ГЭУ в сборе с коробкой передач (вид сбоку).
ГЭУ в сборе с КП (вид сзади).
Май 2001 года. Группа разработчиков гибридной энергоустановки: В. Бойко, А. Шевченко (НГТУ, г. Новосибирск), В. Скребенков, Н. Сибатов, А. Беспалов, А. Медведко (ИЯФ, г. Новосибирск), В. Кашканов.
Антэл
Автомобиль на топливных элементах – так расшифровывается это название (придуманное, кстати, Г. Мирзоевым).
Сами топливные элементы как таковые не являются чем-то новым. Первый такой элемент (вернее, его действующая модель) был собран ещё в 1839 году британским судьёй Уильямом Гроувом (William Grove), который всё свободное время отдавал изобретательству.
Он обнаружил, что знакомый всем нам ещё со школы процесс электролиза воды с разложением на водород и кислород является, как ни странно, обратимым.
При наличии соответствующего катализатора (у Гроува это была платина) водород и кислород могут соединяться в молекулы воды с выделением электрического тока. Каждая такая топливная ячейка выдаёт напряжение до 1V, однако их можно объединять в батареи, получая довольно большие мощности.
Процесс сопровождается образованием воды и выделением некоторого количества тепловой энергии.
Энергетический кпд водородных топливных элементов значительно выше, чем у традиционных энергоустановок, и может достигать 90%.
Килограмм водорода по калорийности эквивалентен примерно 4,5 литра бензина.
Почему же человечество почти два века не использовало столь заманчивый и практически бездонный источник энергии?
Дело в том, что топливные элементы (далее в тексте ТЭ) получались очень дорогими – прежде всего из-за стоимости катализаторов (это в основном платина и палладий).
Хотя это и не стало препятствием для создателей лунников и челноков – и советских, и американских. Здесь ТЭ оказались незаменимыми и прошли первую технологическую и практическую доводку и обкатку.
Только как спустить их из космоса и приспособить для земных нужд?
И в конце XX века созданием реальных, предназначенных для продажи автомобилей, использующих энергию водородного цикла, занялись крупнейшие автопроизводители: GM, Ford, Volkswagen, BMW, Toyota, Honda и другие.
Появилась ещё одна многообещающая альтернатива электромобилям, столь резво в своё время начавшим, но так и остающимся пока весьма ограниченными в применении.
А вот появлением ТЭ на нашем заводе мы обязаны энергии и настойчивости Г. Мирзоева (главного конструктора с 1976 по 1998 год).
Ему и предоставим слово.
Г. Мирзоев.
Узнали мы, что ещё в доперестроечные времена несколько институтов АН СССР работали над проблемами водородной энергетики – в основном по оборонно-космической тематике.
Начались поиски путей доступа к этим ТЭ.
Где-то к маю 99-го года выяснилось, что нужные нам устройства применяются в Буране. Диапазон поисков сузился до ракетно-космической корпорации (РКК) Энергия имени Королёва.
Используя все свои связи, через третьи-пятые руки узнали фамилии и телефоны, созвонились:
– Мы с ВАЗа, хотели бы поговорить о совместной работе.
– А откуда вы о нас узнали?
В конце концов удалось получить согласие на встречу.
– Ладно, приезжайте.
– А куда приезжать?
Объяснили. Но предупредили:
– У нас режимное предприятие, провести вас внутрь мы не сможем. Давайте встретимся у проходной, а дальше что-нибудь придумаем.
Встретились у проходной.
– А теперь куда пойдём?
– Есть тут у нас берёзовая роща, в ней и погуляем, и поговорим, чтобы чужих ушей рядом не было.
Хорошо, пошли в рощу. Их трое, нас трое. Часа полтора бродили кругами, разговаривали. Любое слово, любой показатель из них приходилось клещами вытягивать.
Такой была первая встреча. Потом состоялась вторая, третья… Мы уже узнали, что в Королёве делали только саму энергоустановку, а батареи топливных элементов они получали с Уральского электрохимического комбината (УЭХК, г. Новоуральск).
Пришлось пробиваться туда.
– Мы с ВАЗа, хотели бы сотрудничать.
Сначала знакомая осторожная задумчивость во взглядах: пускать – не пускать, разговаривать – не разговаривать? Тем не менее пустили, даже устроили встречу со своими ведущими специалистами. Собралось человек восемь.
– А вы знаете, что такое топливный элемент?
– Весьма приблизительно.
– А вы знаете, сколько это стоит?
– И сколько?
– Только разработка потребует 5 миллионов долларов ежегодно, в течение 15 лет.
– Тогда извините за беспокойство, вы нас не за тех принимаете. У нашего завода таких денег нет.
Словом, не нашли понимания. Через два часа нас в гостинице разыскивают:
– Давайте завтра ещё встретимся.
Короче, заключили договор. С первичной стоимостью для нашей стороны (не поверите!) 7 миллионов. И даже не долларов, а рублей!
За эти 7 миллионов мы сделали Антэл-1. И через несколько месяцев уже не мы за этими секретными учёными-разработчиками-изготовителями ходили и их упрашивали, а они нам о себе напоминали. Потому что мы вернули им любимую работу!
Знаете ведь, чем история с Бураном закончилась? Его приспособили в аттракцион для московского парка культуры и отдыха.
Так уральцы готовы были, мне кажется, работать с нами даже бесплатно (признаюсь, ВАЗ не по всем счетам ещё с ними расплатился).
Почему крупнейшие фирмы мира так активно занялись проблемами ТЭ лишь сейчас?
Время поджимает. Потребление энергии, хотим мы или не хотим, экономим или нет, с каждым годом растёт. Основным её источником остаётся углеводородное, ископаемое сырьё, и оно, увы, не бесконечно.
А ТЭ позволяют в принципе снять многие проблемы, открыть поистине безграничный источник энергии.
Да, пока они очень дороги. Но вспомните, сколько средств вложено за минувшие сто с небольшим лет в двигатель внутреннего сгорания, как совершенствовался, удешевлялся углеводородный цикл.
В настоящее время стоимость 1 кВт мощности энергоустановки на топливных элементах достигает 3 тысяч долларов.
А для её экономической эффективности нужно опуститься на уровень 100 – 200 долларов.
Президент Буш поставил перед США цель: к 2020 году все автомобили должны быть переведены на новые двигатели. На эту задачу из бюджета выделяется около 3 миллиардов долларов, и ещё в 3-4 раза больше вкладывают частные инвесторы.
Мы показали Антэл-1 на пятом Московском автосалоне в 2001 году.
По большому счёту, назвать это настоящим автомобилем было трудно. Это скорее ходовой макет, ХМ – есть у нас в автостроении такой специальный термин. По сути, смонтировали всё на машину, чтобы посмотреть: что – к чему – почём?
Окончательная сборка Антэл-1 происходила не в Тольятти, а в подмосковном Королёве, в РКК Энергия. Мы привезли туда автомобиль 2131 без силовой установки и стали его начинять с помощью местных специалистов – ведь опыта работы с водородом у нас не было.