На этой неделе в Москве в индустриальном парке «Руднево» в рамках Международной конференции по водородной энергетике ПАО «КАМАЗ» и АФК «Система» представили пилотный проект грузового автомобиля КАМАЗ-53193 на водородных топливных элементах.

Это первый в стране «пилот» полноценного водородного грузовика грузоподъёмностью более 9 тонн и второй успешный пример создания водородной техники для КАМАЗа. Ранее в 2021 камский автозавод впервые представил «водоробус» на базе КАМАЗ-6290 с системой водородных топливных элементов (ВТЭ), рассчитанный на 80 пассажиров и имеющий запас хода около 250 километров.

Грузовик на ВТЭ имеет 12,5-килограммовый запас водорода, что позволяет ему проходить не менее 500 километров. Более точные данные по пробегу и ряду других технических возможностей будут установлены по окончании испытаний, которые начнутся в ближайшее время.

Только физика

Целью создания и разработки грузовика на ВТЭ является существенное увеличение запаса хода электрических грузовых автомобилей. По сути, автомобиль на водородных топливных элементах является электромобилем, получающим энергию благодаря электрохимической реакции в так называемом топливном элементе, происходящей с участием газообразного водорода. Эта энергия аккумулируется в тяговой батарее, откуда поступает на электродвигатели, расположенные на ведущем заднем мосту.

Отличие от классического электромобиля заключается в том, что на автомобиле на ВТЭ батарея используется лишь как промежуточный накопительный элемент, что исключает критическую зависимость машины от её ёмкости.

Таким образом, увеличение запаса хода таких автомобилей не связано напрямую с проблемой ёмкости батарей, над решением которой много лет бьются учёные и инженеры всего мира. По большому счёту, запас хода здесь зависит только от объёма водорода на борту, обеспечить который гораздо проще, чем обойти законы физики. Создание сверхъёмких батарей, способных заряжаться за время, сопоставимое со временем заправки бака дизельным топливом, пока является недостижимой целью.

Процесс конструирования

Представленный водородный грузовик — далеко не серийный образец, а скорее, только очередной этап на пути к нему. Он предшествует созданию прототипа, который ляжет в основу будущей машины. Впрочем, это не отменяет его полной функциональности.

«Образец является полностью функциональным. На нём мы апробировали работу системы управления и интеграцию водородной установки. „Поженили“ платформу автомобиля и платформу энергетической системы. Отрабатывали запрос от автомобиля относительно требуемой ему электроэнергии, тогда как команда АФК „Система“ отвечала за корректность энергоустановки», — пояснил главный конструктор энергетических систем ПАО «КАМАЗ» Семён Корнилов.

По его словам, именно это и являлось главной задачей представленного автомобиля, тогда как целью следующего образца станет достижение запаса хода более 500 километров. Это будет полноценный прототип с возможностью внедрения в мелкую серию.

Импортозамещение

Немаловажно, что первый образец грузового автомобиля на ВТЭ практически полностью импортозамещён. По словам Корнилова, автомобильная часть машины произведена КАМАЗом, за исключением тяговой батареи и электромоста.

Что касается водородной установки, то по словам руководителя проекта Центра Водородных Технологий АФК «Система» Егора Шульги, около 30% основных ее компонентов произведено в России.

«Понятно, что нельзя за два года с нуля полностью разработать топливный элемент, компрессоры и необходимую обвязку. Это большое количество технически сложных и наукоёмких компонентов. Наш основной план — наладить производство отечественных компонентов», — говорит Шульга.

С прицелом на будущее

Конечно, не стоит обольщаться и надеяться, что грузовые автомобили на ВТЭ, равно как и просто электрические грузовики, в ближайшее время начнут конкурировать с машинами с ДВС.

Весь электротранспорт сегодня достаточно дорог, но это не отменяет прогресса. Поскольку на фоне климатических и экологических идей мощный тренд на электрификацию транспорта только нарастает, избежать её не удастся ни при каких обстоятельствах. Это означает, что усилия конструкторов рано или поздно приведут к изменению экономики электротранспорта и сделают его более доступным и конкурентоспособным.

«С точки зрения экономики сегодня электрические машины пока проигрывают. Но это лишь вопрос времени. Когда средняя цена киловатт-часа батареи достигнет 90 долларов, они смогут сравняться с традиционными транспортными средствами. Тогда наше водородное решение туда и подключится. Собственно говоря, мы уже рядом», — говорит Корнилов.

В этой ситуации тот, кто к данному моменту будет обладать максимальными компетенциями в области электрического и водородного транспорта, станет определять ситуацию на рынке. Более того, поскольку схема с использованием водородных топливных элементов менее требовательна к ёмкости батареи, велика вероятность, что в какой-то момент она окажется преимущественной по сравнению с классическим электромобилем на заряжаемых аккумуляторах.

Всё это делает водородную схему особенно перспективной. Наработанные сегодня КАМАЗом и АФК «Система» компетенции в скором времени обеспечат им неоспоримое технологическое и рыночное преимущество.

Ковать железо, пока горячо

Всё это прекрасно понимают специалисты данных компаний, делая акцент на скорости разработки и как можно более быстром получении предсерийного или серийного образца.

По словам президента Центра водородных технологий АФК «Система» Юрия Добровольского, договор с КАМАЗом о разработке водородного грузовика и создании совместного предприятия подписан в конце февраля — начале марта этого года. А уже сегодня, в октябре, имеется в наличии «живой» образец, готовый к испытаниям.

«Не было ни платформы, ни топливного элемента, не было ничего. Была только идея, что это перспективная область. Эта техника только развивается во всём мире, её мало, но развитие идёт фантастически быстро. Для нас в этой технике бенчмарк не Европа. Там это идёт медленно и печально за государственные деньги. В Китае же разработки проходят частично за государственные, частично за частные деньги. Таких грузовиков в Китае в 2022 году было 2–3 тысячи штук. В этом году — около 20 тысяч штук, и 300 тысяч планируется на следующий год», — говорит Добровольский.

По словам главы Центра водородных технологий, тенденция более чем очевидна. Примерно то же самое, только более медленными темпами, происходит и в Европе. Они начали раньше Китая, но отстают от него по всем показателям.

«Наш образец — это максимальное приближение к лучшему, что есть у Китая. Отдельное спасибо КАМАЗу, потому что на нём с нуля спроектирована платформа, изначально разработанная под электротехнику. Это не то, когда снимают с машины ДВС и демонстрируют „новую платформу“. Всё изначально разработано под электрическую технику», — добавляет Добровольский.

Москва — Санкт-Петербург

Президент Центра водородных технологий весьма оптимистичен в оценках будущего грузового водородного проекта. По его словам, уже в следующем году можно организовать движение водородных грузовиков по трассе Москва — Санкт-Петербург, где сегодня реализуется проект КАМАЗа по беспилотному движению.

«Третий образец КАМАЗа на ВТЭ будет с полным автопилотом. У КАМАЗа есть собственная компетенция. Вы знаете, что трасса Москва — Санкт-Петербург сейчас в экспериментальном режиме эксплуатируется как беспилотная. Там уже ездят камазовские дизельные грузовики на автопилоте. Поэтому КАМАЗ и является нашим партнёром, потому что имеет все компетенции в области такого автотранспорта», — говорит Добровольский.

В соответствии с этим замыслом после увеличения запаса хода водородного грузовика водородные заправочные станции будут размещены на обоих концах маршрута — в Москве и Санкт-Петербурге. Ещё одна появится в Набережных Челнах, поскольку именно там разрабатывается и испытывается водородная техника.

В случае реализации этой идеи водородный автомобиль получит преимущество перед электрическим грузовиком.

Ключевым фактором станет возможность быстрой заправки на концах маршрута. Поскольку время заправки водородом составляет 5–6 минут, водородный грузовик получает полное преимущество по времени, так как на зарядку электрической машины на этом участке потребуется дополнительных 2–3 часа.

• Телеграм
• Дзен
• Подписывайтесь на наши каналы и первыми узнавайте о главных новостях и важнейших событиях дня.