Как японцы убьют двигатель внутреннего сгорания
12.01.2018 8 0 0 masterok

Как японцы убьют двигатель внутреннего сгорания

---
0
В закладки
Как японцы убьют двигатель внутреннего сгорания водорода, топливных, водород, элементах, энергии, Toyota, производства, которая, процесс, давлением, может, хранения, случае, образом, чтобы, погрузчики, транспортировки, больших, которые, используется


Все же у электроавтомобилей есть много скептиков. И тут дело даже не в образе Илона Маска. Тут дело в принципе.

«Если мы используем “чистый” электромобиль, то и электроэнергия, которая приводит его в движение, должна вырабатываться с помощью “чистой” энергии: солнце, вода или ветер. Однако время и продолжительность, когда мы будем производить такую электроэнергию, не будет совпадать с тем временем, когда мы нуждаемся в ней. Это может быть суточная разница, погодная, сезонная и т.д. Значит, нам надо хранить электроэнергию в батареях долгое время — понадобятся гигантские хранилища.

Это нереально, тем более, что нынешние батареи не могут долго хранить энергию. Именно поэтому мы не мыслим будущего без водорода и автомобилей на топливных элементах», — это слова Геральда Килманна, вице-президента по исследованиям и разработкам Toyota.




Как японцы убьют двигатель внутреннего сгорания водорода, топливных, водород, элементах, энергии, Toyota, производства, которая, процесс, давлением, может, хранения, случае, образом, чтобы, погрузчики, транспортировки, больших, которые, используется


Схема расположения основных объектов на ветряной электростанции и водородной фабрике Hama Wing

Мы уже не раз писали о том, что японский автопроизводитель видит свое будущее в развитии технологий на топливных элементах, где основным топливом должен стать водород. Но где и как его добывают таким способом, чтобы весь процесс стал экологически чистым? Для ответа на этот вопрос мы отправились в Японию на небольшую опытно-экспериментальную фабрику Hama Wing в Иокогаме, что в 40 минутах езды от Токио. Ее начали строить в 2015 году, а уже в 2018 фабрика должна выйти на проектную мощность. Речь идет о ветряной электростанции, расположенной на самом берегу бухты Иокогама, которая совмещена с производством водорода путем электролиза воды и его хранилищем.




Как японцы убьют двигатель внутреннего сгорания водорода, топливных, водород, элементах, энергии, Toyota, производства, которая, процесс, давлением, может, хранения, случае, образом, чтобы, погрузчики, транспортировки, больших, которые, используется


Весь процесс производства, сжатия, хранения, транспортировки и использования водорода в одной схеме.

Электричество необходимо для электролизной установки, которая расщепляет воду на кислород и водород, а также компрессоров, которые сжимают водород для последующего стационарного хранения в резервуаре, расположенном на самой станции, либо для транспортировки в грузовиках-заправщиках до конечного потребителя. В данном случае потребителями являются местные предприятия, использующие 2,5-тонные вилочные погрузчики на топливных элементах. Излишки электричества, вырабатываемые ветрогенератором, либо запасаются в хранилище с аккумуляторами, либо отдаются в электросеть города посредством распределительной щитовой. Это если вкратце, но самое интересное кроется в деталях.




Как японцы убьют двигатель внутреннего сгорания водорода, топливных, водород, элементах, энергии, Toyota, производства, которая, процесс, давлением, может, хранения, случае, образом, чтобы, погрузчики, транспортировки, больших, которые, используется


Сейчас погрузчики на топливных элементах используются в четырех компаниях: на складах хранения замороженной продукции в распределительных центрах двух логистических компаний в городе Кавасаки, транспортировке тяжестей на пивоварне известной японской марки Kirin и в секции фруктов и овощей на центральном оптовом рынке в городе Иокогаме — то есть там, где нежелательно использовать технику с ДВС.



Как японцы убьют двигатель внутреннего сгорания водорода, топливных, водород, элементах, энергии, Toyota, производства, которая, процесс, давлением, может, хранения, случае, образом, чтобы, погрузчики, транспортировки, больших, которые, используется


Система стабилизации производства водорода и накопления энергии представляет собой два контейнера, в которых находятся 180 штук б/у никель-металл-гидридных батарей от Toyota Prius. Производительность данной системы — 150 кВт ч. Каждая батарея проходит регулярную техническую инспекцию на пригодность. Таким образом обеспечивается не только гибкость при производстве водорода, но и утилизация старых батарей от гибридов.

Сам процесс выработки водорода происходит в электролизной установке, изготовленной компанией Toshiba. Это небольшой контейнер (длина — 6,2 м, ширина — 2,4 м, высота — 2,9 м), в котором находятся воздушный компрессор, электролизер, охладитель и воздушный ресивер. Рядом с электролизной установкой расположен небольшой резервуар с азотом. Азот нужен для работы охладителя, так как в процессе электролиза выделяется тепло — водород находится в нагретом состоянии. Таким образом система охлаждает всю установку и полученный газ, чтобы исключить возможность его взрыва.



Как японцы убьют двигатель внутреннего сгорания водорода, топливных, водород, элементах, энергии, Toyota, производства, которая, процесс, давлением, может, хранения, случае, образом, чтобы, погрузчики, транспортировки, больших, которые, используется


Хранилище водорода представляет собой компрессорную станцию и резервуар в виде вертикальной колонны объемом 100 м³, где водород хранится под давлением 0,4-0,82 МПа. Резервуар может запасать до 800 н.м³ водорода, однако активный объем газа, который обычно отбирается и закачивается, — 400 н.м³. Этого объема достаточно для 2 дней работы 12 вилочных погрузчиков на топливных элементах, что обеспечивает стабильность поставок даже в случае возможных перебоев с выработкой водорода на станции.

Для транспортировки водорода к конечному потребителю используются дизель-электрические гибридные грузовики Hino Dutro Hybrid последовательно-параллельной схемы, выполненной на манер Toyota Prius. Одного грузовика хватает, чтобы заправить 6 погрузчиков на топливных элементах. Грузовики по сути являются мобильными водородоснабжающими АЗС: они оснащены оборудованием, позволяющим осуществлять закачку водорода под давлением 35 МПа непосредственно в погрузчик на местах, где отсутствует необходимая заправочная инфраструктура.



Как японцы убьют двигатель внутреннего сгорания водорода, топливных, водород, элементах, энергии, Toyota, производства, которая, процесс, давлением, может, хранения, случае, образом, чтобы, погрузчики, транспортировки, больших, которые, используется


На борту грузовика установлены «цистерны» из композитных материалов общим объемом 300 л, которые вмещают 270 н.м³ водорода. Для этого используется многоступенчатая компрессорная станция производительностью 50 н.м³ в час, расположенная рядом с основным хранилищем. Водород, подводимый к компрессору под давлением 0,4 МПа, пройдя процесс четырехступенчатого сжатия, закачивается уже под давлением 45 МПа непосредственно в грузовик.

В самом погрузчике используется та же система на топливных элементах, что и в Toyota Mirai, немного адаптированная под конкретные условия использования. С одной стороны, в топливную ячейку поступает водород под давлением 35 МПа, а с другой, воздух, нагнетаемый специальным компрессором. В процессе электрохимической реакции электроэнергия поступает в аккумулятор, а вырабатываемая теплоэнергия используется в системе охлаждения. Аккумулятор, в свою очередь, подает ток на электромоторы, предназначенные для передвижения и перемещения грузоподъемного устройства.




Как японцы убьют двигатель внутреннего сгорания водорода, топливных, водород, элементах, энергии, Toyota, производства, которая, процесс, давлением, может, хранения, случае, образом, чтобы, погрузчики, транспортировки, больших, которые, используется


«Выхлопом» в процессе выработки электроэнергии в топливном элементе погрузчика является обыкновенная вода, а не углекислый газ, бензопирены и окислы азота — вредные вещества, входящие в выхлопы двигателей внутреннего сгорания.

На заправку «полного бака» одного погрузчика, который вмещает 1,2 кг водорода, уходит 3 минуты. Этого запаса хватает на 8 часов непрерывной работы при температуре окружающей среды 0-40°С. Также на борту стоит преобразователь и бытовая розетка с напряжением 100В — таким образом погрузчик в любой момент может стать на 15 часов источником бесперебойного питания, к которому можно подключать приборы и устройства мощностью до 1 кВт.



Как японцы убьют двигатель внутреннего сгорания водорода, топливных, водород, элементах, энергии, Toyota, производства, которая, процесс, давлением, может, хранения, случае, образом, чтобы, погрузчики, транспортировки, больших, которые, используется


Чтобы удовлетворить потребности клиента в водородном топливе и осуществлять поставку «точно в срок», была внедрена система оперативного управления, которая через облачное хранилище объединяет в единую сеть водородную станцию, грузовики и погрузчики на местах. Она отслеживает местоположение заправочного грузовика и давление в резервуарах, статус производства водорода на самой станции и количество топлива, оставшегося в каждом погрузчике. Таким образом, с помощью этой технологии планируется перейти на круглосуточный режим производства и доставки водорода.

У проекта Hama Wing есть несколько важных целей: первая — продемонстрировать всю технологическую цепочку производства и реализации низкоуглеродистого водорода от его получения и хранения до снабжения конечного потребителя; вторая — создать простую и понятную интегрированную систему, которая даст возможность оценить как практическую доступность водорода в качестве вида топлива, так и потенциал дальнейшего коммерческого использования этой системы; третья — использовать производство водорода как эффективную меру для развития региона и борьбы с глобальным потеплением.



Как японцы убьют двигатель внутреннего сгорания водорода, топливных, водород, элементах, энергии, Toyota, производства, которая, процесс, давлением, может, хранения, случае, образом, чтобы, погрузчики, транспортировки, больших, которые, используется


Расчеты японских специалистов показывают, что уже сейчас вся технологическая цепочка «производство водорода-доставка-конечное использование» позволяет более чем на 80% сократить выбросы углекислого газа в сравнении с привычными схемами, где используются погрузчики с ДВС или электромоторами. Пока самым большим «загрязняющим» фактором является процесс доставки. В будущем гибридные грузовики планируется заменить автомобилями на топливных элементах — в этом случае выбросы вредных веществ будут сведены к нулю.

О «социальной» значимости данного проекта говорит тот факт, что в центре почти 4-миллионной Иокогамы в парке Ринко, где любят отдыхать местные жители, установлено электронное табло, которое круглосуточно показывает информацию о текущем состоянии ветряка и количестве выработанной электроэнергии. Более того, каждый год порядка 14000 человек посещает «водородную фабрику», чтобы воочию увидеть, как происходит выработка топлива будущего.

Как вы могли понять, фабрика Hama Wing, равно как и вышеупомянутый автомобиль Toyota Mirai, — это лишь начало, часть глобальной идеи японцев по переводу всего и вся на электричество и водород как энергоноситель, получаемые из возобновляемых источников энергии. Например, Toyota уже реализует программу строительства «зданий с нулевыми выбросами», использующих технологию на топливных элементах.



Как японцы убьют двигатель внутреннего сгорания водорода, топливных, водород, элементах, энергии, Toyota, производства, которая, процесс, давлением, может, хранения, случае, образом, чтобы, погрузчики, транспортировки, больших, которые, используется


Проект Hama Wing — это, действительно, сотрудничество между промышленностью, правительством и научными кругами на государственном уровне. Префектура Канагава, Japan Environment Systems и Toyota Motor Corporation работают совместно с муниципалитетами, местными предприятиями и продвигают весь проект при поддержке Министерства окружающей среды, получая рекомендации от ученых Иокогамского и Цукубского университетов.

В понимании японцев водород должен стать важной частью «разумной энергетики» будущего при постройке интеллектуальных энергетических сетей. И здесь действует тот же принцип, который «тойотовские» инженеры исповедуют в случае с электромобилями: они пригодны, если речь идет о компактных транспортных средствах, которые хранят небольшой запас энергии и перемещаются на небольшие расстояния. А вот для больших машин и серьезных расстояний лучше использовать водород.



Как японцы убьют двигатель внутреннего сгорания водорода, топливных, водород, элементах, энергии, Toyota, производства, которая, процесс, давлением, может, хранения, случае, образом, чтобы, погрузчики, транспортировки, больших, которые, используется


Потенциал водорода как источника энергии достаточно велик. Во-первых, его можно вырабатывать из различных источников первичной энергии. Во-вторых, его можно сохранить и транспортировать в больших количествах. В-третьих, он может компенсировать колебания в производстве возобновляемой энергии. В-четвертых, затраты на хранение водорода в больших объемах невелики.

источники
https://auto.mail.ru/article/67449-kak_yaponcy_ubyut_dvigatel_vnutrennego_sgoraniya/
уникальные шаблоны и модули для dle
Комментарии (0)
Добавить комментарий
Прокомментировать
Владимир Путин предложил оставить цены на электроэнергию на прежнем уровне
Тарифы на электроэнергию — больная тема каждого россиянина, и споры на счет ее повышения из года в год становятся все жестче. Однако практически никто из возмущающихся
Чумовые новости из Китая (слегка баян)
Как по мне, это все сильно напоминает истерику 10-летней давности вокруг топливных элементов и водорода. Про это уже все забыли, а болтовни тогда было много и денег
"Метро будущего" от Илона Маска
Фото: TED Иногда кажется, что Илон Маск в детстве пересмотрел дешёвых фантастических фильмов о будущем. Он уже придумал быстрый и достаточно автономный электромобиль,
Японские подводные лодки переходят на литиево-ионные аккумуляторные батареи
Как сообщает веб-ресурс www.shephardmedia.com , в марте 2020 года в строй Военно-морских Сил самообороны Японии должна быть введена первая в мире неатомная подводная
Пришел счет за электроэнергию на 108 000 рублей
Недавно приходит счет за электроэнергию от Мосэнергосбыта на 108 005 рублей и 5 копеек. Я немного удивился, ведь судя по их логотипу, мне должен свет приходить, а не
Самый доступный вариант использования солнечной энергии
Решил приобщиться к альтернативной энергетике по самой прогрессивной технологии на сегодняшний день — с помощью сетевого (grid tie) инвертора. Для этих целей купил 200