?

Log in

No account? Create an account

masterok


Мастерок.жж.рф

Хочу все знать


Previous Entry Share Next Entry
Как японцы убьют двигатель внутреннего сгорания
masterok


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
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
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


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



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



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



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


«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


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


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


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


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]источники
https://auto.mail.ru/article/67449-kak_yaponcy_ubyut_dvigatel_vnutrennego_sgoraniya/


Subscribe to  masterok

Posts from This Journal by “Энергия” Tag


promo masterok january 2, 12:00 46
Buy for 300 tokens
Вот так выглядит ушедший от нас 2017 год. А вот кстати, начало 2018 года показывает еще больший трафик, чем декабрь 2017: И вот один из дней - рекордсменов за всю историю журнала тоже уже в 2018 году: Красная цифра - это общее количество уникальных посетителей попавших в блог. В…

Хотелось бы, чтоб японцы рассказали про легкость техобслуживания и ресурс подобной техники


"Как японцы убьют двигатель внутреннего сгорания"
Натолкают риса в бензобак?

Точно так же как они убили счеты с костяшками.
Натолкали рис в калькуляторы!

Если есть генератор, то на кой нужен посредник в виде водорода если можно сразу в виде электроэнергии в электромобили заряжать?

оперативный запас, и более плотная упаковка энергии (на единицу массы)

аккумуляторами не убьют. аккумуляторы это проблема

ок, вот про использование водорода я полностью согласен, кроме одного

> В-четвертых, затраты на хранение водорода в больших объемах невелики.

просто в бочке под давлением? Да как-то не безопасно это, он весьма летуч и оочень взрывоопасен.
Из статьи так и не ясно, что такое топливные элементы, просто балон с водородом? ранее вроде как топливными элементами считали нечто, в чем водород хранится не под такими давлениями и не в таком летучем состоянии, но при это достать его оттуда легко и просто.

Ну а так то да, водород это пожалуй единственный кандидат на замену бензину и солярки.
Хотя, вот если бы в Москве победили пробки, то это был бы весьма значительный скачек в экономии топлива и выбросов. :)

Вот этот довод о сильной летучести и взрывоопасности водорода ( даже в сравнении с природным газом и бензином), делает остальные доводы лишними. Представьте, что почти каждая авария, где повреждается топливопровод машины, будет заканчиваться сильнейшим взрывом бака внутри машины.

Ну да, и с заглавной иллюстрацией совсем не из Японии, на которой видна BMW/Mini и развиваемый уже почти 20 лет проект водородных автомобилей.

Очередной пузырь.... Не решен самый важный вопрос с безопасностью. И электромобили почему то не убили старые..

Электромобили это для уменьшения выбросов в крупных городах и их перераспределение. Выигрыша в энергозатратах там нет и в помине...

Как-то не стыкуется.
Водород к погрузчикам привозят заправщики с ДИЗЕЛЬНЫМ двигателем ?

По электроэнергии. Ночью турбины точно также крутятся и точно также вырабатывают электроэнергию, только она уходит в никуда, теряется. Поэтому есть ночной тариф.
Точно также сделать на электрозаправках. Ночью цена будет в 2-3 раза дешевле чем днем, в часы пиковой нагрузки и потребления.А большая часть народа будем заправляться все равно у себя дома, по тому же ночному тарифу.
Т.е. энергетики, не понеся вообще никаких затрат, смогут резко повысить свои доходы.

Насчет аккумуляторов. Сколько вы за свою жизнь их уже поменяли? И сколько выбросили?

Так что переход на электромобили не будет стоить вообще ничего. Наоборот, можно будет сэкономить на бензине.Причем триллионы в год по всей Земле.

А мы, Иран, Венесуэла и прочие Эмираты будем в жопе. Вот поэтому американские власти и спонсируют Маска. Они хотят передала мира и уменьшения влияния нефтяных бензоколонок.

Так что переход на электромобили не будет стоить вообще ничего. Наоборот, можно будет сэкономить на бензине.Причем триллионы в год по всей Земле.

а на сэкономленные триллионы построить везде ТЭЦ и добывать из нефти электричество, которого понадобится немало...

Убъют пользователей, а не двигатели. Сколько дтп в мире происходит и сколько из них будет ярко пыхать взрывом водорода.


На одном из фото Тёма?

Студенты как-то смастерили на парте: лампочка светит на солнечная батарейку из конструктора - см 5 на 5 навскидку, от неё электричество идёт на электролиз, кислород улетучивается, водород собирается и подзаряжает топливный элементик в гоночной машинке. В машинке два элементика - один работает, другой заряжается. Когда студенты включают лампочку - машинка ездит по парте. КПД от люмен лампочки до проходимого машинкой пути составлял примерно 5%

Думаю, с ветряками будет примерно так же - КПД там на том же уровне, если не ниже.

По ветрякам рекомендую посмотреть идейку, к которой я приложил свои грязные ручки - Laddermill - а также компания Amphyx , возглавляемая моим аспирантом. Эта идея ещё только готовится к серийному производству - но она перспективнее традиционных ветряков ввиду возможности масштабировать мощностью, не масштабируя цену. Извините за саморекламу

В целом, возобновляемым технологиям ещё далеко до традиционных, так что энтузиазма о чистой энергии в электромобилях я не разделяю. У меня энтузиазм другого рода - если поставить один большой ДВС, чтобы он раздавал электричество машинам, то он будет в десятки раз экономичнее чем машины с маленьким ДВС каждая. Просто пересчитайте расход автобуса на пассажиров - и поймёте о чём я.

будущее у кого?
у японцев среднее число детей на женщину с 1950 года каждое дестиялетие только уменьшается. И стойко ниже ДВУХ--то етсь ниже минимума воспроизводства на много.
Пока их "спасает" увеличение продолжительности жизни---но это только общую численность сохраняет и то пока---начнут же массово от старости уходить поколения когда то давно рождаемые еще с плюсом.
Да и то качественный состав какой? ПЯТЬДЕСЯТ процент практически дряхлых или на пороге дряхлости стариков. И этот процнет только увеличивается--так как каждое поклление допускает все мнеьше зачатий.
Десять процнетов детишек.
Сорок процнетов среднего и молодого возраста--то етсь работоспособных---из которых половина по доброй гейропейской традиции да и древнеяпонской педерасты)) кстати этот процнет работоспособных каждый год неуклонно сокращается----по естественным приичнам и причине планирования числа зачатий.
Через пару поколений этнические японцы сократятся вдвое от прежней численности. Население японии может меньшеи не станети--за счет приезжих--но этнический состав будет меняться не в пользу японцев---а значит и япоснкие устои будут все меньше защищены.
еще пара поколений и японцы как народ практически перестанут существовать)))
Силу презерватива и тп не учитывают при прогнозировании будущего )))