211service.com
Vandenilinio „ekologiško prabangaus“ automobilio vairavimas
Praėjusią savaitę buvau dalis žurnalistų, kurie pirmieji Berlyne vairavo gamybai paruoštą BMW Hydrogen 7 automobilį. Dviejų degalų automobilis, kuris vienu mygtuko paspaudimu gali persijungti tarp benzino ir vandenilio deginimo, yra neabejotinai puikus inžinerijos pasiekimas. Ir taip, daugiausia išskiria vandens garus. Jei viskas būtų taip paprasta; jei tik vandenilis iš tikrųjų būtų praktiškas kaip kuras.
Didžiausias BMW iššūkis buvo sukurti baką skystam vandeniliui laikyti –253 °C temperatūroje. Tarp dviejų nerūdijančio plieno bako sluoksnių yra vakuumas ir keli aliuminio ir stiklo pluošto sluoksniai. Grafike pavaizduotas vandenilio pripildymo stoties antgalis, pritvirtintas prie bako angos. (Kreditas: BMW)
BMW jau keletą metų gamina vandenilio degimo prototipus. Bendrovė taip pat dirba su vandenilio kuro elementais elektra varomiems automobiliams, tačiau nustatė, kad ji negali gauti tokios pačios variklio galios, kokia yra įmanoma deginant vandenilį. (Jūs gaunate automobilį, bet tai ne BMW, – šypteli Thomas Melcheris, BMW jėgos pavaros inžinerijos vadovas.)
Multimedija
SKAIDRĖS: žiūrėkite automobilio nuotraukas
Dabar BMW reklamuoja versiją, kuri praėjo griežtus gaminio kūrimo etapus ir teoriškai galėtų būti gaminama masiškai. Tačiau praktiškai bendrovė pagamins tik 100 automobilių ir kitais metais pradės juos nuomoti kruopščiai atrinktiems ir dar neįvardintiems žmonėms, rengdama didžiulę pasaulinę reklamą.
BMW tai vadina ekologiška prabanga: automobilis, kuris, jo teigimu, yra nekenksmingas aplinkai, tačiau turi daug arklio galių ir visus papuošimus. BMW pastangas apibūdina kaip kilnų, novatorišką pastangą diegti vandenilio technologiją. Tai taip pat tampa ekologiškos rinkodaros pastangomis tuo metu, kai didėja susirūpinimas dėl visuotinio atšilimo, kurį skatina iškastinio kuro deginimas.
Leisdamas A-10 greitkeliu 200 kilometrų per valandą greičiu paspaudžiau mygtuką prietaisų skydelyje, kuris perjungė automobilį iš benzino į vandenilį. Vienintelis dalykas, kurį pastebėjau, buvo garsas: variklis pajudėjo į aukštesnį verkšlenimą. Šviečia raudonas H2 simbolis. Be jokių kliūčių, automobilis dabar degino vandenilį tuose pačiuose cilindruose, kurie prieš akimirką degino benziną. Tačiau masyvus 12 cilindrų 6 litrų variklis, degindamas vandenilį, išvysto tik 260 arklio galių. Taigi BMW inžinieriai sumažino benzino degimo efektyvumą, kad abiejų degalų našumas būtų panašus. (Paprastai 12 cilindrų su benzinu sukuria apie 400 arklio galių.)
Vis dėlto įmonė žengė toliau nei bet kuri kita reguliuodama vandenilio deginimą. Vos prieš trejus metus variklis veikė kelias minutes, o paskui sugedo dideliu trenksmu, sako Melcheris. Bumas. Mes mėgstame sprogimus! jis juokiasi. Paaiškėjo, kad pro stūmoklius nutekėjo šiek tiek vandenilio, maišėsi su alyva ir sprogo. Ši problema buvo išspręsta pakeitus stūmoklio žiedus, kad būtų išvengta nuotėkio. Variklio valdymo sistemas taip pat reikėjo modifikuoti, kad būtų galima susidoroti su daug greitesniu vandenilio degimu – jis dega 100 kartų greičiau nei benzinas – ir reguliuoti jį taip, kad degimo šalutinių produktų, tokių kaip azoto oksidai, išmetimas būtų nedidelis.
Vairuoti automobilį buvo smagu, bet daugiausia dėl to, kad jis buvo iš 7 serijos BMW. Tai, kad jis degino vandenilį, vairavimo požiūriu buvo nepaprastas. Tai, kas buvo bagažinėje, buvo kur kas įdomiau: nuėmus veltinio plokštę paaiškėjo blizgantis plieninis vandenilio bakas, kuris buvo maždaug pilno dydžio alaus statinės dydžio ir suvalgė pusę bagažinės vietos.
Šis bakas labiau nei bet kas kitas suklaidino BMW inžinierius. Jie labai norėjo parodyti, kad vandenilis gali būti kitas benzinas – tik kitas skystis, kurį galite įpilti į baką. Tačiau vandenilis nori būti dujomis. Kad būtų skystas, reikia atšaldyti iki –253 °C šalčio. Labai sunku bet kurį laiką išlaikyti jį šaltoje automobilio bake.
Tiesą sakant, dar niekas iki galo neišsprendė problemos. BMW suprojektavo dvigubų sienelių nerūdijančio plieno baką, sveriantį 129 kilogramus. Tarp dviejų plieno sluoksnių yra vakuumas ir keli izoliacijos sluoksniai, skirti šilumai atspindėti. BMW giriasi, kad į baką įmetus sniego gniūžtę, ji neištirptų 13 metų. Deja, į baką įpilkite skysto vandenilio ir po kelių valandų jis pradės virti.
Kai vandenilis tampa dujinis, bako viduje pakyla slėgis. Tam tikru momentu atsidaro slėgio mažinimo vožtuvas. Išeina šiek tiek vandenilio dujų (apie 10–12 gramų per valandą), eina per katalizatorių, kad paverstų jas vandeniu, ir išeina iš automobilio per specialų vamzdį galiniame buferyje. Jei nevairuojate automobilio, užtruks tik 17 valandų, kol prasidės oro išleidimas. Pusiau pilnas bakas beveik visiškai išvirs per devynias dienas.
Jei bakas yra kažkaip pažeistas ir užvirimas įvyksta daug greičiau, atsidaro antrasis vožtuvas, o žaliavinis vandenilis vamzdžiais tiekiamas į stogo angą. Kadangi šie vandenilio pašalinimo procesai vis dar kuriami ir kelia galimų saugumo problemų, BMW primygtinai reikalauja, kad naudotojai nestatytų automobilio uždarame garaže. Bendrovė kuria naujos kartos rezervuarus, kuriuose naudojamos lengvesnės medžiagos, ir stebi medžiagų mokslo sritį, ieškodama galimų naujų saugojimo būdų, pavyzdžiui, vandenilio saugojimo nanoinžinerijos būdu sukurtose medžiagose.
Vis dėlto buvo smagu pastatyti automobilį „Total“ degalinėje, esančioje už Berlyno – vienoje iš kelių demonstracinių vandenilio automobilių degalinių Europoje, o kelios kitos išsibarsčiusios visame pasaulyje – ir užpildyti aptakią mašiną skysto vandenilio. Užpildymas trunka apie aštuonias minutes. Mažmeninė kaina buvo 8 eurai (apie 10,60 USD) už kilogramą vandenilio, kurio energijos kiekis apytiksliai prilygsta vienam galonui benzino.
Klausas Draegeris, BMW tyrimų vadovas, teigia, kad vandenilis šiandien yra ten, kur benzinas buvo prieš 100 metų. Prieš šimtmetį, anot jo, kas galėjo įsivaizduoti, kad čia atsiras visą pasaulį apimantis degalinių tinklas? Tik keli vizionieriai įsivaizduotų, kad tai vyksta. Daugelis BMW inžinierių, kyšančių virš žurnalistų, pažymėjo, kad radikalūs infrastruktūros pokyčiai nėra didelis iššūkis. Ir jie tikriausiai teisūs. Mačiau nuotraukas, kuriose matyti, kaip Berlynas atrodė prieš 60 metų. Sunku nesutikti, kad infrastruktūra gali būti visiškai atstatyta per kelis dešimtmečius.
Bet tik tuo atveju, jei tai prasminga. Šiuo atveju infrastruktūra nėra didžiausia problema. Vandenilis yra didžiausia problema. Jūs negalite jo tiesiog iškasti iš žemės ir sudeginti. Turite jį arba išgauti iš angliavandenilių kuro, o tai pažeidžia švarios energijos tikslą, arba išgauti iš vandens molekulių naudodami elektrą, o tai reiškia, kad jūs arba deginate iškastinį kurą atgal į elektrinę, arba atimate taip reikalingą atsinaujinančią elektros energiją. nuo elektros tinklo.
Kai išgaunate vandenilį iš iškastinio kuro, iš tikrųjų išskiriate daugiau anglies dioksido. Tiesą sakant, vairuojant automobilį, kurio vandenilis buvo išgaunamas iš gamtinių dujų, išmetama maždaug dvigubai daugiau anglies dvideginio, kuris susidaro važiuojant automobiliu, kuris tiesiog degina gamtines dujas. Kad vandenilio gavyba naudojant iškastinį kurą būtų prasminga aplinkosaugos požiūriu, atskirtas anglies dioksidas turėtų būti izoliuotas po žeme.
O jei naudojate elektrą vandeniui skaidyti, turėsite įsitikinti, kad pati elektra nėra gaunama iš iškastinio kuro. Elektros energija turėtų būti gaunama iš atsinaujinančių šaltinių, pavyzdžiui, vėjo ar saulės. Neaišku, ar vandenilio gamyba yra išmintingiausias atsinaujinančios energijos panaudojimas, išskyrus nežymiai: ji gali sugerti elektrą labai vėjuotomis ar labai saulėtomis dienomis, kai atsinaujinančios elektrinės gamina perteklinę energiją.
BMW teigia, kad pasiekus proveržį atsinaujinančių energijos šaltinių tiekimo ir vandenilio saugojimo srityse, automobiliai, pagrįsti Hydrogen 7 technologija, gali užpildyti kiekvieną važiuojamąją dalį ir galbūt net kiekvieną garažą. Noriu, kad įmonė būtų teisinga. Idėja apie itin našų automobilį, kuris iš esmės skleidžia tik vandens garus, yra labai viliojantis. Tačiau kol kas atrodo, kad „Hydrogen 7“ yra puikus inžinerinis laimėjimas ateičiai, kurios galbūt niekada nebus.