В Швейцарии начинается эксплуатация грузовиков Hyundai на водородных топливных элементах
У них есть большой плюс по сравнению с электромобилями на аккумуляторах
В этом месяце по горным дорогам Швейцарии начнут курсировать 18-тонные грузовики Hyundai H2 Xcient, работающие на водороде.
Изобретенные почти два столетия назад* водородные топливные элементы долго пребывали в забвении, пока на передний план не вышла задача ограничения вредных выбросов автомобилей. Водородные топливные элементы уступают аккумуляторам, поскольку они дорогие, водород трудно хранить, и большая его часть извлекается из природного газа в процессе, сопровождающемся выделением углерода.
Но компания Hyundai и ее партнеры утверждают, что в случае грузовиков аккумуляторы не всегда справляются, потому что чем больше полезная нагрузка, тем больше — и тяжелее — батарея, что становится настоящей проблемой в горной местности, например, в Швейцарии. А поскольку более половины электроэнергии в этой стране вырабатывается гидроэлектростанциями, существует потенциал извлечения «зеленого» водорода из воды с помощью электролиза — энергоемкого, но безуглеродного (если использовать электричество, вырабатываемое гидроэлектростанциями) процесса.
Пока водород в Швейцарии намного дороже дизельного топлива, но в Hyundai надеются, что к 2030 году он подешевеет до того же уровня. Вкупе с хорошими показателями энергетической эффективности и стоимости эксплуатации машин в течение срока службы это сделает грузовики на водородных топливных элементах более привлекательными по сравнению с их дизельными собратьями. А пока Hyundai полагается на правительственные налоговые льготы и собственные субсидии, чтобы сделать грузовики H2 Xcient экономически выгодными для своих партнеров: конечных пользователей, автозаправочных станций и поставщиков экологически чистого водорода.
Грузовые автомобили Hyundai H2 Xcient имеют топливный элемент мощностью 190 кВт и семь резервуаров высокого давления, в которых содержится почти 35 кг водорода, что позволяет им без дозаправки преодолевать расстояние более 400 км, намного превосходя по этому параметру тяжелые грузовики на электрических батареях.
Сначала в эксплуатации будет 50 грузовиков H2 Xcient, но к 2025 году планируется вывести на швейцарские дороги 1600 таких машин. Кроме того, в этом году аналогичные проекты планируется запустить как минимум еще в двух европейских странах. Кандидатами названы Австрия, Германия, Нидерланды и Норвегия.
Компания Hyundai Hydrogen Mobility (HHM), созданная Hyundai и швейцарским стартапом H2 energy, заключила партнерское соглашение с Hydrospider, совместным предприятием H2 Energy с промышленным производителем газа Linde и швейцарской энергокомпанией Alpiq ALP.SG. Hydrospider собирается начать производство водорода для 40-50 грузовиков Hyundai на электролизной установке мощностью 2 МВт в Гесгене. По мере ввода в эксплуатацию большего количества грузовых автомобилей мощность установки тоже будет увеличиваться. К 2023-2025 году она достигнет 70-100 МВт.
Первыми пользователями грузовиков станут члены швейцарской ассоциации H2 Mobility, В нее входят торговые сети, производители продуктов питания, операторы АЗС — почти 20 компаний. Они будут брать грузовики в лизинг с оплатой за использование, получая гарантию, обслуживание, страховку и доступ к достаточному количеству водорода. По словам HHM, Hydrospider и автозаправочные станции получат «разумную прибыль» с самого начала проекта. В компании не скрывают, что это субсидируемая бизнес-модель, но она необходима для внедрения новой технологии. Размер субсидий Hyundai не раскрывает.
* Принцип действия топливных элементов был открыт в 1839 г. английским ученым У. Гроувом, который обнаружил, что процесс электролиза обратим, то есть водород и кислород можно объединить в молекулы воды без горения, но с выделением тепла и электричества.
Представлен водородный грузовик для «Дакара»
Грузовик H2 Racing Truck построен на модульной платформе-скейтборде сходственной разработки Gaussin, совместимой с электрическими и водородными силовыми установками. На каждой оси машины установлены 300-киловаттные электромоторы (408 л.с.), питающиеся от батареи емкостью 82 киловатт-часа и 380-киловаттного электрохимического генератора. Машина может взять на борт 80 килограммов водорода и в рейдовом режиме («максималка» не больше 140 км/ч) проехать 250 километров. Заправка займет около 20 минут, и для этого Gaussin собирается использовать специальную станцию.
Дорожные грузовики на этой же платформе, оснащенные топливными элементами на водороде, смогут проезжать 800 километров, с полностью электрической силовой установкой — 400. Дизайн всей будущей линейки — от седельного тягача до беспилотника без кабины — разработала студия Pininfarina. Рыночный дебют машин запланирован на следующий год, но пока Gaussin хочет обкатать технологию в экстремальных условиях «Дакара», и там у H2 Racing Truck будут достойные соперники. Например, японская Hino c 1000-сильным гибридом.
Также в «Дакаре» 2022 года, который снова пройдет в Саудовской Аравии, примут участие заправленный биотопливом багги Prodrive Hunter, гибридный прототип Audi с экспериментальной силовой установкой на базе «турбочетверки» от гоночного Audi RS5 Turbo DTM, внедорожник GCK e-Blast 1 с электрической силовой установкой и, конечно же, советская «Нива» швейцарской команды Niva Red Legend Team.
Источник: Gaussin
Новости партнёров
Новости партнёров
Нашли опечатку? Выделите текст и нажмите Ctrl+Enter
Производители грузовиков выбирают между батареями и водородом
Мировой парк коммерческого автотранспорта, по данным Statista, на конец 2019 г. составлял более 400 млн единиц. Абсолютным лидером являются США: по данным NationMaster, на конец 2019 г. в стране имелось более 150 млн единиц техники и последние пять лет рынок рос в среднем на 1,8% в год. На 2-м месте с большим отрывом находится Китай: более 32 млн единиц транспорта, а рост рынка составлял в среднем 2,4% в год. Россия расположилась на 8-м месте: около 7,5 млн единиц коммерческого автотранспорта и рост в среднем на 1% в год.
По данным аналитического агентства «Автостат» на 1 января 2020 г. парк грузовиков в России состоял из 3,78 млн единиц. Средний возраст грузовика на российских дорогах составляет 21,2 года, при этом возраст более чем 64,7% всех грузовых автомобилей в стране превышает 15 лет. Грузовики иностранного производства составляют 33% парка (лидер среди иномарок – Volvo, а среди российских брендов – «Камаз»). Около 70% техники укомплектовано дизельными двигателями, а экологическому стандарту «Евро-4» (и выше) соответствует не более 20% машин.
Согласно подсчетам Международного энергетического агентства (IEA), гигантская армада автобусов, тяжелых и средних грузовиков ежегодно выбрасывает в атмосферу планеты около 2,5 Гт парниковых газов. Для сравнения: выбросы легкового и легкого коммерческого транспорта составляют около 1,1 Гт в год, воздушного и водного транспорта – приблизительно по 1 Гт в год на каждый их этих двух видов. Среднестатистический грузовик, например, в США выбрасывает около 260 г СО2 на тонно-километр.
В условиях введения по всему миру все более жестких норм по ограничению вредных выбросов производители коммерческого автотранспорта вынуждены искать альтернативы дизельному двигателю. Так, власти ЕС требуют, чтобы к 2025 г. средний объем выбросов CO2 от тяжелых грузовиков и автобусов был сокращен на 15% по сравнению с уровнем 2019 г., а к 2030 г. – на 30%. Если производитель в период с 2025 по 2029 г. нарушит требование больше чем на 5%, ему придется выплатить штраф в размере 4250 евро за каждый грамм превышения среднего объема выбросов CO2 на тонно-километр на каждую выпущенную единицу транспорта. С 2030 г. штраф увеличится до 6800 евро. В США совокупный объем выбросов коммерческого транспорта 2018–2027 модельных годов должен быть сокращен на 1,1 млрд т.
Если не брать в расчет редкие эксперименты с солнечными панелями и пантографами, на рынке сегодня идут испытания технологий по трем направлениям: добавление электромоторов к дизельным моделям, использование в качестве основного двигателя электромотора, заряжаемого в процессе эксплуатации генератором на альтернативных видах топлива, или электромотора, заряжаемого во время стоянки от электросети.
Частичная электрификация
Американская компания Hyliion предложила комплект для частичной электрификации работающих на дизельном топливе седельных тягачей. Комплект, который может быть установлен как на новые, так и на подержанные грузовики, состоит из батареи, контроллера с ПО для определения оптимальной работы системы и оси с электродвигателем. Система следит за работой дизеля и в нужные моменты подключает электродвигатель, позволяя основному мотору работать в оптимальном режиме и с низким уровнем выбросов. Компания заключила соглашения с американским производителем комплектующих для грузовиков Dana Incorporated и подразделением шведского производителя грузовиков Volvo Trucks в США о производстве и установке своих комплектов с их помощью.
К частичной электрификации можно также отнести гибридные модели, т. е. автотранспорт, оснащенный традиционным ДВС и вдобавок электромотором и батареей. В коммерческом секторе применяется параллельная схема, при которой транспортное средство может приводиться в движение либо ДВС, либо электромотором, либо обеими силовыми установками одновременно. Такой подход может решить проблему движения грузовиков в населенных пунктах, где уже введены ограничения по нормам выбросов СО2. Но запас хода гибридов на одном электричестве невелик – около 40 км.
Зарядка на борту
У Hyliion есть и проект по полной электрификации седельных тягачей, который называется Hypertruck ERX: грузовики приводятся в движение только электромоторами, которые питаются от батарей, заряжаемых в процессе эксплуатации генератором, работающим на биогазе. Это позволяет сократить выбросы вредных газов на 25% по сравнению с дизельными машинами.
Проект Hypertruck ERX, промышленный выпуск которого намечен на 2021 г., отличается от аналогичных разработок других компаний использованием биогаза для работы генератора. Большинство конкурентов предлагают использовать для этой цели водород. Водородные топливные элементы осуществляют превращение химической энергии топлива в электричество, и такая схема уже сокращает вредные выбросы до нуля (система выделяет только обычную воду).
Немецкая Daimler Truck представила в сентябре 2020 г. концепт водородного седельного тягача Mercedes-Benz GenH2 грузоподъемностью 25 т и с запасом хода в 1000 км. Серийная версия появится после 2025 г. и в отличие от водородных разработок других компаний будет работать не на газообразном (хранение под давлением 700 бар), а на жидком водороде (хранение при температуре минус 253 градуса по Цельсию). Это позволит использовать значительно более легкие и меньшие по размерам топливные баки – у GenH2 их будет два, на 40 кг каждый. Недостаток этого варианта – в мире практически нет инфраструктуры заправок жидким водородом.
Японская корпорация Toyota совместно со своим подразделением по производству грузовиков Hino Motors представила в октябре 2020 г. концепт водородного седельного тягача. Прототип, базирующийся на модели Hino XL Series, появится на японских дорогах в 2021 г., а затем начнется серийное производство в США. Южнокорейская Hyundai Motor Company этим летом первой в мире запустила серийное производство тяжелого грузовика на топливных элементах XCIENT Fuel Cell. В 2020 г. компания планирует произвести 60 машин, а к 2025 г. должно быть выпущено в общей сложности 1600 шт. Запас хода составляет 400 км. Hyundai также разрабатывает седельный тягач с запасом хода 1000 км.
Зарядка от сети
Никто не обязывает производителей коммерческого автотранспорта выбирать только одну из трех технологий. Ограничения со стороны властей касаются только совокупного уровня выбросов вредных газов. Та же Daimler Truck, например, помимо водородных разрабатывает и электрические грузовики, в том числе eActros с запасом хода до 200 км и среднемагистральный седельный тягач eActros LongHaul с запасом хода до 500 км. Они будут запущены в серийное производство в 2021 г. и 2024 г. соответственно.
«Грузовики на аккумуляторных батареях будут скорее использоваться для меньшего веса груза и для более коротких расстояний. А грузовики на топливных элементах будут предпочтительным вариантом для более тяжелых грузов и больших расстояний. Наши концепты от Mercedes-Benz – GenH2, eActros LongHaul и eActros, – а также электрические грузовики от брендов Freightliner и FUSO позволят нам предлагать клиентам подходящие под их задачи варианты», – заявил глава Daimler Trucks Мартин Даум. Уже упомянутая Hino Motors разрабатывает электрические грузовики совместно с американским стартапом Xos Trucks.
Плюсы и минусы
Частичная электрификация не решает проблему загрязнения воздуха коммерческим автотранспортом в целом. Однако даже небольшое увеличение экологичности продукции может дать производителям передышку, для того чтобы они смогли разработать для себя стратегию развития производства на ближайшее будущее.
В качестве плюсов коммерческого автотранспорта на водородном топливе можно отметить достаточный запас хода (400–1200 км) и быстрый процесс заправки (сравнимый с заправкой традиционных машин). Ну а минусы (помимо вопроса о вреде экологии при производстве топливных элементов) заключаются в дороговизне инфраструктуры (производство, хранение, транспортировка и продажа водорода) и относительной опасности технологии (водород взрывоопасен при соприкосновении с воздухом).
Что касается чисто электрического коммерческого автотранспорта, то, хотя в городе применение электрических автобусов и грузовиков уже может рассматриваться в качестве приемлемого варианта, основная проблема применения «электричек» в дальних перевозках заключается в батарее: современные технологии пока не позволяют выпускать батареи с приемлемым для соответствующего коммерческого автотранспорта сочетанием веса, емкости и стоимости. А когда (и если) таковые появятся, останется вопрос времени зарядки: на длинных маршрутах даже 40 минут каждые 800 км играют роль.
Описанные технологии и их проблемы демонстрируют, что производители коммерческого автотранспорта оказались в сложной ситуации. С одной стороны, им необходимо сделать выбор пути дальнейшего развития производства в условиях ужесточения норм по выбросам СО2. С другой – этот выбор ограничен вариантами, из которых выбирать можно только по принципу меньшего из зол.
Грузовой автотранспорт на водородном топливе
Перевод автотранспорта с углеводородов на другие виды топлива заставляет думать, что есть какая-то глобальная идея, которой человечество уже сейчас должно себя подчинить. Именно так в окно обывателя стучится неизведанное будущее. Отсюда возникает недоверие ко всему новому, а вакуум незнания заполняет мгла невежества. Сначала мерещатся тайные кукловоды, но затем приходит черёд любопытства: что и кто стоит за внедрением водорода?
Контрасты цивилизации
Дрова – самое первое топливо в жизни цивилизации, осталось на задворках современной жизни. Но после появления ДВС начали затухать и угольные колосники паровозов. Прометеев огонь в топках паровозов и пароходов в 1960-х массово угас не потому, что на планете закончился антрацит и дрова. В линейной эксплуатации ради сжигания 10 тонн угля локомотиву нужно возить цистерну воды и пополнять её каждые 100 км. Гужевой транспорт из того же числа – попасть ногой в помёт было обыденным случаем горожанина XV–XIX века, что мы найдём в строчках у Поля Скарона и Пушкина. А теперь детей в парках катают на отутюженных пони.
Двигатели внутреннего сгорания (ДВС) тоже уйдут в историю. Увы! Гигиена общества в больших городах заставляет отказаться от всего некомфортного. Но случаются и казусы: в Китае на государственных карьерах работают паровозы, а рядом частные компании из шахт руду таскают уже на карьерных электросамосвалах BYD V60 (см. «Китай готов к кризису»).
До 2050 года мы вряд ли простимся с ДВС. Но поколение, родившееся в 1980-х в СССР, США, ФРГ и Японии, станет первым, которое на закате своей жизни застанет год, месяц и тот день, когда рычащий автомобиль с ДВС можно будет увидеть только на ретро-шоу или ностальгическом авторалли.
Продажа прогресса оптом
Норвежская оптово-торговая компания ASKO в числе первых начала опытную эксплуатацию 4 электрогрузовиков Scania G350, оснащённых водородными топливными элементами. В феврале к ним добавились ещё 2 машины, а общий парк до 2023 года составит 75 грузовиков.
Для их обслуживания при помощи независимой исследовательской компании SINTEF и Норвежского университета естественных и технических наук (NTNU) построена собственная водородная заправочная станция возле Тронхейма.
Водородные топливные элементы производства Canadian Hydrogenics генерируют непрерывную мощность 245 кВт (пиковая мощность достигает 290 кВт). Максимальный крутящий момент, развиваемый электромотором, составляет 2200 Н·м. Крутящий момент к ведущим осям предаётся через 2-ступенчатую КП. Водород в количестве 33 кг хранится в герметичном резервуаре под давлением 350 бар (345,4 атм), а электричество преобразуется в 90 кВт топливных элементах PEFC. Для запаса энергии используется литий-ионная аккумуляторная батарея общей ёмкостью 56 кВт·ч, оборудованная встроенным зарядным устройством мощностью 22 кВт, запитываемым от комбинированного поста CCS (Combined Charging System). При полном баке водорода его дальность составляет до 500 км.
Полная масса автомобиля составляет 27 (26+1) тонн. «+1» ему выдали по специальному разрешению, поскольку этот «защитник экологии и тишины» имеет избыточную массу электротрансмиссии, и для выравнивая грузоподъёмности со стандартным 26-тонным грузовиком, ему накинули эту дополнительную тонну. Интерес к теме настолько высок, что к ней начали подключаться и специализированные производители электромобилей.
Quantron AG из Аугсбурга, специализирующаяся на переоборудовании автомобилей на электропривод, в середине 2022 года наметила выпуск грузовиков, работающих на водородном топливе. Тяжёлый магистральный тягач Energon Hydrogen рассчитан на вождение 44-тонных автопоездов и в основе имеет капотный IVECO Strator. Заявленные характеристики позволяют обеспечить ему дальность хода около 700 км. Используемый водородный топливный элемент мощностью 130 кВт, поддерживаемый LFP-аккумулятором 110 кВт·ч, питает двигатель мощностью 340 кВт, который приводит задний мост через 2-ступенчатую КП. В дальнейшем Quantron AG намерена полностью освоить рынок тяжёлой техники и представить оригинальный грузовик, который пока представлен лишь на компьютерных рендерах (см. постер). Компания уже принимает предварительные заказы с ценовым преимуществом в 10 тыс. евро. Сейчас Quantron является авторизованным дистрибьютором и сервисным партнёром крупнейшего в мире производителя литий-ионных аккумуляторов и авторизован в качестве дилера CATL в Европе.
Большой бизнес
В Северной Америке у сырьевого лобби слишком высокая инерция, что не позволяет мигом перестроиться даже части экономики США и Канады. Но тренд нарастает и переход к 2027–2033 годам на полностью альтернативные виды топлива в Новом и Старом свете, стартовавший 5 лет назад, уже набирает обороты.
24 июня Калифорнийский совет по воздушным ресурсам утвердил самый жёсткий мандат страны в отношении использования чистого воздуха для грузовых автомобилей. По сути, совет распорядился, чтобы автопроизводители начали продавать автомобили с нулевым уровнем выбросов в 2024 году. К этому году электрический парк должен составить 4000 грузовиков. К 2030 году в Калифорнии планируется продать 100 000 машин, а к 2035 году – 300 000.
После дождя законодательных инициатив, грядки стартапов, даже в США не выглядят одинокими цветниками.
В компании Nikola Motors удалось планово пришить продажи машин к развитию заправок. Сейчас уже намерены построить новых 37 водородных заправок в Калифорнии, увеличив их число до 100. В Аризоне 3 марта объявила даже о создании акционерного общества и слиянии с компанией VectoIQ, состоящей из ветеранов Mitsubishi Motors и GM под патронажем бывшего вице-председателя Стива Гирски. Она совладеет космической компанией Virgin Galactic. Неудивительно что с 6 по 13 мая после открытия торгов на нью-йоркской фондовой бирже акции VectoIQ скакнули на 134,5%.
Интересно, что его главный конкурент – генеральный директор компании Tesla Inc. Элон Маск в одном интервью отвергал водородную технологию и даже назвал их «дурацкими ячейками». Его можно понять: он безальтернативно вложился в электромобили с батарейным питанием и тащит на себе космическую программу. А Nikola Motors является пока одной из немногих компаний, которые нацелились на использование больших водородных установок.
Трудный опыт первопроходцев
Первый водородный тягач TTSI был протестирован в рамках совместного партнёрства с компанией Vision Motor Industry. «Этот грузовик был настоящим зверем», – поражался Тони Уильямсон, директор по техническому обслуживанию в TTSI. Он особо подчеркнул, что автомобиль работал в составе автопоезда и использовался для перевозки контейнеров: «У этого тяжеловоза 4455 Н·м (!) крутящего момента. Однажды я поговорил с водителем, который таскал на нём контейнеры, и он сказал, что ему приходится постоянно оглядываться назад, чтобы убедиться, что контейнер всё ещё в пути – вот сколько мощности в этом грузовике».
Прямо сейчас TTSI эксплуатирует 3 седельных тягача Kenworth Т680 с разными начинками. Первый, с ячейками Toyota, оборудован двумя синхронными электродвигателями с общей пиковой мощностью 565 л.с. Этот автомобиль находится в эксплуатации уже 2 года. Второй грузовик (работает 1 год) и оснащён топливными элементами TransPower. И третий грузовик укомплектован Н2-элементами U.S. Hybrid II поколения. Он работает уже 15 месяцев. В ближайшие месяцы руководство TTSI планирует приобрести ещё 7 водородных тягачей.
Работа по 6 дней в неделю, из которых 4 дня проходят в 2 смены, что даёт в среднем 20 рабочих часов в день. Пятничные и субботние смены длятся по 10 часов. Также Уильямсон отметил, что их автомобили перевозят грузы с массой от 16 344 до 18 614 кг (это определяется инструментальным взвешиванием). Поскольку некоторые участки дорог возле калифорнийских портов проходят через холмы, то автопоезда должны преодолевать подъёмы с уклоном до 6%, делая это на скорости от 50 до 65 км/ч. То есть подвижной состав компании работает в напряжённом режиме и однозначно должен быть надёжным.
TTSI на собственном опыте убедилась в плюсах и минусах водородной технологии. Осталось решить вопрос заправки грузовиков. У компании есть собственная водородная АЗС, кроме этого у TTSI челночный транспортный бизнес с небольшими плечами.
Водородные плюсы и минусы
Положительные стороны водорода включают нулевые выбросы вредных ОГ, отсутствие шумового загрязнения. Есть налоговые льготы и государственные субсидии. Водород даёт большой запас мощности и запредельный крутящий момент и более высокий комфорт работы водителя. Водители, работающие на водородных машинах, часто говорят, что от них теперь не пахнет соляркой и отмечают минимальные вибрации в водородных тягачах и акустический комфорт.
Килограмм водорода при комнатных условиях занимает порядка 11,2 м 3 объёма. При сжатии до 200 атмосфер в 1 кубометр можно загнать 17,8 кг H2, а в автомобилях уже используют сосуды на 60 литров давлением 700 атм, вмещающих до 50 кг. Но использование водорода географически пока слишком локально – в размерах округа, района, области или штата, а потому счёт идёт о пробегах в 200–500 км. Больше пока не нужно.
По оптимистичному исследованию агентства Bloomberg, проведённому в 2017 году, к 2040 году автомобильный транспорт ежедневно будет потреблять 1900 ТВт·ч (терраватт-час) электроэнергии, что станет эквивалентно затратам в 13 млн баррелей нефти. Сравните цифры: сейчас в мире ежедневно добывается 80 млн баррелей нефти и около 70% добычи (56 млн т) уходит только на транспорт. Сюда входят не только АЗС, привод рефрижераторов, но и керосин для авиатранспорта, мазут для судов и даже ТЭЦ, использующиеся для запитывания линий электротранспорта (ж-д, метро, трамваи, троллейбусы, электробусы, складской и горный транспорт).
Но дальше сложнее. Объёмная энергетическая плотность водорода не превышает 4,7 ГДж/м 3 (при 70 МПа). Это в 7 раз меньше показателя бензина, (34,5 ГДж/м 3 ) и в 20 раз меньше (142 МДж/кг), чем показал водородно-бензиновый гибрид BMW Hydrogen 7 с кузовом E65. К тому же у таких ДВС крайне низкий ресурс и высок риск детонации.
Стоит накинуть сюда цену. Стоимость водорода сейчас колеблется от 10 до 16 долларов за 1 кг. Пробег на 1 кг топлива у 40-тонного водородного грузовика сейчас не превышает 10 км. Магистральный дизельный тягач тратит на каждую тонну 1 л на 100 км пробега. При цене на солярку в США в 64 цента за 1 литр, содержание водородного тягача – это просто грабёж!
Расходы на ТО водородных электрогрузовиков учитывать пока затруднительно. Ведь речь идёт о новейших автомобильных технологиях и относительно новых транспортных средствах. Грузовики с водородными элементами, имеют бόльшую снаряжённую массу, чем их аналоги. Так вес седельного тягача составляет от 9988 до 10 900 кг. Обычный дизельный весит от 7037 до 7265 кг, а с СПГ – не больше 7718 кг. В итоге даже при всех вычетах налогов и полученных субсидиях у калифорнийской компании TTSI по итогам 2019 года вышло 20-кратное увеличение расходов на заправку. И это при том, что часть расходов на себя берут производители оборудования в рамках НИОКР.
Минусов пока больше. Все они упираются в бухгалтерию. Стоимость покупки грузовиков на водородных топливных элементах в 1,6 раза выше, чем их традиционных аналогов (200 тыс. долларов против 125 тыс. за дизельный тягач). Высокотехнологичные компоненты: аккумуляторы, инверторы, топливные элементы и т.д. увеличивают страховые ставки.
Владелец водородного грузовика в таком случае будет вынужден искать только высокомаржинальные грузы или контейнеры с высокими ставками фрахта. И кого-то в портах или терминальных складах нужно ещё заинтересовать обеспечением этих подрядов, чтобы бизнес не вылетел в трубу. Иначе машину не окупить.
В итоге получается, что массовый переход на водород возможен только при массовом производстве водорода и комплектующих. И об этом тоже следует рассказать.
Бизнес-проект дизельного гиганта
За последние пару лет мировой лидер дизельного двигателестроения – корпорация Cummins сформировала новый бизнес-проект на перспективу. Изначально он был ориентирован на электромобили с батарейным питанием (BEV), однако недавно, в течение двух лет, Cummins приобрела 4 компании, связанные с технологией водородных топливных элементов: Brammo, Johnson Matthey Battery Systems, Efficient Drivetrains Inc. и Hydrogenics. На данный момент Cummins предоставила более 20 силовых модулей на топливных элементах
«Естественно, мы хотим сделать эту технологию жизнеспособной и прибыльной, и некоторые из новых правительственных стимулов помогут при создании Н2-инфраструктуры, снижении стоимости водорода и других вещах, которые очень важны для внедрения нового альтернативного топлива», – отметил Джефф Сегер, исполнительный директор отдела новых приобретений корпорации Cummins.
Среди свежих разработок топливные элементы для мусоровозов и уборочных машин FAUN на шасси Mercedes-Benz Econic. Каждый из грузовиков содержит три топливных элемента мощностью до 30 кВт на элемент. Каждый грузовик имеет до 6 сосудов с водородом, вместимостью по 4 кг водорода на каждый резервуар.
Руководство североамериканского совета по эффективности грузовых автомобильных перевозок (North American Council for Freight Efficiency’s – NACFE) подтверждают правильность революционных решений: «Сегодня список альтернативных видов топлива и связанных с ними новых силовых агрегатов растёт. Эти технологии начинают выходить на уровень мелкосерийного производства. Ещё недавно лидерами альтернативного направления были силовые агрегаты, работающие на газомоторном топливе, но в данный момент основная часть инвестиций идёт в водородные и аккумуляторные электромобили».
В NACFE полагают, что сейчас не существует единственного верного технического решения, которое в итоге заменит ДВС. Вместо этого специализация и региональные факторы подталкивают рынок к «многотопливному будущему», где многие из развиваемых технологий будут вместе сосуществовать.
Японский водород
Крупнейший изготовитель коммерческих автомобилей в Японии – компания Hino Motors Co., Ltd, входящая в корпорацию Toyota Motor Corporation, недавно продемонстрировала водородную версию флагманской модели Profia, которая может использоваться для городской логистики. Фактически модель является продолжением политики расширения новой среды, реализованной в водоробусе Toyota SORA Fuel Cell Bus 4K 2 HD.
Электрогрузовик представляет собой 25-тонное шасси Hino Profia FR1AWHG, который оснастили синхронным электродвигателем переменного тока мощностью 320 кВт и двумя модулями водородных топливных элементов Toyota FC stack с полимерным электролитом. Они хорошо обкатаны на Toyota Mirai и электробусах Hino. Также в грузовике будет установлен новейший водородный бак большой ёмкости, в котором топливо хранится под высоким давлением в 70 МПа. Этого объёма топлива достаточно для покрытия приблизительно 600 км пути. Литий-ионный аккумулятор накапливает рекуперированную энергию при торможении и используется для разогрева блока водородных элементов перед запуском.
В машине установлен контроль непроизвольного выхода из занимаемой полосы движения, система PCS, упреждающей столкновение с остановившимися транспортными средствами, системой Driver Monitor, оценивающей состояние водителя и позволяющей предотвратить засыпание за рулем. Снаряжённая масса грузовика составляет 13 200 кг. Габаритные размеры Hino Profia вполне соотносятся с «одноклассниками» – 11 990 х 2490 х 3780 м.
Пока рано судить о перспективах водородного Hino в Европе, поскольку японцы уже подписали соглашение о сотрудничестве с Volkswagen Group, а этом автогигант не захочет иметь конкурента для своих Scania и MAN. Тем более, что Scania тоже готовит к продвижению на рынок свою водородную модель. Но обмен Н2-технологиями между концернами Toyota и Volkswagen представляется вполне реальным.
В то же время корейский концерн Hyundai не прекращает поиски партнёров для реализации своих грузовиков H2 XCient Fuel Cell в Европе. С 2021 года французская Faurecia начнёт поставки систем хранения водорода (включая 10 000 водородных сосудов для грузовиков). В течение 4 лет ими будут оборудованы около 1600 тяжёлых грузовиков производства швейцарской Hyundai Hydrogen Mobility – совместного предприятия Hyundai и H2 Energy. Планы пока захватывают дух: к 2030 году около 2 миллионов новых транспортных средств, включая 350 000 коммерческих автомобилей, будут оснащены технологией топливных элементов.
И тут возникает вопрос. Что же произойдёт с электрическими грузовиками?