Любой автомобиль — будь то крошечный Smart или огромный карьерный самосвал — требуется заправлять, обслуживать, ремонтировать. С обычными машинами все понятно. А вот как быть с экспериментальными гибридами и электромобилями? Как они поведут себя в реальной жизни, неизвестно... Полноценные эксплуатационные испытания могут себе позволить не многие фирмы — например, DaimlerChrysler. «Водородные» автобусы Mercedes Citaro, работающие на топливных элементах, уже ходят по улицам 12 городов мира. Мы рассказываем об этом уникальном проекте.

На страницах Авторевю уже не раз рассказывалось об автомобилях на топливных элементах, поэтому лишь вкратце повторим «основы теории».

Еще в 1839 году британский ученый Уильям Гроувс выяснил, что электричество можно получать с помощью… чистого водорода. Процесс представляет собой «электролиз наоборот» (вспоминайте школьные уроки химии!). Если при электролизе вода, через которую пропускают электроток, разлагается на кислород и водород, то здесь те же самые кислород и водород, соединяясь, вырабатывают воду (точнее, водяной пар) и электричество.

Происходит это в специально разработанных топливных элементах, причем наибольшее распространение получили элементы на так называемых протонообменных мембранах. По одну сторону такой мембраны, окруженной катализатором, подается водород, другая сторона омывается забортным воздухом — и этого достаточно, чтобы мембрана выдавала напряжение от 0,7 до 1 В, нагреваясь при этом до 80° С.

Если объединить много элементов в батарею, получится отличный, хотя и недешевый, источник тока — этакий электрохимический генератор. Теперь подключаем к этому генератору электромотор, встраиваем систему в автомобиль и — поехали!

Вот только где разместить элементы системы в современном городском автобусе? Ведь там одного водорода сколько требуется! Выход один: смонтировать все «электрохимическое хозяйство» наверху — на крыше.

Если у самого первого, еще опытного, автобуса Mercedes на топливных элементах (модель NEBUS, 1997 год) элементы системы занимали примерно три четверти крыши, то у нынешнего низкопольного Citaro уже вся крыша укрыта здоровенным пластиковым колпаком. Что под ним?

Спереди — девять стальных баллонов (они вмещают 1850 л водорода, сжатого до 350 бар). Следом — две батареи канадских топливных элементов Ballard общей мощностью около 250 кВт. Еще дальше — два здоровенных вентилятора и теплообменники (во время работы элементы сильно нагреваются, их надо охлаждать). Там же — насосы, фильтры и прочая мелочовка.

Место для электрооборудования нашлось в «корме», под пассажирским диваном, а 200-киловаттный асинхронный электродвигатель, работающий от напряжения 600 В, расположен на месте обычного дизеля — в левом заднем углу кузова. Интересно, что мотор этот соединен с обычной автоматической КПП, а дальше, с помощью кардана, крутящий момент передается на серийный ведущий мост. В общем, получилось нечто среднее между автобусом, троллейбусом и электромобилем…

Чтобы выяснить, как поведут себя такие машины в реальной эксплуатации, мерседесовцы разослали их по всей Европе — в города с разным климатом и рельефом местности. Одни экземпляры колесят вдоль каналов Амстердама, другие по жаре преодолевают подъемы португальского Порто, третьи плывут сквозь лондонские туманы.

У себя на родине, в Штутгарте, автобусы обслуживают весьма напряженный маршрут: там на 4,5 км пути приходится четырнадцать остановок, тринадцать светофоров и еще несколько подъемов.

Кстати, Европой дело не ограничилось: несколько автобусов работают в австралийском городе Перт, а месяц назад партия из трех машин отправилась в Пекин (Mercedes надеется получить контракт на поставку таких автобусов к Олимпийским играм 2008 года).

Вот только откуда брать топливо для таких автобусов? Оказывается, в том же Штутгарте водород получают из природного газа с помощью мини-заводика (он производит от 40 до 100 кубометров топлива в час). Но, конечно, такие заводы есть далеко не везде. Например, в Лондон водород подвозят в жидком виде, а в Барселоне, Гамбурге и Стокгольме его получают путем электролиза. При этом испанские устройства-«электролизеры» работают на солнечной энергии, а энергию для таких же устройств в Гамбурге вырабатывают ветряки.

С точки зрения водителей автобусы на топливных элементах почти не отличаются от «обычных», дизельных. Управлять ими легко, передачи переключаются плавно… Новинка пришлась по нраву и пассажирам: ведь здесь при движении нет характерных дизельных вибраций и рычания.

А вот механики, как ни странно, жалуются — прежде всего на всевозможные уплотнения и сальники. В списке неисправностей — негерметичность системы охлаждения топливных элементов, короткие замыкания в бортовой сети, поломка регуляторов давления и преобразователей напряжения. Немало хлопот доставляют и заправочные компрессоры: они загрязняют топливо мелкими частицами и парами масла. Не спасают даже фильтры! Так что проблем с эксплуатацией пока хватает.

Да и в целом «водородные» Citaro уступают дизельным аналогам: такой автобус ощутимо тяжелее (снаряженная масса увеличилась с 10,5 до 14 т), центр его тяжести расположен выше, максимальная скорость — не больше 80 км/ч, а запас хода на одной заправке — всего-то 200 км.

Кстати, заправляются эти автобусы вдалеке от жилых кварталов, да и ночуют подальше от своих дизельных собратьев. Мало ли что!

А главное — такие автобусы невероятно дороги. В том числе и в эксплуатации... Однако испытания продолжаются. Теоретически, чтобы наладить массовую работу автобусов на топливных элементах, нужно в первую очередь создать необходимую инфраструктуру — проще говоря, «водородные» заправочные станции. А еще надо придумать, как сделать такие машины более дешевыми... Но на все это нужно время и, опять же, деньги. Много времени и денег! Стоит ли овчинка выделки?

Кстати

Тем временем в голландском городе Эйндховен на маршрут «вокзал—аэропорт» вышли 12 гибридных дизель-электрических «гусениц» Phileas. Длина маршрута, на котором они работают, — 12 км.

В колеса машин (кроме передних) вмонтированы электромоторы; сзади стоит компактный дизель-генератор. А поскольку все колеса без исключения управляемые, Phileas причаливает к остановке боком, словно краб.

Машины движутся по отдельным полосам и оборудованы системой автовождения, которая ориентируется по магнитам, встроенным в асфальт. Так что теоретически водитель может на ходу включить автопилот и покинуть рабочее место!

Уже известно, что 16 «гусениц», но с несколько иным приводом (там электромоторы будут стоять отдельно от колес), в 2007 году поступят и во Францию.