Toyota Fuel Cell – тягач с силовой установкой на основе водородных топливных элементов

Этим необычным проектом, получившим название Project Portal, отдел исследований и разработок Toyota Motor Engineering & Mfg North America Inc. занимается с 2015 года. Первый грузовик Alpha был построен в конце 2016 года в Детройтском технологическом центре всемирно известной инжиниринговой фирмы Ricardo. Первые результаты Toyota опубликовала только в апреле 2017-го, после того, как автопоезд успешно прошёл испытания на полигоне компании в пустыне Аризоны. Затем Alpha прошла почти 14 000 км в условиях опытной эксплуатации в портах Лос-Анджелеса и Лонг-Бича, перевозя грузы из терминалов Toyota до складов в Лос-Анджелесе, Оранже, Риверсайде и Сан-Бернардино.

Чадящий портовый транспорт

Собственно, именно поэтому проект и получил название Portal – «Портальный», «Портовый»… В Калифорнии тяжёлые грузовики обеспечивают треть вредных выбросов в атмосферу (что составляет примерно 7% всех выбросов на планете). Портовый транспорт, работающий на коротких плечах, с частыми разгонами и торможениями, длительным использованием низших передач, чадит сильнее других. По данным управления портов Нью-Йорка и Нью-Джерси, терминальные тягачи выбрасывают 39% окиси углерода, 25% оксидов азота, 12% сажи от общего объёма эмиссии грузового транспорта. При этом в обозримом будущем объём внутрипортовых перевозок и парк заметно вырастут. Компания Toyota озвучила такие цифры: к 2030 году в портах Лос-Анджелеса и Лонг-Бича (а это крупнейший портовый комплекс в США) число грузовиков удвоится до 32 000 единиц. Актуальность мер по охране окружающей среды становится очевидной.

Даже наиболее совершенные из дизелей не в состоянии обеспечить настолько чистый выхлоп, насколько этого требуют природоохранные законы Калифорнии – самые строгие в мире. В то же время, например, исследования, проведённые в 2016 бюро Gladstein Neandross & Associates, показали, что выбросы NO_x у тяжёлых грузовиков, работающих на газе, соответствуют уровню электрических грузовых автомобилей с питанием от аккумуляторов (учитывалась нагрузка на внешнюю среду от всей цепочки, начиная от выработки электроэнергии). Более того, электротранспорт даже превышает сертификационные требования по выбросу оксидов азота в 0,02 г/л.с.·ч, установленные Калифорнийским советом по воздушным ресурсам (CARB).

Бесрецедентная щедрость ради экологии

Американская Toyota предлагает заменить дизели водород-воздушными электрохимическими генераторами (топливными элементами). В опытных грузовиках Alpha и Beta установлены по паре таких генераторов от серийного седана Toyota Mirai. Только вместо 4,5 кг сжатого водорода на борту Alpha запас в 40 кг, а на борту Beta – уже 60 кг в шести баллонах. Этого хватит на 483 км пробега. Генераторы вырабатывают 12кВт·ч электроэнергии, накапливаемой в литий-ионных аккумуляторах Toshiba. Мощность тягового электродвигателя тягача Beta – 670 л.с., максимальный крутящий момент 1799 Н·м. Как и у других электромобилей, максимальная тяга развивается с самого начала, что обеспечивает автопоезду грузоподъёмностью 16 т и полной массой 36 т впечатляющую динамику – до 90 км/ч он разгоняется за 10 с.

Всего в портах США перевозками сегодня занимаются 43 000 грузовиков. Власти штатов озабочены их высокими выбросами в атмосферу и принимают различные программы по ограничению токсичности выхлопа

Project Portal привёл к тому, что Калифорнийский совет по воздушным ресурсам (CARB) в сентябре 2018 года выделил порту Лос-Анджелеса (POLA) субсидию в $41 миллиона на развитие экологически чистой перевалки грузов. Общая же сумма инвестиций на начальной стадии составила $82 568 872 (половина – деньги партнёров).

В лучших традициях Toyota под подобные программы подводится определённая философия. В данном случае она заключена в шести задачах по сокращению воздействия на природу, которые намечено выполнить к 2050 году. Причём далеко не все задачи конкретны. Так, одна из них сформулирована, как «создание общества, живущего в гармонии с природой». Подчас трудно понять логику японцев. Хотя результаты говорят сами за себя. У компании Toyota накоплен более чем 20-летний опыт в области автомобилей на топливных элементах. Она единственная, выпускающая такой автомобиль серийно (седан Mirai). Впрочем, представляя результаты Project Portal, главный конструктор проекта, старший инженер научно-исследовательского центра Toyota Motor North America Такехито Ёку подводил к мысли, что силовые установки на основе электрохимических генераторов в большей степени оправдывают себя на крупногабаритной технике – доставочных фургонах, автобусах, магистральных грузовиках. Кроме того, старший инженер привёл данные исследований KPMG Automotive institute, согласно которым сегодня сместились и приоритеты автомобильных компаний: если раньше упор делался на завоевание развивающихся рынков, то теперь в фокусе интереса именно топливные элементы.

Водородный тренд

Компания Toyota не единственная занимается в США разработками и созданием грузовых автомобилей на топливных элементах. Больших результатов добилась фирма US Hybrid, работающая с заводом Kenworth, а также имеющая соглашение в этой области с китайской Dongfeng. Компания Nikola Motor разрабатывает целую систему, включающую в себя как грузовик 8 класса, так и целую сеть водородных станций. Построено уже два образца и получено более 1000 предзаказов на такие машины. Крупный перевозчик Anheuser-Busch заявил о намерении заказать 800 тягачей Nikola в рамках «озеленения» своего парка. Японская Hino Motors (принадлежащая корпорации Toyota) готовится выпускать водородный грузовик 8 класса для североамериканского рынка на заводе, возводимом в штате Западная Вирджиния. Кроме того, на следующий год известный почтовый сервис UPS запустит опытную эксплуатацию 17 грузовиков-фургонов 6 класса (полной массой 8850 – 11790 кг) на топливных элементах. Предвидя рост потребления водорода, власти Калифорнии обязали не менее 33% газа производить из возобновляемых источников. И в этом Toyota намерена оставаться в лидерах, анонсировав создание в 2020 году в портовой зоне Лонг-Бич станции Tri-Gen по генерации 1200 кг водорода в сутки. Это первая в мире станция такого рода, она будет также генерировать электроэнергию и давать техническую воду. Сырьём для этой станции послужат отходы сельского хозяйства.

Токио. Калифорния. Далее – везде

На пути дальнейшей «декарбонизации» общества компания Toyota передаёт водород-воздушные электрохимические генераторы, баллоны для хранения водорода и другие составные части известному португальскому автобусному заводу Caetanobus SA. Ранее Toyota уже получила в Японии одобрение типа транспортного средства на первый автобус на топливных элементах Sora и рассчитывает во время Олимпийских и Паралимпийских игр 2020 года в Токио выпустить на маршруты 100 таких автобусов. А первый автобус Caetanobus на топливных элементах выйдет на улицы Лиссабона осенью 2019 года.