100% воды без бензина и соляры - ДВС 3,5л (Check)

Автомобиль, работающий исключительно на воде Последнее обновление: 2 апреля 2006 г.
В июле 2005 г. американский автомеханик опубликовал информацию о простом переоборудовании автомобиля, позволяющем обычному автомобилю использовать в качестве топлива только воду. Подробности следуют ниже:
Внимание: Более восьми месяцев прошло с момента частичного раскрытия сведений об этой системе. С этого времени больше не получено никакой дальнейшей практической информации, а оправдания на этот счет не кажутся убедительными. Следует сделать заключение о том, что теперь есть вполне чёткая вероятность того, что такая система является мистификацией. При этом следует отметить, что подобная же система была разработана Адамом Кроуфордом из Шотландии. Его автомобиль был представлен инженерам Автомобильной Ассоциации, испытан ими и показан по шотландскому телевидению. К тому же среди научных статей, прилагающихся к данному документу, имеются такие, которые убедительно демонстрируют, что взрывы могут происходить в тумане, тонкораспылённой воде и под водой, и таким образом, нет никакого сомнения в том, что принцип действия описываемой ниже системы вполне обоснован.
Автомобиль, на котором он ездит каждый день, это восстановленная, восьмицилиндровая Шевроле Camaro 1978 года выпуска с родным двигателем рабочим объёмом 350 куб. дюймов (5,7 л) без микропроцессорных систем управления зажиганием, с автоматической трансмиссией, с родным 4-камерным карбюратором и родным топливным насосом. Топливный бак был заменён на металлический водяной бак с вентилируемой крышкой заливной горловины для отвода избыточного давления и тепла. Выхлопная труба была заменена новой 2-дюймовой трубой, соединенной с водяным баком. В водяном баке находятся перегородки, которые кроме прочего глушат выхлопные шумы. Были использованы серийные выпускные коллекторы, однако они ржавеют изнутри. Для этой цели наилучшим образом подошли бы самодельные трубы из нержавеющей стали, однако ввиду их дороговизны они использованы не были.
Была использована вся родная система зажигания и в ней не было сделано никаких изменений. На противоположной стороне моторного отсека был установлен второй аккумулятор. Со стороны пассажира в моторном отсеке был установлен инвертор постоянного тока мощностью 400 Вт (пиковая мощность 800Вт), выдающий 110В с частотой 60герц. Заборник свежего воздуха, расположенный за декоративной решёткой радиатора направляет воздух на крышки вокруг инвертора, охлаждая его.
При включении замка зажигания, реле включает инвертор. В провод реле встроен линейный предохранителем на 20А. Это реле только включает и выключает инвертор и больше не имеет никаких других функций. Инвертор соединен с аккумулятором посредством положительного и отрицательного провода (не с шасси). Сам инвертор ни в какой точке не соединяется с массой, а напротив, тщательно заизолирован, для предотвращения такого контакта.
Провод, который обычно ведёт к свече зажигания, заменен на провод, соединенный с коробкой, содержащей по одному довоенному механическому двухобмоточному реле или вибратору на каждый цилиндр. Каждый из таких проводов соединен только со своим «реле». Электрический ток возбуждает обмотку реле, но с другой стороны обмотка реле остается отсоединённой. Схемы соединений показаны ниже.
Важно, чтобы один провод соединялся с наконечником свечи (штекерной гайкой), а другой с шайбой, зажатой под свечой. Такое соединение повторяется для каждой свечи. Следует ещё раз подчеркнуть, что к каждой свече должно идти два провода: один к наконечнику, а другой к шайбе, зажатой между свечой и моторным блоком. Проводка выполнена из провода 12-2” с двумя цельными медными жилами, что соответствует номеру 12 AWG (американского сортамента проводов) с диаметром жил 2,05 мм, что обеспечивает 3,31 кв. мм на жилу. Ближайший стандартный сортамент проводов (SWG) – 14. Шайба, находящаяся под свечой, может быть изготовлена путём загибания конца цельной медной жилы в окружность подходящего диаметра и небольшого приплющивания.
В блоке реле сами реле расположены на расстоянии один дюйм друг от друга. Важно чтобы конструкция этого блока обеспечивала полную изоляцию всех высоковольтных соединений на случай если кто-то захочет открыть его во время работы инвертора. В системе используются аккумуляторные батареи большого цикла с высоким током прокручивания двигателя. Это очень важно, так как инвертор должен продолжать работу при запуске двигателя. Если же ток стартера слишком посадит напряжение аккумулятора, то инвертер может отключиться. В системе используется серийный генератор на 95А, который заряжает одновременно оба аккумулятора. Во время запуска двигателя слышно как щёлкают реле, пока двигатель не заработает и после этого никакого звука из коробки реле не слышно. Вполне вероятно, что реле занимают неподвижное фиксированное положение во время работы двигателя. Нижеприведённая схема, обозначенная как «Действующая электросхема» основывается на этом предположении и следует подчеркнуть, что все схемы представляют собой лишь то, что я понял из полученной на сегодняшний момент информации

Для автомобиля, работающего на воде, момент зажигания должен быть установлен с запаздыванием. Регулировка должна производиться до момента, когда двигатель будет работать лучше всего и этот момент, вероятнее всего, будет разным для различных моделей двигателя. Двигатель Шевроле Camaro работает лучше всего, кода момент зажигания запаздывает на 35 градусов. Зазор свечи был установлен на 65 тысячных дюйма, а теперь выставлен на 80 тысячных дюйма (0,08 дюйма). Использованы дешёвые свечи марки Autolite (25) с медными электродами. Используемые жиклёры карбюратора на два размера больше обычных, что позволяет двигателю выдавать больше мощности и оборотов, чем при работе вхолостую.
При холодном пуске двигатель склонен к детонации, однако вероятно этого можно избежать за счёт применения нагревателя на подаче воды в карбюратор с подогревом топлива до температуры, скажем, в 120 градусов Фаренгейта и термостатом для отключения нагревателя после достижения двигателем своей нормальной рабочей температуры. Этот автомобиль прошёл 30 000 миль исключительно на воде и 1 галлона воды ему хватает примерно на 300 миль, так как бóльшая часть водяного пара снова конденсируется в воду в водяном баке.
Недостатки: мощность двигателя несколько снижена и выхлопная система заржавеет если не заменить её детали на компоненты из нержавеющей стали.
Изобретатель такого рода переоборудования автомобиля хочет и дальше жить спокойной жизнью и не желает испытывать на себе «индекс вредности» большого интереса к своей персоне. Следовательно, он хочет оставаться анонимным. Он говорит: «Я сделал это не для того, чтобы продать или запатентовать или же получить кучу денег за предоставление этой информации. Я сделал это потому, что это было мне под силу и потому я воплотил эту идею в реальность. Все что я могу к этому добавить – попробуйте сами».

технология получения водорода способом подземной газификации (ПГУ) из разных марок углей

Получение водорода способом подземной газификации угля

30.09.2010

Украинской фирмой "Медведь" разработана и защищена патентами технология получения водорода способом подземной газификации (ПГУ) из разных марок углей. Результатом  процесса является синтез-газ, содержащий 47,9 об.% водорода. После очистки синтез-газа от примесей получается 97-99% водород. Из тонны угля позволяет получить 40кг водорода стоимостью 0,5 доллара США за 1кг водорода.   Украина обладает огромными запасами углей пригодных для нашей технологии. Упрощенная схема подземной газификации угля (ПГУ). Схема © BCG Energy. Научно-производственная  фирма «Медведь»  является действительным членом Украинской Технологической Академии. Основным видом инновационной деятельности является разработка геотехнологий извлечения горючих ископаемых из недр Земли. Фирмой разработана и защищена патентами Украины и России геотехнология получения водорода способом подземной газификации (ПГУ) из разных марок углей. Результатом  процесса ПГУ является синтез-газ следующего среднего состава (в об.%) H2О = 0,5;  H2= 47,9; CO = 49,2; CO2 = 0,6. После очистки синтез-газа от примесей получаем 97-99% водород, состав оставшегося газа после очистки CO = 97,8%; H2О = 1,0%; CO2 = 1,2%.  Из одной тонны угля можно получить 40кг водорода, с ориентировочной себестоимостью 0,5 доллара США за 1кг. водорода.   Украина обладает огромными запасами углей пригодных для нашей технологии. Функции, которые фирма «Медведь» может выполнять  по задаче связанной с комплексом необходимых действий для производства водорода способом подземной газификации углей (ПГУ).  Определение пригодности месторождений (участков) бурых углей  для подземной газификации Адаптация нашей технологии, применительно к выбранному месторождению. Разработка ТЭО процесса подземной газификации углей применительно к выбранному месторождению. Предоставление консультаций по проектированию, строительству предприятия по подземной газификации углей.

Развитие ДВС на водороде в СССР и Украине - третья попытка

Великий и ужасный водород

Четвер, 20 січня 2011, 16:44
Юрий ГОЛУБОВСКИЙ Водород уже достаточно давно считается альтернативным топливом №1. До кризиса 2008 года СМИ, как печатные, так и электронные, постоянно публиковали полные восторга и обожания репортажи про прекрасный и удивительный водород, обладающий чудодейственными свойства. Любой автомобиль, работающий на водороде, представлялся как невероятное чудо техники. Да так, что у неподготовленного читателя создавалась впечатление, что прорыв в «водородной энергетике» случился, чуть ли ни у него на глазах в 2000-х годах. И скоро, очень скоро, мы все будем ездить на чистых как слеза младенца водородных автомобилях. Надо только чуть-чуть подождать.		Однако реальность несколько отличается от сладких грез. Начнем с того, что водород в качестве горючего применяют уже …150 лет! Первый в мире двигатель внутреннего сгорания (ДВС), созданный Ленуаром в 1860 году потреблял водород. Далее, в 1942 году, был отмечен массовый перевод автомобильных двигателей на водородное топливо. Случилось это в Советском Союзе в городе Ленинграде во время блокады. На водороде, который изначально предназначался для аэростатов ПВО, ездили обычные советские грузовики ГАЗ-АА и ЗиС-5, чья конструкция восходит к концу 20-х годов. Никакого хайтека, обычная смекалка, вызванная дефицитом бензина. После войны о «чудо-топливе» благополучно забыли, если не считать отдельных экспериментов. Вспомнили о нем только в 70-е, во времена топливных кризисов. Любопытно, что параллельно с учеными капиталистических стран, с водородом работали и в СССР. Например, в Харькове Институт Проблем Машиностроения Академии Наук УССР перевел на водород целый автопарк, начиная от скромного «Запорожца», заканчивая автобусами и строительными самосвалами. Разумеется, после распада СССР все работы прекратились. Итак, чем же привлекателен этот самый водород? Первое и самое главное — это «экологически чистое топливо», после сгорания которого остается только вода. Правда, кавычки здесь стоят не случайно. Ибо мы дышим не чистым кислородом, а его смесь с азотом. Посему без токсичных оксидов азота обойтись невозможно. О чем, конечно, никто не вспоминает. Второе чудесное свойство «чудо-топлива» — это его рекордная теплотворная способность, в 3 раза больше, чем у бензина. Третье, водород можно использовать в любом двигателе, будь то паровоз или реактивный лайнер. Четвертое. Водород — газ, а значит, его можно перебрасывать по трубопроводам, причем это обойдется на 20% дешевле, чем электропередача. А главное, водорода в природе, не то что много, а невероятно много. Он есть в воде, в нефти, в газе. Правда, в связанном состоянии. Недостатки, увы, тоже весьма серьезные. Водород очень взрывоопасен, хранить его крайне неудобно. При долгом контакте с водородом металл становится хрупким и фактически приходит в негодность. Добывать водород невозможно (по крайне мере так думает официальная наука, см. ниже). А получать дорого. Вопросы сохранения Парадокс ситуации с водородом состоит в том, что вопросами его производства (так, чтобы он стоил хотя бы не намного дороже бензина) никто всерьез не занимается. Во всяком случае, такое впечатление возникает при прочтении очередного «водородного» пресс-релиза. Основные средства до кризиса направлялись на решение двух проблем: хранения и снижение расхода водородного топлива. Пока что найдено три способа хранить водород: в баллонах, в жидком виде в сосудах Дьюара при абсолютном нуле (!) и связывать его при помощи гидридов. Присмотримся к данным способам внимательнее. 15 кг водорода — это эквивалент 55 литров бензина. В общем, не самый большой запас топлива. Если хранить водород под давлением 150 атм. нам понадобятся стальные баллоны весом… 1,5 тонны!!! Выигрыш в весе можно получить, увеличив давление в 2–2,5 раза и применив более прочные и дорогие композитные баллоны. Но и в этом случае мы сможем нормально разместить на борту до 4,5 кг водорода. Больше в современные концепт-кары водорода обычно не вмещается. И если посмотреть на конструкции водородомобилей будущего, то пассажиры в них нередко буквально сидят верхом на баллонах. А в них содержится не только крайне опасная для жизни субстанция, но еще и крайне летучая. Даже лучшие в мире баллоны допускают утечки водорода до 2% в сутки. Идеальный автомобиль для тех, кто решил бросить курить, не правда ли? Второй способ — жидкий водород в сосуде Дьюара. Весит он намного меньше баллонов. Однако, потери водорода будут просто невероятные — до 5 литров в сутки. По крайней мере, так получилось у специалистов вышеупомянутого Института проблема машиностроения. Насколько удалось уменьшить потери водорода в современных концептах, в релизах обычно не сообщают. Видимо, чтобы не травмировать читателей. Третий вариант хранения — гидридный. Здесь мы используем способность определенных металлов и сплавов поглощать водород при охлаждении и выделять его при нагреве. Преимущество — нет утечек. Недостатки — очень дорого и довольно тяжело по весу. Для хранения 15 кг водорода требуется тонна гидридов. Как видим, возить с собой водород не безопасно и неудобно. А если производить его прямо «на борту»? В 2001 году General Motors и EXON-Mobil водрузили реактор-риформер, извлекающий водород прямо из бензина в кузов пикапа S10. Получилось не очень, реактор оказался слишком громоздким. Стоимость как всегда не сообщили. Есть еще один компромиссный вариант — возить с собой небольшое количество водорода или добывать его электролизом из воды прямо в автомобиле. Ведь даже 10-ти процентная добавка водорода к бензину позволяет уменьшить расход топлива на 40%, а также содержание токсичных веществ в отработавших газах. Каков итог дорогие читатели? Водорода можно взять с собой весьма ограниченное количество. А значит, следует поискать двигатель со сверхмалым расходом топлива. И такой двигатель есть. Это топливные элементы. Идеальный источник энергии? Топливный элемент, он же электрохимический реактор, — это теоретически почти идеальный источник энергии, который перерабатывает топливо непосредственно в электричество без понижающих КПД генераторов. Работает следующим образом. На анодную пластину топливного элемента подается водород, на катодную — кислород. Молекулы кислорода и водорода соединяются при помощи катализатора, в результате получаем воду. «Побочный эффект» — появление свободных электронов, которые идут в электрическую цепь. Дальше электрический ток направляется к электромоторам. Получаем действительно экологически чистый автомобиль без оксидов азота. К тому же еще и очень экономичный. Очень любопытно, что сам эффект был обнаружен еще… в 1839 году английским физиком Вильямом Гроувом. Увы, за это придется платить большим весом самих элементов, нестабильностью работы, высокой температурой работы (около 80 градусов) и повышенной чувствительностью к морозу даже в –1 градус. Правда, за последние 10–15 лет стараниями ученых данные недостатки удалось если не исправить, то хотя бы сделать не столь критичными. Правда, главный недостаток — огромная стоимость элементов так и остался неустраним. К примеру, топливные элементы, установленные российским инженерами на «Ниву» стоили примерно 300 тыс. долларов. Американские или немецкие обойдутся как минимум не дешевле. Впрочем, есть интересный способ уменьшить стоимость машины, а заодно избавиться от части водорода, снизив вес баллонов. А именно — объединить топливные элементы с аккумуляторами или конденсаторами (так называемые «гибриды»). В результате появляется возможность накапливать электроэнергию при торможении, и получать ее дополнительный запас при разгоне. Вот только до серийных этим прототипам еще очень далеко. До кризиса исследования в области электрохимических генераторов очень активно финансировались. Нынешний банкрот, национализированный государством — General Motors потратил на это около миллиарда долларов. Другой гигант — Daimler — почти ту же сумму, но в евро. Была оказана поддержка и на уровне государства. Например, тогдашний президент США Джордж Буш активно продвигал инвестиции в водородную энергетику, подписывал договоры с европейскими лидерами о сотрудничестве в это области и т.д. На первый взгляд в этом нет никакого смысла, учитывая, что электрохимические генераторы и емкости для хранения водорода еще очень долго не будут доступны обычному потребителю. А все оказывается просто. Технологией заинтересовались военные. Паровые подводки с атомными котлами оказались слишком шумными. А значит весьма уязвимыми для противолодочных кораблей и самолетов. Иное дело — электромоторы с чистым источником тока. Не так давно в 2005 году без особой помпы немцы ввели в строй две подводные лодки на топливных элементах проекта 212А — U-31 «Виттенберге» и U-32 «Эденкобен». Топливные элементы Siemens обеспечивают движение со скоростью 3 узла в подводном положении в течение 20 дней. Шум при этом меньше естественных шумов моря. Суммарная мощность топливных элементов— 450 кВт (по другим данным 800 кВт). Для быстрого передвижения используются обычные свинцово-кислотные аккумуляторы, которые заряжаются от дизель-генератора. Водород по соображениям безопасности связан в гидридных аккумуляторах. Подобные подводные лодки строятся и для других стран. Вопрос добычи Однако самый главный вопрос по-прежнему остается без ответа — где брать или как получать водород? Особенно если учесть годовой расход нефти и газа (миллиарды тонн). Четкого ответа на это нет. Ибо сказать, в общем-то, и нечего. Риформинг? Бессмысленно экономически. Бензин из нефти намного дешевле водорода из нефти. С водородом из метана та же история. Из воды, электролизом? Он требует почти в 4 раза больше энергии, чем риформинг. Посему, электролизом нынче получают до 8% водорода. Правда, время от времени проскакивают всякие безумные проекты гигантских электролизных электростанций по добыче водорода. Например, построить геотермальную мегаэлектростанцию в Исландии или огромную атомную в Тихом Океане на атоллах. Проблема только в том, что жители Исландии наверно не захотят сидеть верхом на гигантской водородной бомбе (утечки водорода никто не отменял), а радиоактивные отходы в огромных количествах придется куда-то девать. Проблема перевозки водорода танкерами также весьма серьезная. Если даже нефтяные танкеры постоянно взрываются и горят, то что будет с водородными? Особенно если такая «радость» случится в порту? Строить новый порт? Но главное, это то, что мощность автомобилей во всем мире намного превышает мощность всех действующих электростанций. То есть, если мы планируем перевести автомобильный парк на водород и добывать его электролизом, то количество электростанций надо удвоить, а лучше утроить. И это, с учетом того, что значительная часть электростанций уже сейчас требует модернизации и ремонта. Вспомним злополучную Саяно-Шушенскую ГЭС, история с которой еще не закончена. Не реально получать водород из растений (есть и такие проекты, правда пока не реализованные). С учетом постоянно растущего населения, потепления климата и угрозы голода это приведет к еще большему голоду. И все-таки будущее за водородом! И что получается? Водород — игрушка для военных и красивая мечта для гражданских? Не совсем так. Итак, готовьтесь, сенсация от российского ученого В.Н. Ларина. «Мы обнаружили аномально высокое содержание водорода в подпочвенном слое в центральных регионах европейской части России. Исследования показали, что это явление обусловлено дегазацией водорода из недр планеты, которая происходит прямо сейчас и имеет грандиозные масштабы. У нас есть основания полагать, что обнаруженные нами площадные аномалии подпочвенного водорода питаются из расположенных на глубине вертикальных трубообразных зон — своеобразных водородопроводов. И весьма вероятно, что из этих зон можно будет отбирать водород буровыми скважинами, как обычный природный газ. Мы знаем, где и как искать эти водородопроводы». Откуда берется водород? Если вкратце, ядро земли, по мнению Ларина, состоит из металгидридов, пропитанных водородом. Т.е. как у опытных автомобилей, построенных в Харькове, только масштаб «немного» больше. Что же говорит Ларин дальше? «Всех заинтересованных лиц мы можем ознакомить с методикой измерений и результатами наших исследований. Мы готовы показать на конкретных объектах водородную дегазацию, и ее негативное воздействие на природу: разнообразные воронки и обширные зоны проседания земли, разрушение гумусовой составляющей чернозема, гибель леса на площадях выходов водородных потоков и др. Как показывает практика, наша демонстрация оказывается убедительной, и мы полагаем, что в скором времени начнутся широкомасштабные исследования, в результате которых будет обоснована возможность добычи водорода буровыми скважинами. При этом кроме коммерческой выгоды, от использования водорода как энергоносителя, перехват водородных струй на глубине позволит сохранить плодородие наших черноземов, и сократит негативное воздействие водородной дегазации на инженерные сооружения (водородная ломкость металла) и ландшафты Русской равнины». Разумеется, как и положено, на просторах бывшего СССР, ученого просто игнорируют (или объявляют сумасшедшим), а водород тем временем продолжает разрушать почву, уничтожая лес, траву, превращая поля в крайне неприятного вида болота. Кстати, чудовищные пожары, свирепствующие в России этим летом, частично могут быть вызваны утечками водорода. Ведь очаги водородной дегазации как раз в Московской области. Возможно, когда с исследования Ларина ознакомятся заинтересованные лица из Германии и США, дело сразу же сдвинется с мертвой точки. Так что будущее за водородом. 1. Водородные гибриды Honda FCX, Mercedes-Benz F 600 HYGENIUS. 2. Рекламная водородная заправка Honda на солнечных батареях. Сколько это стоит и какая у нее производительность публике не сообщают. Во избежание. 3. Водородная дегазация на Русской платформе, ее плюсы и минусы.

Hydrosol - Solar - H2 project

18.12.2010

Профессор Афанасиос Констандопулос с командой единомышленников получил грант в размере 1,75 млн.евро от Европейского Исследовательского Совета. Амбициозный проект – «Hydrosol – топливо из воды и солнца» – победил среди 2000 претендентов.

Доктор Афанасиос Констандопулос – главный координатор проекта «Hydrosol» и руководитель Научно-исследовательского Института Химических процессов в Салониках. В проекте участвует 150 человек из Греции, Германии, Дании и Великобритании.

В чем суть проекта «Hydrosol»? «Используй то, что имеешь», видимо таким принципом руководствовался профессор Констандопулос, когда возникла идея получения водорода из солнца и воды. Действительно, в Греции примерно 300 солнечных дней в году, вода под рукой круглый год.

«Hydrosol» имеет широкое применение:

во-первых, водород может быть использован как альтернативное топливо для автомобилей;

во-вторых, реактор может быть использован для переработки диоксида углерода, с получением метана, метанола;

в-третьих, для получения электричества;

в-четвертых, он может быть использован для опреснения воды, это может послужить комплексным решением для островов не только Греции, но и по всему миру.

История проекта Официальной датой начала проекта считается ноябрь 2002 г. Трудность заключалась в том, как расщепить молекулу воды без сложных многоэтапных технологических решений. Проводились исследования в области синтеза и разработки материалов, пригодных для расщепления воды, с выделением кислорода в диапазоне температур 800-1200°С.

В результате к ноябрю 2005 г. была доказана эффективность преобразования солнечной энергии в специально разработанном реакторе. На выходе водород составил 70%. Оценка экономического потенциала показала, что технические усовершенствования обеспечат снижение издержек производства водорода с 24 Евроцент/кВт-ч до 10 Евроцент/кВт-ч в долгосрочной перспективе.

С ноября 2005 стартовал следующий этап – «Hydrosol 2», который продлился четыре года. 31 марта 2008 года был запущен реактор «Hydrosol» мощностью 100 кВт, установленный в Альмерийской пустыне (Испания). Примечателен тот факт, что пустыня является национальным природным заповедником. Теперь здесь на отдельной территории расположена огромная Солнечная Станция с двумя высокими башнями, на каждой из которых размещен реактор. Солнечные лучи от десятков отражателей концентрируются на реакторе, создавая высокие температуры.

Солнечный реактор – ноу-хау проекта. Он не содержит движущих частей, построен из специального огнеупорного тонкостенного керамического материала, предназначенного для поглощения солнечной радиации и нагрева воды до высоких температур. Внешне реактор похож на нейтрализатор автомобиля. В активной зоне реактора находятся многоканальные монолитные соты, которые покрыты ферритовыми структурами с дефицитом кислорода, содержащие также цинк и никель. В активную зону добавляют воду. При нагревании (800-1200°С) молекула воды расщепляется, окисляя материал с дефицитом кислорода, на выходе – водородный газ. Окисленные материалы необходимо переработать, собрав кислород на следующей стадии (1000-1200 °С).

Экспериментальный реактор – крупнейший в мире, показал возможность получения водорода: на каждые 30 литров воды система производит около 3 кг водорода в час – эквивалент тепловой мощности в 100кВт.

Стоит отметить, что это не первая награда для «Hydrosol». Проект получил главный приз в размере 1 млн. йен на Международном конкурсе в Японии в сентябре 2005 г., победив среди 100 самых современных экотехнологий. В активе проекта премия за технические достижения в 2006 г. от IPHE (Международная организация водородных и топливных элементов в экономике), престижная премия Декарта в 2006 г. в размере 1 млн. евро за проведение научных исследований.

В настоящее время г-н Констандопулос вместе со своей командой трудится над следующим этапом с актуальным названием – «Hydrosol 3D». Поставлены более амбициозные задачи – реактор мощностью 1 МВт, получающий не только водород, но также углеводороды (метан, метанол).

Это только начало нового европейского будущего, где во главу угла ставятся энергетические потоки получения альтернативного топлива с помощью возобновляемых источников, места России в которых пока что не видно.

«Стахановские» темпы, с которыми воплощает в жизнь свои идеи команда доктора Констандопулоса, навевают на размышления, сколько потребуется европейцам газа из газопровода «Южный поток» и нефти из нефтепровода «Бургас-Александруполис» через 10 лет? Обратим внимание на то, что бюджет «Hydrosol 3D» в 3 млн. евро выглядит просто «нано» каплей в денежных океанах десятков миллиардов евро этих двух проектов.

Но только сейчас, после оглушительной победы проекта «Hydrosol» и получения гранта, на него обратили внимание греческие госчиновники: премьер-министр Греции, а вместе с ним и Государственная Энергетическая Корпорация (PPC), и Газовая корпорация (DEPA). И они сразу нашли на территории Греции площадки для внедрения «Hydrosol 3D».

Почему этого не произошло раньше? По словам профессора Констандопулоса, был некоторый интерес среди политиков и «олигархов» Греции, которые выслушивали его, качали головой и удивлялись, как же вы это придумали. Политикам понадобилось больше времени, чтобы понять, и еще больше времени, чтобы начать действовать.

Доктор Констандопулос, несмотря на кризис и сокращение зарплаты своим сотрудникам, продолжает работать каждый день: «Только благодаря ежедневной гонке наш проект будет конкурентоспособным в течение 10 лет».

В своем очередном интервью после получения гранта доктор Констандопулос заявил, что 25 ноября 2010 года исполнилось 25 лет со дня основания института, которым он руководит, это самый лучший подарок, который они могли получить. Он также добавил: «Мы очень благодарны Европейскому Исследовательскому Совету за поддержку этого важного шага на пути к чистому и независимому энергетическому будущему для нашей Греции и Европы».

Для нас, россиян, этот проект как наглядная информация к действию. Сколько еще осталось в России газа и нефти? Принесут ли проекты, профинансированные из миллиардных бюджетов РОСНАНО, обещанные Чубайсом плоды подобные «миллионщику» «Hydrosol»-у? Если уже греческие чиновники нашли участки для «водородного» проекта, не стоит ли и нашим поискать на юге России? Кстати, китайцы, японцы, американцы тоже «открывают» водород из воды и солнца.

greek.ru

Водородные погрузчики

Водородные погрузчики

Вместо выхлопных газов – водяной пар. Станет ли водород топливом будущего?

Поиски альтернативы тающим подобно весеннему снегу мировым запасам нефти начались давно. Уже через пять лет после открытия в Мюнхене первой заправки автотранспорта водородом такие же станции появились и во многих других городах Германии. Этот альтернативный бензину и дизельному топливу энергоноситель, идеально сохраняющий окружающую среду, приобретает все большее значение и для сферы промышленного транспорта. Still GmbH, дочерняя фирма концерна Linde, недавно представила первый вилочный погрузчик, работающий на так называемых топливных элементах (fuel cell), источником энергии в которых стал самый легкий газ. Топливные элементы были установлены на уже существующем оборудовании, в аккумуляторном отсеке серийно выпускаемого электропогрузчика, и опробованы в реальных условиях эксплуатации.

Конструкторская доработка коснулась только мест стыковки электрических и механических компонентов. В отличие от аккумуляторных батарей топливные элементы не нуждаются в смене через определенное время работы. Их использование позволило увеличить мощность и продолжительность срока службы двигателя, а также полностью устранить эмиссию вредных веществ в выхлопе, ведь энергия в этом случае получалась в процессе реакции окисления водорода, продуктом которой является обычная вода.

Технология, которую еще несколько лет назад рассматривали лишь в качестве далекой перспективы, сегодня наконец обретает конкретные формы. Работающее на водороде транспортное оборудование уже готовится занять место в сфере общественного и промышленного транспорта. Многое указывает на то, что в не столь отдаленном будущем такая техника станет обычным явлением на дорогах. Постоянные и плохо предсказуемые скачки цен на нефть являются первым признаком того, что запасы жидкого топлива иссякнут в ближайшие десятилетия. Более того, мир все больше беспокоят экологические проблемы, и производители автотранспортной техники вынуждены еще активизировать работы по снижению выбросов выхлопных газов, негативно действующих на климат планеты. Основные усилия сосредоточены на максимально быстром создании безопасных для окружающей среды альтернатив существующим приводам.

Погрузчик на водороде работает в аэропорту Мюнхена с июля 2004 г.

Так, различные мероприятия по защите окружающей среды многие годы активно проводит известная немецкая компания Still GmbH. В 2004 г. сенат порта Гамбург наградил фирму сертификатом за деятельность в этом направлении. В то время как ранее мероприятия по экономичному отношению к ресурсам и исключению чрезмерной эмиссии были связаны преимущественно с техническими и организационными процессами, в настоящее время Still основное внимание уделяет топливу. С 1999 г. вместе с разными партнерами компания разрабатывала концепции приводов и их энергетического обеспечения, которое уже сегодня превосходит уровень транспортного оборудования с питанием от аккумуляторных батарей. Таким образом, был создан вилочный погрузчик с системой топливных элементов, который в рамках проекта ARGEMUC (Arbeitsgemeinschaft Mуnchener Flughafen) с июля 2004 г. работает в мюнхенском аэропорту.

А многолетний проект по исследованию водородных двигателей на различных видах шоссейного транспорта, например автобусах и легковых автомашинах, вступил во вторую фазу – практической эксплуатации – и в сфере промышленного транспорта. Целью испытаний в аэропорту было снижение технических и экономических рисков этой имеющей весьма высокий потенциал технологии с точки зрения применения в будущем. За концепцию нового двигателя и создание компонентов, адаптированных к нему, отвечает концерн Linde, куда и входит фирма Still.

Ответственность за разработку и изготовление топливных элементов, а также «гибридной» концепции (с применением промежуточных накопителей) взяла на себя компания Proton Motor GmbН. Для проекта Still предоставила близкий к стандартной модели погрузчик серии 60 грузоподъемностью 3 т, механика и электрика которого в основном были адаптированы к посадочным местам и разъемам топливных элементов.

Современные тяговые батареи

Уже в начале проекта стало понятно, что минимальные требования к ресурсу и надежности погрузчиков с тепловыми элементами определяются характеристиками погрузчиков с применяемыми в настоящее время тяговыми аккумуляторными свинцово-кислотными батареями (АКБ). Масса каждой батареи – около 1,0 т, она занимает объем примерно 1 м³, при этом емкость при напряжении 80 В составляет около 600 А·ч. При обычной эксплуатации (не допуская полной разрядки) используемая энергоемкость составляет примерно 40 кВт·ч, чего достаточно для работы в течение 8 ч, т. е. всей рабочей смены. Многосменная работа вызывает необходимость в дополнительных батареях и соответствующих станциях для их подзарядки. При оптимальном уходе, по мнению эксплуатационников, батареи можно подзаряжать от 800 до 1500 раз.

Размещение системы топливных элементов на погрузчике Still

В зависимости от применяемой техники период подзарядки составляет 5...12 ч, причем метод ускоренной зарядки (quick charge) позволяет несколько сократить это время. Кроме того, с помощью подзарядки в течение недели можно значительно продлить срок использования батареи и избежать ее замены. В этом случае общий процесс подзарядки можно осуществить, когда работы ведутся с небольшой интенсивностью, например в конце недели. Для этого, однако, надо иметь достаточно большой парк машин, который, как правило, есть только на крупных предприятиях.

Если сравнивать погрузчики с тепловыми элементами и АКБ, преимущества первых очевидны. Для них:

• используется заправка вместо зарядки;

• не требуется ни основной батареи, ни сменной;

• отсутствует необходимость в перерывах (или требуются очень короткие перерывы) в работе погрузчика, а значит, возможна многосменная эксплуатация;

В этих элементах вместо жидкого электролита между электродами расположена полимерная мембрана, через которую свободно проходят ионы. Наряду с кислородом можно применять воздух. Образующаяся при работе элемента вода не растворяет твердый электролит и может быть легко удалена.

• достигается более высокая плотность по мощности и энергии;

• отсутствует эмиссия любых вредных веществ (например, СО2);

• ресурс больше.

Есть и еще два важных аргумента в пользу топливных элементов. Как показывают исследования, характеристики обычных АКБ уже достигли своего верхнего предела, и их дальнейшее совершенствование невозможно. Но самое главное, что заставляет внедрять новую технологию, это, безусловно, весь комплекс существующих ныне проблем, связанных с защитой окружающей среды и исчерпанием традиционных энергоресурсов.

Требования к погрузчикам с топливными элементами

Итак, одно из преимуществ топливных элементов очевидно: вместо зарядки или смены батареи достаточно провести трехминутную заправку газом. Возможна последующая дозаправка и при любой степени заполнения бака. Участники проекта и их партнеры для погрузчика на топливных элементах выбрали одно важное прагматичное условие: батарея должна быть заменена системой с близкими формой, габаритами и массой.

Это означает, что в рабочем объеме водородного двигателя должна вырабатываться такая же энергия, как в батарее аналогичного размера, и что все компоненты системы должны в нем разместиться. Это условие облегчило применение используемого серийного оборудования и стало основным отличием описываемого проекта от прежних попыток применить топливные элементы на погрузчиках. Тем самым «водородный» погрузчик не должен иметь никаких ограничений как в отношении грузоподъемности и радиуса действия, так и динамики движения и подъема.

А при идентичных с аккумуляторным вариантом значениях мощности элемент должен вырабатывать и эффективно использовать энергию в количестве 40 кВт·ч. Это в свою очередь обусловило возможность накапливать энергию при торможении для увеличения радиуса действия и не ограничивать динамику при ускорении движения и подъеме груза.

Система топливных элементов на водороде

С учетом отмеченных требований и была создана система на базе энергоносителя водорода. Все шесть ее основных компонентов размещаются в массивной стальной ванне (схема 1):

• газовый накопитель 1 – сосуд для накапливания поступающего и расходуемого через трубы меньшего сечения водорода, а также для сглаживания колебаний давления, вызываемых пульсирующей подачей и прерывистым расходом. Необходимую энергию «выдают» 2 кг газообразного водорода, для хранения которого использованы два усиленных бандажами алюминиевых баллона вместимостью 39 л каждый. При разработке их конструкции проводились отдельные исследования, в результате которых было получено соответствующее разрешение на использование.

Такое решение является более экономичным, чем ресивер для жидкого водорода или ресивер для металлгидрида. Система рассчитана на давление 350 бар и соответствует современному уровню требований к безопасности техники. Ведутся работы по созданию баллонов с давлением 700 бар. В ресиверы встроены электромагнитные клапаны;

Схема 1. Конструкция системы электропитания водородного погрузчика

• модули 2 топливных элементов. Преобразование водорода происходит в трех PЕM-модулях (Proton Exchange Membrane) мощностью 6 кВт каждый. Уровень напряжения определяется 110 В (напряжение холостого хода), что соответствует верхнему пределу свинцовой батареи;

• компрессор 3. Для сжигания водорода необходим кислород, который берется из окружающего воздуха. Воздушный компрессор с электроприводом и регулируемой частотой вращения подает в систему в зависимости от потребности до 100 м³ воздуха в час. Следует отметить, что Proton Мotor применила технику низкого давления с рабочим давлением менее 0,1 бар, в результате чего снижены мощность компрессора и уровень шума;

• система охлаждения 4. КПД преобразования энергии реакции окисления в электрическую энергию составляет около 60%. Хотя эта величина значительно выше, чем у современного двигателя внутреннего сгорания, максимальный КПД которого достигает 40%, тем не менее из системы необходимо отводить значительное количество тепла. Поскольку по условиям работы температура модулей не может быть более 80 °С, используется радиатор с большой поверхностью охлаждения;

• промежуточный накопитель 5. В качестве промежуточного электрического накопителя используется 48 последовательно соединенных конденсаторов Ultra Caps емкостью по 2700 Ф каждый, которые воспринимают энергию торможения и обеспечивают выравнивание пиковых нагрузок;

На выставке Hannover Fair 2004 (19 апреля, ФРГ). За рулем водородного погрузчика STILL – канцлер ФРГ Герхард Шрёдер

• дополнительный противовес (основание) 6. Учитывая, что требуемая грузоподъемность погрузчика обеспечивается наличием противовеса, которым служит свинцовая АКБ, недостаток массы «водородного» двигателя компенсируется дополнительной массой 1,2 т. Хотя тонна стали и дешевле тонны АКБ, такое решение для серийного погрузчика следует считать слишком металлоемким, а потому неудовлетворительным. Альтернативным вариантом в будущих моделях может стать противовес из других материалов, иных размеров и конструкций.

Принцип действия системы топливных элементов

Функциональные связи представлены на схеме 2. Профильтрованный окружающий воздух засасывается компрессором и подается в нужном количестве в топливные элементы. Компрессия осуществляется здесь только на небольшую величину избыточного давления, составляющую максимум 0,1 бар. Динамика процессов в топливных элементах в значительной степени определяется работой компрессора. После реакции в модулях отводимый воздух, подогретый примерно до +70 °С, смешивается с водяным паром. При нормальной работе в качестве «выхлопного газа» может образоваться около 1,8 л воды в час в виде водяного пара. Это значительно меньше того, что вырабатывается в двигателе внутреннего сгорания, причем какие-либо вредные вещества в паре полностью отсутствуют.

Подключение системы заправки погрузчика к магистрали водородного баллона

Отвод пара осуществляется по специальной выхлопной трубе. Второй компонент реакции – водород – подается к модулям из двух параллельно подключенных баллонов через двухступенчатый редуктор. Таким образом, в водородной части топливных элементов создается постоянное рабочее давление. Для того чтобы реакция была безопасной, отвод газа осуществляется через катализатор-дожигатель, где производится более полное окисление водорода.

При сегодняшнем состоянии этой техники около 3% водорода проходит через модули неиспользованным. Третьим газовым компонентом системы является азот. Он непосредственно не участвует в процессе получения энергии в ходе реакции, а лишь делает ее прохождение внутри погрузчика безопасным. При каждом отключении системы производится короткая, безопасная автоматическая продувка, при которой из модулей удаляются остатки водорода. Без этого при отключении элементов в ячейках остается некоторое количество водорода, который в результате реакции с имеющимся кислородом превращается в воду.

При этом возникает перепад давления в 1 бар между водородной и воздушной сторонами, что приводит к механической нагрузке на мембрану и сокращает срок службы системы. Именно в этой связи был выбран безопасный, хотя и более сложный вариант с азотом, позволяющий элементам работать в течение 20 тыс. ч. Он позволяет сделать более безопасной и работу самого погрузчика, поскольку эти машины планируется эксплуатировать и хранить в обычном, а отнюдь не в специальном взрывозащищенном помещении.

Охлаждение ячеек производится за счет циркуляции деионизированной воды. При использовании азота имеется ряд преимуществ: во-первых, не возникают уравнительные электрические токи в ячейках, так как отдельные пластины ячеек не изолированы от окружающей среды; во-вторых, падение давления в модулях меньше, чем в случае применения незамерзающей смеси вода–гликоль. Благодаря этому для перекачивания воды можно выбрать электрический насос меньшей мощности. Тепло отводится через радиатор из нержавеющей стали со встроенным регулируемым вентилятором, рассчитанным на среднюю потерю мощности примерно 13 кВт. Электрический выход такой же, как на свинцовой батарее: штепсельный разъем с двумя клеммами на 80 В при номинальной мощности 18 кВт и пиковой мощности до 38 кВт. В зависимости от нагрузки системы или регенерации напряжение находится в диапазоне между 72 и 110 В. Другие величины напряжения (24 или 12 В) получают с помощью преобразователя DC/DС. Наряду с системой управления погрузчиком для комплектной системы топливных элементов имеется сепаратное управление.

Требования логистики

Высокая динамика логистических процессов при операциях с грузами предъявляет особые требования к характеристикам и поведению системы топливных элементов погрузчика. Машина должна быстро реагировать на скачки нагрузки, а ее электрические и электронные группы и детали – выдерживать их. Особенно это касается использования варианта совместной работы конденсаторов (Ultra Caps) с «медленными» модулями топливных элементов: когда необходимо получить повышенную мощность для работы при пиковых нагрузках – нужно детально знать характер изменения мощности электроприводов погрузчика.

18-киловаттный агрегат с топливными элементами

Станции заправки водородом
Здесь впереди пока идет Калифорния. Уже сейчас больше половины из 24 имеющихся в США водородных заправок находится в «солнечном» штате, но до 2010 г., как утверждает его губернатор Арнольд Шварценеггер, сеть станций должна покрыть всю страну. Таким же «солнечным штатом» для Европы (в смысле наличия станций заправки водородом) является Германия: 13 из 22 европейских водородных заправок, а во всем мире их 74, находятся в крупных немецких городах. В ноябре 2004 г. к ним присоединилась еще одна, 14-я, построенная в Берлине: в округе Шпандау открылась первая общественная заправочная станция, которая наряду с бензином и дизельным топливом предлагает безвредное для окружающей среды топливо.

ARGEMUC

ARGEMUC является рабочим объединением 11 фирм-партнеров, которые принимают участие в водородном проекте аэропорта Мюнхена. Целью проекта является представление комплекса разработок в области применения водородных двигателей в спецтехнике, от их изготовления до использования, и демонстрация надежности сегодняшних водородных технологий. Существующий парк такого оборудования включает как легковые автомашины, так и промышленный транспорт. Группa Linde представляет и технологии производства водорода (steamreformer), и его использования (вилочный погрузчик с приводом на топливных элементах).

Применение водородного вилочного погрузчика

Водородный вилочный погрузчик постепенно вводят в постоянную эксплуатацию с середины 2004 г. на фирме Cargogate Flughafen Mуnchen GmbH. Водители Cargogate уже после 4-часового обучения освоили новинку и подтвердили ее хорошую управляемость и отличные ходовые качества. Первые замеры расхода топлива показали, что предлагаемая продолжительность работы (в среднем 8 ч на одной заправке) может быть увеличена. Чтобы получить больше экспериментальных данных и продолжить совершенствование погрузчика, решено провести годовую опытную эксплуатацию машины. Эксплуатация модели уже помогла сделать важные выводы. Наряду с надежностью работы топливных элементов важную роль играет расход энергии. Из-за более высокого напряжения в системе топливных элементов по сравнению с батарейным электроприводом потери энергии оказались немного меньше. Однако в случаях пиковых нагрузок, например при въезде на длинный пандус, требуются специальные меры, чтобы обеспечить надежность управления.

Безопасность водородных систем

Этот фактор имеет очень большое значение. Чтобы достичь цели проекта – обеспечить надежную и длительную эксплуатацию «Н2»-погрузчиков в помещениях, должны быть приняты соответствующие нормы безопасности. В этой связи при тесном взаимодействии с TУV Южной Германии были определены мероприятия и уточнены три особенности в конструкции топливных систем, на которые было обращено особое внимание:

Эти автобусы на топливных элементах уже можно встретить на дорогах Европы

• узел снабжения водородом выполнен по наивысшим стандартам безопасности. Например, на всех «критических» местах применяются детали, на которые есть соответствующие разрешения на эксплуатацию или свидетельства о приемке. Элементы безопасности также должны иметь специальные свидетельства, причем их функции должны выполняться с некоторым небольшим запасом (или частично с двукратным запасом) по надежности;

• модули топливных элементов находятся в секторе с точно контролируемой системой вентиляции, оснащенной взрывобезопасным вентилятором. За наличием утечек газа следят специальные датчики. Катализаторы должны окислять выходящий водород в аварийных ситуациях. Другие элементы, например замкнутый охлаждающий контур и электрика, находятся в секторе с поперечной обдувкой воздухом. После анализа потенциальных отклонений и сбоев, а также возможных опасностей уже существующий прототип может получить свидетельство о безопасности;

• патрубок баллона имеет внутреннюю маркировку, которая не допускает рост давления в магистрали свыше 350 бар. С помощью рычага производится плотное и надежное подключение магистрали баллона к присоединительному разъему.

Предпосылки для широкого применения

На основании того количества напольного транспорта, которое ежегодно попадает на мировой рынок, можно сделать вывод, что объем производства систем на топливных элементах пока слишком мал, чтобы применить эту технологию в необходимых масштабах. Чтобы ускорить ее внедрение, необходима поддержка производителей из сегмента рынка легковых автомашин, в том числе в отношении доработки топливных элементов, которые и являются наиболее дорогим элементом системы. Понятно, что снижению их стоимости будет способствовать увеличение объемов выпуска, однако следует иметь в виду, что функции и работа двигателей погрузчиков и легковых автомобилей сильно различаются. К погрузчику как «рабочей» машине предъявляют несравнимо более высокие требования, чем к автомобилю. Сектор грузовых автомашин, напротив, ближе к погрузчикам и может при доработке прочих компонентов, к которым относятся снабжение водородом и концепция системы охлаждения, внести свой вклад в достижение необходимого базового количества выпускаемых систем.

Перспективы

На пути от создания концепции «водородного» погрузчика до его применения в мюнхенском аэропорту пришлось преодолеть многие препятствия. Но эти усилия, по мнению создателей, себя оправдали. Следующий проект, возможно, стартует в Гамбурге, так как этот крупнейший порт намерен играть главную роль не только в Германии, но и в Европе в отношении использования водорода в автотехнике. А у фирмы Linde, которая является производителем и поставщиком водорода и напольного транспорта, есть хорошие шансы занять ведущее место в экономике промзоны Хёхст, Берлина, земли Северный Рейн-Вестфалия и в США. И так же, как это было в Мюнхене, сначала речь пойдет о пилотном проекте, который подготовит дорогу для широкого применения водородной техники и техники топливных элементов. В дальней перспективе, что подтверждают и другие эксперты, водородная технология станет ключевым компонентом для создания более эффективной и экономичной энергетики. И хотя к серийному изготовлению погрузчика с топливными элементами, несмотря на прогресс последних лет, дорога длинная, Linde планирует продолжать заниматься этой технологией, ведь уже сегодня имеется ряд веских аргументов в пользу применения топливных элементов. А опыт для дальнейшего их серийного производства дело наживное и может быть накоплен только на практике.

---

Компании Hyster – 75 лет

Читатели нашего журнала уже знают, что существует еще один производитель погрузочной техники, принимающий активное участие в области создания погрузчиков с водородным двигателем: это известная во всем мире компания Hyster. Недавно этот производитель отметил свой 75-летний юбилей. Первое промышленное предприятие Hyster было основано в 1929 г. в США. С самого момента возникновения компания оказалась в центре разработок в области промышленного транспорта. В 1948-м она выпустила первые трехколесные вилочные погрузчики. В 1952 г. в Нидерландах открылся первый европейский завод компании, специалисты которого семь лет спустя построили первые машины для обработки универсальных контейнеров.

В настоящее время компания выпускает огромный диапазон моделей техники для перевозки и штабелирования грузов на поддонах и в контейнерах, от ручных гидравлических тележек до таких сложных машин, как ричстакеры и высотные штабелеры, и в составе группы NACCO входит в первую тройку лидеров по производству промышленного транспорта. Современную производственную линейку оборудования компании, которая была создана и продолжает совершенствоваться на базе моделей 2002 г., отличают такие потребительские качества, как высокая надежность, простота обслуживания, безопасность, эргономичность и экономичность.

Hyster за годы деятельности сформировала сильные деловые альянсы со своими ведущими партнерами по продажам – компаниями Barloworld (Великобритания, Юж. Африка, Бельгия и Нидерланды), Zeppelin (Германия, Австрия, Швейцария, Восточная Европа, Россия и СНГ), Kesko (Финляндия и страны Балтии), VB trucks (Дания и Норвегия), Iberlift (Испания), CLS и MAIA (Италия), что в большой мере способствовало популярности этой марки в разных регионах мира и определило направления ее совершенствования. В настоящее время в Европе, на Ближнем Востоке и в Африке насчитывается в общей сложности 160 офисов, где можно не только приобрести технику Hyster, но и получить полный комплекс услуг, связанных с ее обслуживанием и интеграцией в логистические процессы предприятия.

По материалам зарубежной печати. Пер. с нем. Л. Цинцевича

--------------------------
С. Черепанов, Ю. Полярин / по материалам sitmag.ru / поисковая обработка ЛОГИСТ

АВТОВАЗ продолжает "водородный" проект

О некоторый секретах российского водородного автомобиля рассказал советник вице-президента по техническому развитию завода Георгий Мирзоев.

По его словам, в настоящее время ведется работа над созданием автомобильного варианта водородно-воздушного электрохимического генератора мощностью 60 кВТ. Он проектируется с учетом технологий и особенностей серийного производства, с применением более дешевых материалов.

Между тем, о массовом производстве такой машины в России речь пока не идет, а проект работает лишь на престиж автозавода. По словам Георгия Мирзоева, "это комплексная проблема. Нужна готовность не только автомобильных корпораций, но и всех участников производства топливных элементов, то есть предприятий электрохимической отрасли. Необходима перестройка сознания в масштабе государства, национальная программа перевода транспорта на водородное топливо, создание развитой инфраструктуры, системы обеспечения водородом".

В настоящий момент концепт-кар Lada Antel 2, показанный на прошлогоднем Московском международном автосалоне и на женевском автошоу этого года, оборудован щелочным водородно-воздушным генератором на топливных элементах мощностью 25 кВТ. Общая емкость баллонов с водородом составляет 90 л, а давление в них достигает 400 атмосфер. На этом запасе машина может пройти до 350 км, а заправка осуществляется при помощи мобильного технологического комплекса. Для того, чтобы "накормить" Antel 2 требуется 20 минут (первая версия отечественного водородного авто "обедала" целых 2 часа).

источник: zr.ru
2004-04-21 00:00:00

Россия включается в водородный проект 16.07.2007

Проект, который казался фантастическим, становится реальностью. Вскоре водородные топливные элементы, где энергия топлива непосредственно преобразуется в электроэнергию с очень высоким КПД, перестанут быть экзотикой для российского рынка. Прорыв в этой области готовит один из мировых лидеров.

Компании «Интеррос» удалось свершить то, что даже на фоне амбициозных планов создания инновационной экономики и альтернативной энергетики РФ казалось лишь делом будущего. Российский бизнес смог превратить «водородный» энергетический проект из фантастики в повседневность. Вскоре водородные топливные элементы (устройства, в которых энергия топлива непосредственно преобразуется с очень высоким КПД в электроэнергию), и установки перестанут быть экзотикой для российского рынка.

На заседании Совета Директоров американской компании Plug Power – одного из ведущих мировых разработчиков водородных топливных элементов, впервые проведенного в Москве 11 июля, было принято решение направить дополнительные инвестиции, полученные при покупке в 2006 году 35% компании дочкой «Интерроса» и «Норникеля» - российской Smart Hydrogen, в ключевое для компании направление - диверсификацию бизнеса посредством выхода на российский рынок.

В частности, речь идет о реализации подписанного в марте 2006 года «Интерросом» соглашения о стратегическом партнерстве с ОАО «Российские железные дороги» по использованию водородных топливных элементов и технологий. Уже сейчас проведена сертификация топливных элементов Plug Power, и вскоре начнется их опытная эксплуатация на реальных объектах РЖД, а также на ГМК «Норильский никель».

Инвестиции россиян также направят на другие инновации – в разработку нового поколения традиционных для Plug Power коммерческих продуктов – источников бесперебойного питания на базе водородных элементов. Промышленный выпуск новой модели UPS повышенной надежности и увеличенного ресурса эксплуатации начинается в июле 2007 года. 

«Интеррос» не только привнес водородную энергетику на российский рынок. В рамках соглашения о стратегическом партнерстве между Plug Power и «Национальной инновационной компанией «Новые энергетические проекты» (НИК НЭП), созданной благодаря инвестициям Михаила Потанина в альтернативную энергетику, компании ведут совместные интенсивные разработки в рамках научно-технического сотрудничества.

«Российская наука далеко продвинулась в теоретических разработок в области альтернативной энергетики, - объяснил представитель «Интерроса». - В свою очередь, американцы традиционно сильнее в области практического внедрения и коммерциализации этих технологий. Сочетание этих двух преимуществ даст нам возможность, с одной стороны, дать России доступ к самым современным зарубежным технологиям и ноу-хау в области альтернативной энергетики, а с другой - открыть уникальным российским разработкам выход на мировые рынки технологий».

В «Интерросе» считают, что эта стратегия компании уже себя оправдала: менее чем за 1 год удалось сертифицировать топливные элементы в России, и приступить к внедрению как минимум двух перспективных проектов по их применению - с ОАО РЖД и «Норильским никелем», затем была создана инновационная компания НИК-НЭП, и, наконец, последовала покупка производственных мощностей - пакета акций ведущего американского производителя топливных элементов и техники Plug Power. 

Статус России, как великой энергетической державы, продекларированный президентом РФ, подразумевает определенные инвестиции России в энергетические технологии будущего. Именно поэтому развитие альтернативных источников энергии было признано одним из приоритетных направлений отечественной науки, и бизнес эту тенденцию воспринял и поддержал. Уже сегодня в России разработками, так или иначе связанными с водородной энергетикой, занимаются несколько институтов и производственных объединений, включая и созданную «Интерросом» компанию НИК-НЭП.

По словам  члена Правления Plug Power, замгендиректора «Интерроса» Сергея Батехина, проекты в области альтернативных источников энергии традиционно входят в сферу интересов промышленно-финансовой группы, которая активно сотрудничает и с официальной российской наукой. «В рамках данного проекта «Интеррос» совместно с Российской академией наук будет намерен широко внедрять передовые технологии водородной энергетики в России, развивать производство, обеспечить насыщение отечественного рынка высокотехнологичными экологически чистыми энергетическими установками», - заявил Батехин, отметив, что сотрудничество с Plug Power сделает мировые рынки водородной энергетики доступными для отечественной продукции и разработок.

В России подобные прорывы в области Hi-tech, сначала всегда воспринимавшиеся с недоверием, потом сменялись ажиотажным спросом. Так было с компьютерами, потом с Интернет, так теперь будет и с технологиями водородной энергетики. По всей видимости, после сертификации топливных элементов, вслед за «Интерросом» появится немало желающих заняться столь перспективным видом бизнеса. 

Интересно, что вслед за Потаниным, который начал создавать эту новую «голубую фишку» из буквально фантастического проекта, и уже довел ее до коммерческого продукта, с запозданием потянулись и другие российские бизнесмены. В частности, его давний партнер - Михаил Прохоров, инвестфонд которого «Группа Онексим» также недавно заявила о своем интересе к водородной тематике. Однако, никому из участников рынка пока не удалось продвинуться в этом проекте так, как это сделал «Интеррос» - пока другие компании только заявляют о своих намерениях, водородные активы группы Потанина - российская НИК-НЭП и американская Plug Power – уже приносят результат в виде коммерческого внедрения промышленных разработок.

Бортовой водород экономно озеленяет дальнобойщиков

Бортовой водород экономно озеленяет дальнобойщиков

Пока ведущие автомобильные концерны мира экспериментируют с водородными машинами, подталкивают вперед водородную энергетику и спорят о преимуществах топливных элементов над водородными ДВС, американские дальнобойщики, водители этих огромных "носатых" монстров, сами переводят их на водородное питание. Сложно представить, что старые и потертые капотные тягачи могут оказаться на передней линии прогресса. Однако сейчас по дорогам США колесит уже некоторое количество таких машин, потребляющих водород вместе с дизтопливом. И количество это растет. Причем на этих машинах вовсе нет дорогущих топливных элементов, тяжелых баллонов с газообразным водородом или теплоизолированных - с жидким. Все намного проще и, вместе с тем - любопытнее. Но сначала - маленькая историческая ремарка. В 1974 году Джон Хоусман (John Houseman) и его коллеги из Лаборатории реактивного движения (Jet Propulsion Lab) подготовили доклад для общества автомобильных инженеров США под названием "Бортовой генератор водорода и частично водородный впрыск в ДВС". В этой работе (как и по результатам более поздних теоретических и лабораторных исследований 1970-1980-х годов) было установлено, что крошечная добавка водорода в ДВС, работающий на традиционном топливе, существенно повышает показатели двигателя, и что искомый водород можно получать прямо на борту машины, из воды. Исследования, проводимые в этой области в разных странах и организациях, в конце концов, вылились в успешный коммерческий проект. Так выглядит комплект CHEC HFI - маленькая вертикальная коробка перед колесом. Кстати, на снимке в заголовке - первый американский грузовик, оборудованный этой системой. И на этом кадре - он же (фото Canadian Hydrogen Energy Company). Компания "Канадская водородная энергия" (Canadian Hydrogen Energy) довела до ума старую идею. Так получилась патентованная система впрыска водорода (Hydrogen Fuel Injection - HFI; или с добавлением имени компании - CHEC HFI) во впускной коллектор обычного двигателя внутреннего сгорания. Сразу скажем: миру известны множество разных систем, так или иначе, "улучшающих" работу мотора. Только купи, прикрути - и вот оно счастье. Но автопроизводители почему-то не спешат ставить всякие "гомогенизаторы" и "магнитные улучшатели топлива" на серийные машины. Вот и к изделию канадской компании мы поначалу отнеслись с опаской. Как оно работает? Это электролизный аппарат, который берет энергию из бортовой электрической сети, разлагает дистиллированную воду и направляет водород и кислород во впускной коллектор ДВС. Производитель обещает 10-процентную экономию топлива и существенное сокращение выброса вредных веществ, особенно сажи, слабого места дизелей. Этот эффектный грузовик представлял продукцию канадской фирмы на одном из шоу дальнобойщиков, прошедшем нынешним летом (фото Canadian Hydrogen Energy Company). Стоп. Но закон сохранения энергии еще никто не отменял. Электричество на борту обеспечивает генератор, вращаемый тем же двигателем. И не бесплатно. Так откуда же сокращение расхода топлива? Авторы системы поясняют: количество водорода, подаваемого в двигатель - очень мало. Не он сам, как топливо, дает прибавку мощности. То есть он, сгорая, конечно, что-то дает, но и ведь он же и забирает. Вырабатывая его электролизом, мы, как уже сказали, тратим часть мощности ДВС. Секрет в другом. Добавленные "сверху" водород (и кислород) повышают полноту сгорания солярки, меняя характер распространения пламени в цилиндрах. То есть - тут речь идет о повышении КПД мотора и о росте отдачи от традиционного топлива. Система CHEC HFI может работать с любым ДВС (дизель, бензин, природный газ), но оказалась, в первую очередь, популярна у дальнобойщиков Северной Америки. В частности, с недавних пор комплекты для установки на дизельные тягачи стали живо покупать у канадской компании американские фирмы-грузоперевозчики. "Послушай, да тут, в общем-то, ничего сложного нет..." (фото Canadian Hydrogen Energy Company). Как мы ранее рассказывали, в университете Тасмании (University of Tasmania) недавно построили первый в мире двигатель внутреннего сгорания, потребляющий водород и дизельное топливо одновременно. Но вот теперь необходимо внести поправку - первый, разработанный специально для такой смеси. Потому, что новаторы из Канады полагают: крошечная добавка водорода не помешает любому серийному ДВС. В этом ее принципиальное отличие. Да, мы знаем, что горение водорода в ДВС - вещь весьма непростая, и не все тут еще изучено в полной мере. Недаром же над чисто водородными моторами упорно бьется ряд известных фирм. Тут есть вопросы и по ресурсу, и по рациональной схеме системы питания. Но маленькое количество водорода, как добавка. Почему бы и нет? Развивая систему в прошлые четыре года, канадская компания провела массу дорожных тестов: аппараты CHEC HFI накатали в сумме десятки миллионов миль. "...Водород из неприметной коробочки, смонтированной где-нибудь в удобном месте за кабиной, поступает во впускной патрубок мотора" (фото Canadian Hydrogen Energy Company). Стоят эти комплекты от $4 тысяч до $14 тысяч (у компании есть ряд моделей, под авто разных классов). А как окупаются? Президент американской компании Great Plains Trucking Шервин Фаст (Sherwin Fast) говорит: "Мы экономим на каждом грузовике с этой системой по $700 в месяц в расходах на топливо". Сейчас компания эксплуатирует четыре тягача с CHEC HFI и заказала еще 25 комплектов. Что ж, пара лет окупаемости - вовсе неплохо. Особенно, если твой автомобиль становится еще и более "зеленым". А главное - CHEC HFI намного проще передовых и модных топливных элементов, не требует хранения водорода на борту (то его количество, что вырабатывается - немедленно идет в ДВС) и не нуждается в специальной инфраструктуре (вроде водородных заправок). Просто добавь воды.

Сахалинский ветро-водородный проект набирает ход

Одним из таких прорывных решений, по мнению руководства японских деловых кругов, является широкомасштабное внедрение водорода в качестве топлива в экономику страны в целях сокращения потребления углеводородов, а в отдаленной перспективе – их полной замены. Кроме существенного сокращения выбросов СО2, это также позволит сократить зависимость страны от импорта нефти и газа из района Персидского залива.

В частности, уже на настоящем этапе выделены такие сферы эффективного использования водорода, как электроэнергетика, металлургия, автомобильный транспорт, газоснабжение населения и промышленности, космическая индустрия. Однако пока Н2 неконкурентоспособен по цене: 1 м³ водорода стоит в Японии около 100 центов, тогда как 1 м³ сжиженного природного газа (СПГ) - всего 40 центов.

В целях повышения конкурентоспособности водорода японские фирмы начали изучать возможность налаживания его массового и дешевого производства за границей с помощью энергии ветра с последующим экспортом готовой продукции в Японию. Были выделены три региона, наиболее подходящие для этих целей: Патагония (Аргентина), Алеутские острова (Аляска, США) и Сахалинская область (Россия). При этом проект в Патагонии прорабатывается с помощью японского правительства уже в течение 4 лет, однако, отдаленность этого региона от Японии на 12 200 км снижает его привлекательность.

Сахалинская область – это ближайший к Японии регион с необходимыми ветровыми ресурсами, поэтому группа японских компаний («Hitachi Ltd.», «Nippon Steel Corp.», «Mitsubishi Chemical», «Iwatani Sangyo», «Japan Steel Works Ltd.» и др.) активно продвигает проект строительства комбината по производству водорода именно здесь. При этом инициаторы данного проекта считают, что в случае закупок части продукции потребителями из России и, возможно, других стран окупаемость инвестиций существенно ускорится.

Принципиальная схема проекта состоит в том, чтобы построить на Сахалине ветряную электростанцию мощностью до 50 ГВт из примерно 10 тысяч ветрогенераторов и с помощью вырабатываемой ею дешевой электроэнергии производить электролиз воды для выработки до 3,8 млн т водорода в год. Полученный водород сжижать путем соединения с толуолом и преобразования его в жидкий химический продукт - метилциклогексан. Всего планируется производить до 62 млн т метилциклогексана в год, который будет отгружаться через специально построенный наливной терминал на танкеры дедвейтом до 100 тыс. т.

Метилциклогексан (как и толуол) низкотоксичен, умеренно огнеопасен, стабилен в жидкой форме и не требует криогенного охлаждения, может транспортироваться обычными химическими танкерами и по трубопроводам. Потребители смогут хранить метилциклогексан в резервуарах и по мере необходимости легко извлекать из него водород. Оставшийся после извлечения толуол будет возвращаться танкерами на комбинат для дальнейшего многократного использования. Планируется начать производство с 2015 г. и продолжать его в течение 20 лет. Без учета эффекта снижения себестоимости за счет увеличения масштаба производства, по оценкам, цена 1 м³ производимого на этом комбинате водорода после его регазификации на площадке потребителя должна составить 30 центов.

Инициаторы проекта оценивают его общую стоимость в $10 млрд., в том числе $3 млн – предпроектные исследования и $100 млн – проектирование, включая подготовку рабочих чертежей. Для реализации проекта 15 мая 2009 г. в Токио была учреждена компания «International Wind Hydrogen Inc.» (в дальнейшем «IWHI»). Президентом компании является Сэнъити Сямото, который более 40 лет проработал в области снабжения Японии СПГ и был одним из организаторов этой отрасли. В число директоров компании входит директор Института новой энергии Токийского государственного университета и почетный профессор этого университета доктор Ясукадзу Сайто, разработчик дешевого метода извлечения водорода из метилциклогексана. Я. Сайто много лет был председателем Ученого совета Японии по водородной энергии и председателем Ученого совета Японии по катализаторам. Еще одним директором компании является Сюнъити Симидзу, бывший представитель Канадской компании «Ivanhoe Mines» в Японии, президент Института исследования проблем связи, коммунального хозяйства и энергетики (Япония).

К проекту привлечен широко известный в деловых кругах Японии и довольно хорошо известный в России почетный председатель Института исследования экономики Северо-Восточной Азии (ERINA) Сусуму Ёсида.

В ноябре 2009 г. компания «IWHI» установила деловой контакт с АНО «Центр стратегических исследований топливно-энергетического комплекса Дальнего Востока» (в дальнейшем – ЦСИ ТЭК ДВ) (г. Владивосток, директор – д.т.н. проф. Светлов И.Б.), который имеет давние деловые отношения с Институтом ERINA. ЦСИ ТЭК ДВ провел предварительные инженерные и инженерно-экологические изыскания, разработал предложения по примерному размещению конструкционных решений и элементов производства. Кроме того, Центр провел согласование концепции проекта с Полпредством Президента РФ в ДФО и Правительством Сахалинской области. Благодаря их поддержке состоялся визит делегации компания «IWHI» на Сахалин.

Делегация в составе: С .Ёсида, С. Сямото и Я. Сайто посетила Сахалин в период 16-20 октября с.г. и провела переговоры с первым заместителем Председателя Правительства Шередекиным С.Г. В переговорах участвовали представители министерств и ведомств Сахалинской области и руководители ЦСИ ТЭК ДВ.

В подписанном по результатам переговоров Протоколе встречи стороны определили, что ТЭО проекта будет разработано в течение 2010-2012 гг. Дальневосточное отделение Российской академии наук (ДВО РАН) и ЦСИ ТЭК ДВ в пределах своей компетенции окажут инвесторам данного проекта содействие в формировании географических, метеорологических и экологических данных, проведении инженерных и инженерно-экологических изысканий, подготовке Ходатайства (Декларации) о намерениях инвестирования (ДОН), оценке воздействия на окружающую среду (ОВОС) и других разделов ТЭО Проекта.

На основе подготовленного ТЭО будет разработан План реализации проекта, для выполнения которого стороны рассмотрят возможность создания совместной организации. После завершения разработки ТЭО и Плана реализации Проекта настоящий Протокол закончит свое действие, и вместо него будет подписано соглашение о дальнейших шагах по реализации Проекта.

С российской стороны настоящий Протокол подписали: первый заместитель Председателя Правительства Сахалинской области Шередекин С.Г. и директор ЦСИ ТЭК ДВ д.т.н., проф. Светлов И.Б. С японской стороны – все члены делегации.

Сначала японская сторона планировала строить комбинат на острове Уруп либо на восточном побережье п-ова Терпения вследствие наличия там достаточных ресурсов ветра. Однако анализ результатов исследований, проведенных ЦСИ ТЭК ДВ, обратил внимание японских экспертов на западное побережье п-ова Крильонский (вплоть до порта Невельск). Осмотр членами делегации части побережья (от Невельска до Шебунино) подтвердил предварительный вывод. В 2011 г. планируется более глубокое изучение этого района делегациями экспертов.

Японская делегация покинула Южно-Сахалинск с чувством глубокого удовлетворения оказанным ей приемом и практическими результатами поездки. Сразу после возвращения в Токио руководство компании «IWHI» планирует обратиться в Банк международного сотрудничества Японии (JBIC) и в Организацию по развитию новых индустриальных и энергетических технологий (NEDO) за финансовой поддержкой на разработку ТЭО. Результаты встреч на Сахалине существенно помогут положительному решению вопроса о предоставлении финансовой поддержки проекту со стороны указанных организаций.

Следует отметить, что Председатель ДВО РАН академик Сергиенко В.И. еще 15 июля 2010 г. подписал с доктором Я. Сайто «Меморандум о понимании» - о совместной работе дальневосточных ученых России с учеными Японии над решением различных научно-технических аспектов Сахалинского ветро-водородного проекта, заканчивается формирование смешанных научных групп для каждой из его технологических стадий. Кроме того, ДВО РАН провело предварительную экспертную оценку проекта в целом, а также возможности применения водорода и метилциклогексана в российской энергетике и промышленности.

Источник: Energyland.info