Горивната клетка на Toyota

Превземайки медиите, японците събудиха и вълна от съмнения

Агитката на алтернативните автомобилни технологии прие представения на изложението в Лос Анджелис автомобил, базиран на горивна клетка - Mirai с радостни подвиквания от типа „край на играта“. Те побързаха да заключат и че електромобилите са в задънена улица. 

В лагера на електромобилистите пък се чудят как е възможно Toyota – в по-малка степен Honda и Hyundai – да пропилеят толкова време и пари в технология, обречена заради стратосферни производствени разходи, нуждата от редки суровини (платина), проблеми със сигурността и липсата на зарядна инфраструктура. 

На същото изложение Volkswagen запяха във водородния хор с концептуалния Golf SportWagen Hymotion, а роднините от Audi свалиха сатена на A7 h-tron. Водородните беемвета са вече във фурната в Мюнхен; с подобна съдба са моделите и на повечето от останалите големи производители. 

С аргументи за технологични ограничения и страх от пробега от лагера на електромобилните критици лъха на мухъл и прозаичност, докато в стана на електромобилистите жилото е по-остро - диригентът на Tesla Елън Мъск излезе с прословутото: „Горивните клетки са пълна глупост – водородът става за ракети, не и за коли.“ 

Циниците като мен се опитват да обясняват големите японски инвестиции в горивни клетки със стремежа на правителствата на угодят на религиозния гласоподавателски натиск за зелени инвестиции.  В качеството си на дренки от същия дол автомобилните производители искат да се покажат като привърженици на зелените технологии, въпреки че прекрасно си дават сметка какви са реалистичните шансове пред част от тях. Подобни разходи често са в пълно противоречие с реалната вероятност от търсене на новите автомобилни технологии, подлежащи на раздвижване от автосалоните само с подкрепата на обилни количества пари на данъкоплатците. 

Ако има плоскост за съгласие по повод наследниците на двигателя с вътрешно горене, то тя е в заключението, че в обозримо бъдеще не се очертава приемущество на една технология. Трибуквеното съкращение ще господства вероятно в следващия половин век, освен ако изкопаемите горива не свършат внезапно преди това. 

Горивните клетки почти не се класират 

По отношение на по-близкото бъдеще поредният доклад на IHS Automotive е приеман от мнозина в сектора. В него се казва, че към 2020 г. обикновените и зарядните хибриди ще имат 5% от световните продажби, за разлика от под процент дял за традиционните електромобили. Към 2025-а електромобилите ще са напреднали бавно до 1.5%, докато хибридите едва ще са минали 6. За разлика от тях горивните клетки ще бъдат едва забележими, така че приблизително 92.5% от колите ще разчитат на изкопаемите горива. 

Старшият лектор в Училището за отношенията между труда и капитала към бръшляновия университет „Корнел“ Арт Уитън: „Не виждам доказателства, опровергаващи прогнозите на IHS – горивните клетки ще имат много малък дял.“ Той е съгласен, че вътрешното горене ще е предпочитано в следващите петдесет години, или до изчерпването на изкопаемите запаси. Той смята електромобилите за несъвършени, но не вижда много потенциал и в горивните клетки. Според него: „Повечето автомобилни експерти не вярват, че електромобилите са дългосрочният отговор. Те имат същите проблеми, които имаха и преди 115 години - батериите им са тежки и скъпи, липсва им и пробег.“ 

Сложни и тежки 

„Тойота“ и останалите производители не са сигурни в заместителя на конвенционалния двигател. Заради сложното си допълнително задвижване хибридите са тежки; проблемът на горивните клетки е в това, че обуздаването на водорода не е нито просто, нито евтино. 

Въпросът защо при това положение „Тойота“ и останалите тичат зад него е напълно естествен. Заради държавните субсидии, е простият отговор. Уитън смята, че „Политиката, не търсенето, кара Toyota и другите да разработват електромобили и хибриди. Горивните клетки са смятани за дългосрочното бъдеще на автомобилната индустрия, но стойността на развитието е възпиращо висока, което прави оцеляването им краткосрочно и обвързано със субсидии.“ 

Петер Шмид, редактор на британското издание Automotive Industry Data пък вярва, че автомобилите с горивни клетки като цяло и Toyota Mirai в частност ще довършат електромобилите. В статия, озаглавена „Задвижваният с горивна клетка Mirai на Toyota – пирон в електрическия ковчег?“ авторът споделя, че в компанията вече са решили да не се занимават с електромобили в полза на хибридите: „Да, бъдещият търговски успех на Mirai е напълно зависим от водородната дистрибуция. За този проблем японските визионери, вече преминали хибридния тест, имат приложим план. Това действително е лош ден за заложилите всичко на електромобилите – не случайно Daimler продадоха акциите си в Tesla.“ 
 

Пояснявам: при представянето на Mirai, което на японски означава бъдеще, „Тойота“ обявиха и плановете си за начало на развиването на водородна зарядна инфраструктура в сътрудничество с други производители, а преди малко повече от два месеца „Даймлер“ продадоха акциите си в „Тесла“, уверявайки, че продължават съвместните проекти. 

Скептиците се групират 

„Клетъчните“ скептици се групират около отговора на въпроса за бъдещето на водородните коли. 

В статия, озаглавена „Горивни или глупави клетки?“ базираният в Лондон аналитик от Evercore ISI Арнд Елингхорст е озадачен от плановете на Toyota за Mirai предвид успеха на електрически проекти, като Tesla: „Заради постиженията на електромобилите имаме проблем с разбирането на обосновката зад горивните клетки.“ Авторът не разбира защо потребителите ще предпочетат автомобили с горивни клетки пред електромобилите. Горивните клетки са скъпи и губещи за производителите си, а себестойността на водородното зареждане е много по-висока от електрическото: „След дълбоко потапяне в клетъчната технология преобладаващото ни заключение е, че с изключение на времето за презареждане, горивните клетки нямат явни преимущества. От гледна точка себестойност на притежаването независимите изследвания показват, че към 2020-2025 г. автомобилите с горивни клетки ще предлагат недостатъчни преимущества пред електромобилите и ще са по-малко ефективни“ – обобщава Елингхорст.

Професорът по химия на материалите от Масачузетския технологичен институт и експерт по батериите, Доналд Садоуей е още по-радикален: „Това е технология в задънена улица и производителите глупаво си губят времето. Откъде ще взимат водорода? Пълна лудост! Кой ще инсталира инфраструктурата - това да не е газ да го пуснеш по тръби? Трябва ти напълно нова инфраструктура – необяснимо е, няма никакъв смисъл.“ 

Садоуей обаче е заинтересована страна: в екип с д-р Кичао Ху двамата работят върху технологичния стартъп SolidEnergy – компания, разработваща технология за удвояване на капацитета на смартфони и компютри, криеща потенциал за пренасяне и в електромобилите. 

Подобрението касае литиевите батерии, които ще могат да работят сигурно в по-висок температурен режим. Така себестойността и теглото им ще спаднат, а животът им ще се удължи. Всичко това произтича от отсътвието на сложните охладителни системи в сегашните йонно-литиеви батерии. „Две иновации правят тази батерия по-добра от йонно-литиевата – литият в отрицателния електрод и полимерната мембрана, действаща едновременно като електролит и сепаратор. Това увеличава неимоверно енергийната й плътност.“ 

Ако технологията се окаже автомобилно приложима, Садоуей предрича радикална промяна в привлекателността на електромобилите: „Тя може да окаже голямо влияние върху себестойността и живота им, което да направи електромобилите много по-популярни. В момента те пасват на ранните последователи, а Tesla е за свръхбогатите. Ще има толкова силен последващ ефект, че би могла да намали търсенето и цената на петрола.“ 

Междувременно, без подобни технологични пробиви, прогнозата на IHS Automotive ми изглежда сигурна. 

Мрачно 

„Допускайки само развитие на настоящата технология с очакван напредък, като гигазавода на Tesla, който би могъл да свали себестойността на батериите с до 30%, пазарният ефект ще е минимален. С радикален пробив обаче можете да изхвърлите тези прогнози.“ 

Садоуей вижда едно по-мрачно и заплашително препятствие – опасната същност на водорода: „Първата катастрофа между автомобили с горивни клетки – тя ще е краят им.“

Задвижващите системи – какво ни очаква?

Европа минава на бензин, а дизелите са най-силно засегнати  от новите емисионни норми. У нас – главно приказки. Както обикновено.

      Първият хибрид: Lohner Porsche дебютира на парижкото изложение през 1900 г. Представен като електромобил, 
       той скоро получава и конвенционален двигател за удължаване на пробега.

Както неведнъж е ставало дума, въпреки фойерверките около електромобилите и горивните клетки, бензиновите двигатели са тези, с които производителите ще трябва да посрещат предстоящите тежки емисионни стандарти на ЕС. Причината е в липсата на правителствена подкрепа за зарядна инфраструктура, която спъва усилията им в маркетирането на електромобили. Подобно на тях, горивните клетки не могат да се появят на сцената заради липсата на водородни станции.

Дизел? В момента той доминира (60% пазарен дял през 2011-а), но предстоящите тежки емисионни регулации ще стегнат здраво дизелите от септември 2014-а. 

Къде е инфраструктурата 

Към 2015-а продаваните автомобили ще трябва да отговарят на усреднена въглеродна норма от 130 г/км, а в момента тече активна дискусия по предложението за 95 г през 2020-а. С толкова тежки цели производителите ще въвеждат електромобили и клетъчни горивни системни, но държавните инвестиции в зарядни станции за ток и водород се бавят. 

Шефът на Nissan Европа, Колин Додж: „Разгръщането на инфраструктурата е по-бавно, отколкото се надявахме. Правителствената подкрепа спада заради тежкото икономическо състояние, което я прави трудна за защитаване.” Додж приписва разочароващите продажби на Nissan Leaf на потребителския страх от липсата на зарядни станции, а от мен е добавката, че планираните 20 000 продажби на Leaf в Щатите броят едва 6791 за десет месеца, което накара Карлос Гон най-после да признае очевидното – в този вид мисията е невъзможна. Nissan току-що представиха ревизирана (по-лека и с по-дълъг пробег) версия на по-ниска цена, надявайки се да обърнат спада в растеж.

Возилата с горивни клетки също страдат от липса на зарядни станции, сподели главният изпълнителен директор на „Даймлер”, Дитер Цече през септември. Според него Mercedes-Benz ще са готови с масова версия през 2014, а „Технологията е готова; проблемът е в инфраструктурата.” Така е - петролните компании не бързат с инсталирането на водородни резервоари по бензиностанциите си. 

В България ситуацията е по-скоро карикатурна: деветте зарядни станции в София най-после догониха броя на новите електромобили в града. Да не говорим, че разположението на повечето от тях е точно обратно на препръките. А бодро анонсираният от поредния министър рехав план за действие в подкрепа на навлизането на електромобилните прилича повече на шега, главно защото не е част от стратегия за бъдещето на автомобилния транспорт. Без стратегия и с такива рехави мерки употребата на съществителното „действие” е много неуместна. 

Мръсният дизел 

Най-популярното европейско гориво - дизелът, е под заплаха от предстоящите ограничения в емисиите на азотни окиси – ключовият компонент на смога. През миналата година делът на дизелите в продажбите на леки автомобили отбеляза троен ръст в сравнение с 1990-а. Проблемът е, че цената им ще нарастне, тъй като производителите са принудени да свалят емисиите на NO_x  от сегашните 180 мг/км на 80. 

„Ако огледате стойността на вторичното третиране на газовете, виждате по-сурово наказание със затягането на нормите” – разказва Тим Уинстънли, мениджър на задвижващите системи на Ford в Европа. Избор между различни технологии за третиране на азотните окиси има, но всички са скъпи. 

В инженеринга на Opel смятат, че дългосрочната съдба на дизелите ще зависи изцяло от установяването на стандартите, но те имат негативен ефект върху себестойността. Това е и една от причините, поради която IHS Automotive прогнозират спад на пазарния им дял с 4-5% до 2020 г. Те вярват, че производителите ще правят повече бензинови двигатели заради по-ниската цена на технологиите за снижаване на емисиите. 

Малък = Хубав? 

За да станат бензиновите агрегати по-малки, без да пострадат показателите им, се прибягна към смаляване, съчетано с употреба на директно впръскване и принудително пълнене. Ползите от работата в тази насока през последните години е очевидна: те са по-евтини и се приближават по въглеродни показатели до дизелите.  

Първи бяха VW, а Ford последваха тенденцията с EcoBoost. Малкият им трицилиндров двигател е в една трета от продадените фокуси. Вече карах новия 0.9-литров турбо бензин на Renault в Clio IV, а двуцилиндровият TwinAir на FIAT е комерсиализиран в моделите 500 и Panda. Други производители следват подобна стратегия, макар и по-бавно: Opel обяви работа върху ново поколение малки бензини с очакван старт на трицилиндровия си мотор през 2014-а.

Статистиката на JATO Dynamics показва, че от 2006-а насам 20 от 25-те големи производители, представени в Европа, са намалили средния обем на двигателите си. Само Chevrolet, Citroen, Dacia, Mini и Mitsubishi още се противят на тенденцията. 

Хибриди и електромобили 

Във Ford вярват, че повишаващите се цени на петрола (величина, зависима от много променливи) ще изместят баланса в полза на хибридните системи. „Ако цените на дизелите продължават да растат, подобряването на енергийната ефективност минава през електрификация на бензина” – продължава Уинстънли. 

Но т.нар. „пълни хибриди” (с ограничен пробег само на ток) не се представят добре: според JATO през миналата година Toyota продават под 25 000 приуса, а през първите осем месеца на тази спадът им е около 9%. Въпреки това японците очакват равномерно разпределение на трите типа задвижване в продажбите на предстоящия Auris, подпомогнат от новия хибриден Prius с външно зареждане (т.нар. „плъгин”, или PHEV). 

През следваща година очакваме Ford и Mitsubishi да покажат вижданията си за C-Max и Outlander, които ще се присъединят към вече предлагащите се Opel Ampera/Chevrolet Volt. 

У нас двете продажби на авангардния продукт на GM ме карат да се питам какъв е смисълът от разходите по пазарното им въвеждане в държава, чието законодателство ефективно стимулира устойчивото формиране на стар, мръсен и въглеродно интензивен автомобилен парк. 

Според Международната енергийна агенция, към 2020-а този тип автомобили ще генерират около 4.7 милиона продажби. В доклада й не се казва нищо по отношение на България, но не е трудно да се досетим, че ако нищоправенето и кухите приказки продължат, делът ни в тях няма да закачи и промил.

Агенцията продължава, че зарядните хибриди ще изпреварят чистите електромобили, от които се очакват два и половина милиона. Производителите биха имали допълнителна полза от въвеждането на двата типа возила, ако ЕС одобри предложението за т.нар. „супер кредити” за автомобилите с емисии под 35 г/км. 

Електромобилите обаче все още са скъпи, което ги прави рискован залог за производителите. За облекчаване на високата им цена „Рено” ще лизинговат батериите на предстоящия си малък Zoe. „Тогава ще знаем дали лизингът на батериите ще работи. Най-трудно ще е разясняването на концепцията, която е голяма комуникационна работа, тъй като не притежаваш батериите” – четох да разказва Пол Уилкокс, старшият шеф на маркетинга и продажбите в „Нисан” Европа. 

Горивните клетки 

Mercedes-Benz са много напред с горивните клетки.

са още в юношеска възраст, но няколко европейски правителства (без българското, естествено, за което водородът е мъгляв експеримент) поеха ангажимента да изграждат мрежи от водородни станции. По-рано тази година Германия обяви намерение да постори до 50 станции в следващите три години със съдействейто на партньори като Daimler. Това може да тласне напред клетъчните горивни системи, поевтиняващи с развитието на технологията. 

Според някои експерти очакваното поевтиняване към 2020 г. е с цели 90%. Към 2025-а се очаква общата стойност на притежаването на клетъчен автомобил да се изравни с тази на конвенционален.

Според Дитер Цече в средата на десетилетието клетките ще се изравнят по цена с дизеловите хибриди. Това обаче ги обрича на нишово съществуване: за ориентация, хибридната версия на Peugeot 508 e с базова цена в порядък 72 000 лв с ДДС и без проблем стига 80 за прилично оборудван автомобил. 

Поука 

За държавите, гледащи сериозно на автомобилизацията си, тя е, че няма ясно изразена бъдеща технология, решаваща всички задачи. Производителите ще прилагат различни възможности, а пазарът ще има последната дума.

При нас е друго: 

Снимка на министър с електромобил...

България нито е дефинирала мястото на автомобила в обществото, нито стратегията за неговото бъдеще. От време на време, по една или друга тактическа причина, чуваме политиците да изпускат някоя пожелателна фраза, адресирана към късата памет на избирателите, предразположени да забравят, че за четвърт век в страната не е направено нищо за формулирането на автомобилна стратегия и устойчивото й приложение.

В предизборната 2013-а вероятно ще видим символични инициативи, но те няма да са част от цялостна концепция, а по-скоро ще звучат като подигравка с реалностите на 21 век. Вече стана дума, че има национален план за ускоряване на електрическата мобилност, но той не е част от стратегия и много от „инициативите” му зависят от имагинерно финансиране.

...и зарядна станция не декарбонизират транспорта

Вината, естествено, далеч не е само в политиците: бизнесът (с изключение на свръхактивния по българските стандарти ИКЕМ) не е в състояние да упражни смислен натиск върху властта. А липсата на разбиране за абсолютната необходимост от координирани действия на сектори с общи интереси само подсилва несериозността на ситуацията.

Много искам да вярвам, че моментът, в който политиците ще погледнат на автомобилизацията на България като на ключов обществено значим проблем, нуждаещ се спешно от адекватни действия (а не само планове и бели книги, които никой не приема сериозно), не е далеч. 

Сп. "Тема"