Первый сертифицированный водородный катер «H2yacht 675»

Одним из очень интересных экспонатов выставки в Гамбурге стал необычный катер, демонстрировавшийся под именем «H2yacht 675». Небольшое открытое суденышко абсолютно классической внешности с традиционным румпельным управлением, выглядевшее визитером вековой давности, имеет, однако, самую современную начинку: в качестве силового механизма на нем используется электродвигатель, а источником питания служат топливные элементы.

Классические обводы этому катеру со сверхсовременной силовой установкой были приданы не случайно: на самом деле корпус «H2yacht 675» построен на знаменитой гамбургской верфи «AMS Marine Yachten», которая вот уже много десятилетий подряд известна строительством не только высококачественных моторных яхт, но и традиционных дизельных рабочих катеров, широко используемых на Эльбе и в гавани Гамбурга. Именно такой катер типа «Tuckerboot 675» и взяла за основу фирма «H2Yacht GmbH» при создании своего электрохода (раннее лодка подобного типа была построена на словацкой верфи, см. «КиЯ» №198). Интересно, что слово «tucker» как раз символизирует характерный для таких лодок постройки «AMS» далеко разносящийся стук их дизельных моторов, т.е. «tuckerboot» - просто «постукивающая лодка». В Германии же так уже называют все открытые лодки с дизельным двигателем.

Для создания электрохода (на его доводку, кстати, ушло почти два года) из корпуса обычного «Tuckerboot 675» была вынута дизельная силовая установка, которую заменили системой электропитания. Ее сердцем является пара расположенных под настилом кокпита топливных элементов «Ballard Nexa», разработанных Баден-Вюртембергским центром исследования водорода и солнечной энергии. Эти элементы относятся к так называемому типу «PEM» (Proton Exchange Membrane). Специалисты считают его самым перспективным для использования на транспорте благодаря сравнительно низкому тепловыделению (так, например, некоторые автомобилестроители полагают, что именно он станет главенствующим в «гибридных» автомобилях ближайшего десятилетия).



Главное достоинство метода получения электрической энергии при помощи топливных элементов - ее «прямая» выработка: отсутствует необходимость преобразовывать в электричество тепловую и/или механическую энергию, возникающую при сжигании, скажем, ископаемого топлива. Как следствие, топливные элементы имеют один из самых высоких КПД среди всех энергетических устройств, созданных человеком - около 60%. В них химическая энергия впрямую преобразуется в электрическую - кислород и водород подаются на электроды и реагируют между собой, образуя воду. В ходе этого процесса положительно заряженные ионы водорода дрейфуют к отрицательному электроду, что приводит к возникновению на электродах разности потенциалов - этот эффект известен уже без малого 170 лет, но лишь технологии сегодняшнего дня (и необходимость позаботиться о сохранении запасов углеводородного топлива) позволили применить его на практике в более или менее заметных масштабах.

Топливная установка «H2yacht 675» работает на кислороде, содержащемся в окружающем воздухе (таким образом, нет необходимости хранить его на борту), а вот водород запасается специально. Он хранится в сжатом виде при давлении 200 бар в специально разработанных для этой лодки композитных баллонах высокого давления, изготовленных из алюминия и углеткани. Длина такого баллона - 92.5 см, диаметр - 13.6 см, при этом толщина его стенки составляет целых 6 мм (из них 5 мм - слои углеткани, а еще 1 мм - наружная алюминиевая гильза). Три таких баллона, уложенных под днищем кокпита, обеспечивают два топливных элемента водородом в количестве, достаточном для двухчасовой выработки электроэнергии. Каждый из элементов способен развивать мощность 1.2 кВт, производя электрический ток напряжением 24 В, который подается на электромотор мощностью 2.2 кВт. В качестве буферных используются обычные аккумуляторные батареи емкостью 180 А·ч.



Любопытна схема охлаждения энергетической установки катера: она трехконтурная (!), при этом все контуры закрытые. Один контур охлаждает двигатель, а второй - топливные элементы, передавая тепло через теплообменник внешнему контуру, который напрямую охлаждается забортной водой при помощи высокоэффективного хитроумного радиатора, расположенного в киле лодки. Подобная изощренная схема позволила обойтись без мощных насосов, прокачивающих забортную воду через радиаторы на малом ходу, сохраняя высокую эффективность охлаждения.

По подсчетам фирмы-создателя, вся энергосиловая установка весит примерно столько же, сколько эквивалентный по мощности дизелек (естественно, вес берется вместе с редуктором и топливом), будучи примерно в три-четыре раза легче альтернативных электрических вариантов на солнечных батареях или традиционных аккумуляторах. К сожалению, «обнимающим деревья» защитникам окружающей среды рано бросать в воздух чепчики. Эксплуатационные расходы для судна подобного типа пока крайне велики - составляют для описанной нами лодки около 2 евро за 1 км, что почти на порядок больше эксплуатационных расходов базового «тукербота». Однако нельзя не сказать, что Германский Ллойд выдал данному суденышку сертификационное свидетельство, и уже нашлась фирма, готовая наладить оперативное снабжение всех возможных покупателей «H2yacht 675» водородом (пока, правда, лишь на территории Германии).

«Использовать сегодня технику завтрашнего дня» - таков девиз фирмы «H2Yacht GmbH».