Инженеры МФТИ представили на технологическом форуме «Иннопром—2024» в Екатеринбурге первый отечественный снегоболотоход «Русак К-10» с водородным электрогенератором и водородную заправочную станцию. Вездеход был произведён совместно с компаниями «Вездеходы для севера», «Кубо» и «Гидроджен Энерджи». Мы съездили в гости на производство «Русака» и побеседовали с Блохиным Александром, Исполнительным директором ООО «Вездеходы для Севера» о новых разработках.
Как появилась идея создать вездеход на водородном двигателе? У этого проекта группа авторов или один инициатор?
Дело в том, что многое определяется государственной политикой. Есть распоряжение Правительства, которое гласит о том, что надо переходить на безуглеродную энергетику. Под распоряжение выделялись средства. На эти идеи откликнулось правительство Ямала и местный «Газпром». Они заключили соглашение с МФТИ, чтобы на полярном Урале построить международную научно-исследовательскую станцию «Снежинка», которая будет работать только на водороде. Конечно, там будут все источники энергии: солнечная, ветровая, на всякий случай даже будут стоять дизель-генераторы. Однако целевое назначение научной станции заключается в исследовании водородных технологий, их применимости в полярных условиях и возможности перехода на безуглеродную энергетику. Это очень масштабный проект. По задумке у этой лаборатории должен быть транспорт также на водороде. Условия на полярном Урале крайне тяжёлые, и нужна вездеходная техника, чтобы была возможность круглогодично добираться до того или иного места, ведь обычные автомобили повышенной проходимости никогда не дают стопроцентной гарантии. Представители МФТИ вышли к нам с предложением разработать вездеход на водороде. В определённой мере мы были знакомы с этой технологией. Затруднительно оказалось найти установку на топливных элементах. Нам необходимо было то, что делается по американским технологиям в Китае – их установка соизмерима двигателю внутреннего сгорания. Что было не мало важно, по габаритам установка помещалась в моторном отсеке нашего вездехода. Энергии, которую дают эти установки, более, чем достаточно. В основном, у нас расход энергии даже раз в 10 меньше. Нам нужно 12 кВт, 40 кВт максимум, если предстоит подъём или поворот.
Вездеход находится на этапе прохождения испытаний или уже полностью готов для работы?
Сейчас К-10 поэтапно проходит различные испытания. Пока мы отрабатываем все режимы управления тягами электродвигателей. Мы временно отключили эту установку, потому что её роль заключается в зарядке батареи. По сути, она просто увеличивает пробег вездехода, но расчёты наши показали, что 6 баллонов с водородом (это примерно 1080 литров) при давлении 350 бар позволяет иметь пробег 300 – 350 километров в условиях Крайнего севера. Водород не боится низких температур, а в аккумуляторах предусмотрены системы термостатирования. Температура аккумуляторов постоянно поддерживается в одном диапазоне. Без системы термостатирования аккумуляторы быстро бы выходили из строя. Энергоёмкость батареи у нас крайне высокая – 125 кВт/ч. В машине три уровня напряжения. Мы работаем при высоком (это около 600-800 В). Оно создаётся батареями, и примерно такое же напряжение создаётся установками на топливных элементах. Уровень напряжения позволяет тягам электродвигателя выходить на свои номинальные параметры. По мере разряда параметры электродвигателя тоже будут снижаться. Чем сильнее вольты снижаются, тем меньше оборотов двигатели будут набирать. Если у электромоторов номинально в районе трёх тысяч оборотов, на семистах вольтах они без проблем это количество набирают, могут даже немного больше, а на 600 В будет 2600 оборотов, то есть, мы теряем скорость. Кроме того, многое зависит от состояния батареи. Если параметр state of change (SOC) снижается до сорока процентов, значит, будет ограничение по току, а это приведёт к тому, что мы будем ограничивать крутящий момент. Вплоть до того, что при сорока процентах разряда батарей у водителей будет выбор – включить резерв батареи или нет.
Правильно ли я понимаю, что установку производят в Китае, а МФТИ дорабатывает её под свои параметры и требования?
МФТИ очень хорошо разбираются в работе с водородными системами. Вместе с ними мы разработали методику оценки расхода водорода на машине по аналогии методик расхода топлива. Они провели большую работу по выбору баллонов с водородом. Так получилось, что хотели на 700 бар, но такого готового решения с баллонами нет, и мы временно взяли баллоны на 350 бар.
Если использовать баллоны с бóльшим давлением, то вся система выдержит?
Да, конечно. Вся аппаратура рассчитана на 700 бар, со временем баллоны доработают, и мы сможем использовать их с планируемым давлением, но пока что мы работаем с баллонами на 350. Сейчас это не так важно. Но безусловно это скажется на пробеге. При баллоне на 700 бар он будет в полтора-два раза больше.
При работе двигателя используется не только водород, а также и кислород. Его забор происходит напрямую из атмосферы?
Да, верно, кислород берётся из воздуха. Но тем не менее всё это подаётся в установку при определённых условиях. В установке есть увлажнитель и компрессор, который подготавливает воздух для подачи в генератор, создавая необходимую влажность и давление.
Но при этом кислород не отделяется от других газов? Ведь в воздухе больше содержится азота.
Да, конечно, попадает воздушная смесь. Но всё лишнее выходит вместе с парами воды через выхлопную трубу. По сути, у нас получилось абсолютно экологичное транспортное средство. Конечно, такие машины будут востребованы в полярных зонах, в заказниках, там, где следят за чистотой природы. Кроме того, у вездехода же ещё шины, которые не вредят поверхности.
Во второй части интервью вы узнаете об особенностях водородного генератора, процессе заправки К-10 и преимуществах водородной топливной ячейки.