Undertaking финансирует пилотные проекты (например, Don Quichote и HyBalance) по производству водорода как путем электролиза воды на базе ветровой и солнечных электростанций, так и опробует новые технологии термолиза воды в рамках проекта Hydrosol, и новые технологии фотоэлектролиза (проекты ARTIPHYCTION и PECDEMO). Объем инвестиций со стороны FCH JU только в перечисленные проекты достиг около 30 млн евро.

В целом сейчас, по данным Hydrogen Europe, на территории Европы осуществляется более 200 проектов в области водородной энергетики.

В США локомотивом продвижения водородомобилей является штат Калифорния. Благодаря инициативам штата к 2020 году количество ВЗС достигнет 62 единиц. На сегодняшний день количество FCEV практически достигло 5000 штук — самое большой водородный автопарк в мире (Рис. 2), а количество действующих ВЗС составило 36 единиц. При этом правительство штата ставит перед собой крайне амбициозную цель: к 2030 году количество автомобилей должно достигнуть 1 млн, а ВЗС — 1000 единиц.

Итак, применение водорода в качестве топлива пока еще не получило широкого распространения, однако многие страны и компании делают на него большую ставку, поскольку данный энергетический ресурс в сочетании с ВИЭ позволяет производить энергию с нулевыми выбросами. При этом значительное распространение этого энергоносителя ожидается именно в транспортном секторе.

На сегодняшний день лидером по количеству водородных автомобилей являются США, а по объему заправочной инфраструктуры — Япония. Крупные инвестиции делаются в Европе, главным образом в Германии и Скандинавии, и в Китае.

Отдельно стоит отметить интерес инвесторов к Австралии как к потенциальному поставщику водорода. На текущий момент, если инвестиции оправдают себя, Австралия может стать крупнейшим экспортером не только СПГ, но и водорода.

России, стране с огромными территориями, гигантскими запасами природного газа (из которого также можно производить дополнительный «зелёный» энергетический водород) и большим потенциалом по ВИЭ, тоже стоит обратить свой взгляд на этот сегмент бизнеса уже сегодня, а не быть среди догоняющих в будущем.

Вода вместо бензина: инновация или обман?

Добавление воды известно уже давным-давно, но особого толку от этого пока что никто не видел. Но об этих чудесах чуть ниже. А началась эта история с обычного звонка в редакцию.

— Алло? А куда я попал? Это редакция? Вот у меня журнал за 1976-й год, так здесь написано, как надо воду добавлять в бензин! Мне бы с автором поговорить. Скажите, а как лучше…

Нормальный мужик — наш человек! Дозвонился-таки до редакции за несколько тысяч километров из дремучего медвежьего угла. А до этого отыскал какой-то журнал эпохи Леонида Ильича. Значит, ему действительно хочется поколдовать со своей машиной и добиться положительного результата… Кто там пытается одолеть Россию? Ну-ну.

Насколько же насыщеннее и интереснее была жизнь автомобилиста лет 40 назад! Когда бензин ценою в 10 копеек за литр считался жутко дорогим… В эпоху журналов типа «Изобретатель и рационализатор», которые как бы между прочим намекали тебе на возможность легко сократить расход топлива на литр-другой, да еще и перейти с ненавистного 93-го на халявный 76-й… Почему халявный? Вовсе не потому, что он стоил 8 копеек: просто ушлые автовладельцы любили клянчить его у водителей грузовиков и прочей государевой техники, заправлявшейся по талонам, а не за налик. Нехорошо, но так было… За полцены, а то и дешевле.

Читателя я отговорил баловаться с водой — не знаю, надолго ли. А сам решил проконсультироваться с черногорским другом, Алексеем Воробьевым-Обуховым. И не зря…

— Помню, отец как-то принес с автозавода какую-то трубочку с чем-то напоминающим распылитель воздуха для аквариума на конце, — начал вещать Алексей. — Там еще что-то было… короче, оказалось, что надо все это надеть на стеклянную консервную банку с водой, подсоединить к дренажной трубочке карбюратора нашей «копейки» и… В общем, когда завели двигатель, в банке началось бурление и уровень воды стал медленно снижаться. Отец рассказал, что это новомодная приблуда, добавляющая пары воды во впускной тракт. Тогда, мол, камера сгорания охлаждается и нет детонации даже при не очень качественном (или даже «не том») бензине… Шел в ту пору где-то 76-й год. Потом, уже в зрелом возрасте, я узнал, что еще в предвоенные годы немцы добавляли воду в цилиндры авиамоторов примерно с той же целью. Это позволяло повысить степень сжатия и тем самым мощность двигателя…

Да, в те времена это было модно. Но идея благополучно скончалась с появлением электронных впрысковых систем, способных программным способом подстраиваться под реальное октановое число бензина. Однако…

Однако г-н Гегель со своей диалектикой опять хихикает! Ничего не идет по прямой — всё только по спирали. И вот — виток замкнулся: Алексей выкопал откуда-то пресс-релиз Bosch об эпохальном открытии… Ну, вы уже догадались — речь, конечно же, снова о впрыске воды в цилиндр! Опять боремся с токсичностями и повышаем экономичность.

Средство достижения цели — то же: снижение температуры в камере сгорания. А вот цель — другая: она появилась из-за скандала с Фольксвагеном. Мол, много у него в выхлопе окислов азота, велик аппетит. Тут-то и пришла на помощь дистиллированная водичка. Кстати, надо ее много: до 13% (!) от количества топлива. Поэтому заголовок нужно воспринимать с чувством юмора: «вместо бензина» ну никак не получается. Вместе с бензином —- другое дело!

А зимой? Замерзнут все эти дополнительные бачки, особенно в России… Это, понятное дело, плохо. Впрочем, поскольку речь идет не о детонации, то очевидно, что и без воды мотор не сломается. А потому может доехать «всухомятку», пока горячая охлаждающая жидкость не отогреет замерзший бачок. И это — хорошая новость.

Но мне было немножко скучно: тема слишком древняя, из нафталина. К тому же добавление воды эффективно лишь при работе двигателя на режиме, близком к максимальному (например, на автобане). Поэтому воду можно и сэкономить. А если совсем честно, то какой-то реальный прок от этой затеи можно отловить лишь на мощных спорткарах с особо горячими моторчиками. Таких, например, как BMW M4 GTS. Именно на нем удалось получить снижение среднего расхода топлива на 4% (в некоторых режимах — аж 23%, но в других — 0) и прирост мощности на 10 кВт. Это в случае бензинового двигателя. Но можно не сомневаться, что в рекламных листовках появится именно цифра 23%.

А дизели? Для них актуально именно снижение выбросов NOx, за которые и поплатился (и до сих пор еще не расплатился) Фольксваген.

Как часто необходимо заправлять бачок? Немцы говорят, что примерно раз в 3000 км: смотря как ездить. Кстати, разработчики сообразили, что в современном автомобиле имеется свой источник дистиллированной воды. Это… правильно, кондиционер. Вместо того чтобы позволить конденсату стекать на асфальт, его направили в тот самый бачок. А уж излишки, буде переполнится, через переливное отверстие (как в раковине) можно и на дорогу. Короче, в жаркий день, может быть, и заправляться-то водой не потребуется!

Не знаю, доползет ли этот виток спирали до действительно массового производства. Но в одном не сомневаюсь: подключать баночки и трубочки к системе питания Жигулей было все-таки интереснее.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector