Будущее (именно так переводится с японского слово «mirai») сквозь перманентный приморский туман выглядело так себе. Низенькое, диспропорциональное, с правым рулем и на узких летних шинах. Но было и очарование в этой приплюснутой ноздреватой машинке, очарование самурайской катаны, в плавных изгибах которой застыли совершенство и смерть. Да-да, совершенство технологий и грядущая их смерть под натиском еще большего совершенства. Начнем с последнего.
Концепция первого поколения Toyota Mirai фактически приговорила себя к харакири. Поначалу вроде все шло мажорно: очень осторожные прогнозы производителя наслаивались на всплеск покупательского интереса, особенно в Японии. Mirai реально стала самым продаваемым водородным автомобилем в истории планеты Земля. Но, как говорят маркетологи, «на эффекте низкой базы» любой результат будет оптимистичным. А потом что-то пошло не по плану: вау-эффект ослаб, продажи стали падать. Посмотрите график продаж в Америке и Европе.
Статистику по Японии с ходу найти не удалось, известно лишь, что там Mirai продается скромнее, чем в США, но «ровнее»: в 2019 году ежемесячно на учет встают 50–60 машин. А общее количество выпущенных экземпляров на декабрь 2019 года оценивается примерно в 9000. Очевидно, что за несколько оставшихся до нового года дней первоначальный тойотовский план по выпуску до 2020 года 30 000 водородных автомобилей выполнен быть не может. За первые три квартала 2019 года Toyota даже уступила Hyundai переходящее знамя лидера водородного рынка: Mirai за этот период разошелся в количестве 2200 экземпляров, а кроссовер Hyundai Nexo нашел 3843 покупателя.
Это еще не провал, но уже основание для оргвыводов. И японцы их сделали. В 2020 году нынешнюю Toyota Mirai сменит совсем другой автомобиль, концептуально отличный. Это будет заднеприводный почти-спорткар, который крупнее, мощнее и с еще более наглой внешностью.
Соответственно, машины первого поколения стремительно уйдут на вторичный рынок, который для водородных машин еще толком и не сформирован. Но кое-что уже продается. С пробегом в 45–50 тыс. км Мирай в Японии можно купить в пересчете на наши деньги примерно за 1,2 млн рублей.
Машина, ради которой стоило приехать во Владивосток, выпущена в 2015 году и накатала по Островам ровно 45 765 км. Причем с единственным частным владельцем, не в такси и не в лизинге. Купили ее на аукционе в Токио (цена на подобные экземпляры крутится вокруг $30 000) по заказу… из России! Одного восклицательного знака тут, конечно, маловато будет. Но это еще не все восклицательные знаки, припасенные нами: заказчик возжелал иметь сразу два подержанных Мирая! Поэтому в Россию их приехала пара, примерно в одинаковом состоянии и с похожим пробегом.
Кто этот ненормальный заказчик, зачем ему две Toyota Mirai в стране, где водородные заправки даже строить не начали? Доподлинно, увы, неизвестно. Ребята, которые привезли машины из Японии, говорят только, что заказчик — из Воронежа. В Москве компетентные люди уточняют: машины купила некая воронежская агрофирма, крупный производитель масел и майонеза. И что на дорогах они не появятся, так как приобретены в исследовательских целях. Стало быть, у нас сегодня «уникальная, эксклюзивная и все такое» возможность погонять на водородомобиле по дальневосточным сопкам. Водорода чуть больше половины бака. Шины летние. Номеров нет. Мечта идиота!
Дром про Toyota Mirai уже писал в самом начале, как только машина появилась в продаже в Японии. Потом в других СМИ в избытке появились обзоры и тест-драйвы из Европы и Америки, их авторы все дивились сумасшедшей цене и непропорционально скромному «количеству автомобиля». Но таковы условия игры в экологическую сознательность: производитель дотирует водородомобили, но дотации не могут составлять 100%. Короче говоря, даже если бы себестоимость Toyota Mirai была на порядок ниже, ее все равно пришлось бы продавать дороже других автомобилей: бедный покупатель не может сработать как фактор престижа торговой марки. А водородомобили — это в чистом виде имиджевая затея, до окупаемости там — как до водородных АЗС в Урюпинске.
Но даже если не путать у себя в голове измерения «качества» и «престижа», Mirai внутри выглядит скромно. Ну Тойота и Тойота, обычно-пластмассовая, поскрипывает.
Но, как и положено Тойоте, выпущенной для внутреннего рынка, — феноменально удобна. Простор как спереди, так и сзади для этого класса (наверное, это D-класс: 4,89 метра в длину при колесной базе 2,78 метра) отменный. И высокий тоннель с подлокотником сзади не воспринимается ограничивающим фактором, все равно любой пятый пассажир на заднем сиденьи современной легковушки — лишний. Тойота просто довела нежелание лицемерить до логического конца.
Хотя, конечно, дело не в лицемерии. Это результат фантастически проведенных компоновочных работ. Если бы японцы брали готовый кузов и натягивали на него водородную энергоустановку с элементами электромобиля, то ничего бы они нормально не скомпоновали. А Toyota Mirai только по подвескам, рулевому управлению и кое-какому электрооборудованию повторяет «второй» Prius. Главная же компоновочная фишка — в отсутствии… днища! Во всяком случае, в привычном нам понимании (гусары, желающие продемонстрировать остроумие на словосочетании «отсутствие дна», могут поупражняться, нам не жалко).
В кузове Mirai размещены (загибайте пальцы): два бака с водородом (давление почти 700 атмосфер, 5 кг общий объем, трехслойная конструкция из металла, стекловолокна и карбона), тяговая металлогидридная АКБ на 245 Вольт (именно такие аккумуляторы лучше работают в мороз и служат дольше литиевых, хотя их удельная емкость ниже), синхронный электромотор на 113 кВт (153 л.с.)… И самое главное: электрохимический генератор (ЭХГ), где сжатый водород «подтягивает» молекулы кислорода из воздуха, в результате чего образуется вода, электричество и тепло.
Электричество идет к электромотору и батарее, теплый воздух направляется на отопление салона (есть и дополнительный электроподогреватель), а вода отводится через специальную трубочку наружу, поэтому время от времени Mirai окутывается облачком пара, отлично заметным на морозном воздухе.
Так вот, про ювелирность компоновки. Где у обычного автомобиля есть хотя бы немного свободного пространства? Правильно, под передними креслами и в багажнике, за спинками задних сидений. Ну, еще немного можно накропать в центральном тоннеле, если там нет кардана или системы выпуска. ЭХГ разместили именно под передними седоками.
В тоннеле проложили высоковольтную проводку (максимально ее таким образом защитив), баки находятся по обе стороны от задней оси, а тяговый аккумулятор — прямо над осью. На первый взгляд, догружать на переднеприводной машине заднюю ось, попутно еще повышая центр тяжести, — не лучшее решение. Но если сместить АКБ в задний свес из колесной базы, то центр масс мы, конечно, немного понизим, да. Но машина неизбежно приобретет склонность к неконтролируемому заносу, а на крутых подъемах не хватит сцепления ведущих колес с дорогой. К тому же уменьшится объем багажника.
Мы попытались посмотреть, как все это скомпоновано. Загнали машину на подъемник на одном из сервисов Drom Assist… Посмотрели, ага.
Снизу все плотненько укрыто пластиковыми панелями. Снимаем один из кожухов — открывается доступ к подрамнику с ЭХГ, но добраться до самих топливных ячеек с наскока не вышло, там работы — на пару часов. Сквозь щелочки только было видно, что металлического днища как такового у машины и впрямь нет, точнее, его конфигурация предельно нестандартна и не прикрывает агрегаты.
В движении Toyota Mirai представляет собой тот характерный случай, когда не надо заранее читать отзывы коллег, прокатившихся на машине до тебя. Потому что не совпадает почти все! Кто-то пишет про жесткость подвески — чушь, она поразительно комфортна. Кто-то упирает на хорошую управляемость и посредственное «чувство автомобиля»: несложно догадаться, что все как раз наоборот. У Мирая все-таки перегружена передняя ось и выловить ее из сноса бывает затруднительно, а вот руль идеально привязан к колесам, никаких рассогласований или недоумения. Тормоза понятные, но без запаса. Разгон вяловатый для электромобиля с постоянным моментом 335 Нм, но его интенсивность не падает с ростом скорости, как у дешевых китайских «электричек».
Высокая скорость… Признаемся, согрешили. Мост на остров Русский — это три соблазнительных километра пустого асфальта, снег подтаял, камеры фотофиксации нам не очень интересны. Mirai безупречен там, где асфальт сух и прям, но любая лужица на высокой скорости стремится скорректировать траекторию, и дело тут не только в шинах. Это опять сказывается блуждание масс по осям.
Но самое интересное в этой машине — мультики. Дисплей на «торпеде» показывает режимы работы энергетической установки, которые в целом похожи на таковые у бензоэлектрических гибридов последовательного типа. Разница в том, что у гибридомобилей с ДВС генератор вряд ли вытянет электромотор без буферной батареи, а тут ЭХГ по возможностям идеально соответствует параметрам мотора. И АКБ нужна только для экономии водорода, в нее запасается энергия от рекуперации и холостой работы топливных ячеек (в пробках, на стоянке и т. д.).
Настройка перехода от колесного к рекуперативному торможениям (и обратно) безупречна, нет никаких тычков и даже подвываний от изменения нагрузки на электромашину. И вообще Мирай тих, шелестят только электрогенератор и шины. Шины громче. А вот пластик постанывает, да, видать, крепления панелей ослабли.
В электротрансмиссии имеется режим Bs, это максимальный уровень рекуперации, при котором ездить, конечно, не очень комфортно (машина дергается при торможении, а замедление становится малопрогнозируемым), но он спасает на длительных спусках, разгружая основные тормоза. И конечно, позволяет сэкономить энергию и дотянуть до заправки на последних каплях топлива.
Что для нас могло быть актуальным: ближайшая заправка для Мирая находится в Японии! Но мы не транжирили водород, не усердствовали на спуртах и… И все равно получили не очень утешительный расход, примерно полтора килограмма топлива на 100 км. Это где-то 320–330 километров пробега на одной заправке. Что, в общем, и неплохо, но меньше заявленных пятисот. Цена на газ тоже пока стремная: в Японии водород на заправках продают по 1100 иен (627 руб.) за килограмм. Но сам процесс заправки аналогичен таковому у ДВС: пять минут — и гуляй.
В этом месте драматургия повествования требует вставить нечто обобщающе-глубокомысленное — типа рассуждения о будущем водородной энергетики. Но воздержимся, упростившись до обывательского вопроса. Вот, допустим, завтра в России добрый волшебник построит миллион водородных заправок, а цена на водород будет сопоставима с бензином. И?
И мы будем покупать подержанные машины из Японии и Европы, потому что новые все равно останутся очень дорогими. Но если вложить хотя бы десятую часть тех средств, что мировая индустрия вкладывает в гиперразвитие электромобилей, топливные ячейки можно довести до очень приемлемой стоимости буквально за пять-шесть лет. Сохранив их базовые преимущества: скорость заправки, высокий КПД, малый вес и простоту утилизации. Когда мы начнем задыхаться не от углекислого газа, а от нависающих гор отработавших литий-ионных аккумуляторов, мы вспомним о том, что была альтернатива. Но в очередной раз окажется поздно.
Черт, не удалось закончить без пафоса.
О водородной энергетике и ее перспективах на транспорте информации — море. Но вычленить самую актуальную и спроецировать ее на российские реалии оказалось непросто. И мы обратились к одному из самых авторитетных в России людей в этой области, руководителю центра компетенций ИПХФ РАН Юрию Добровольскому. Тем паче что есть еще один повод: совсем недавно Юрий Анатольевич с коллегами представили свой проект водородного автомобиля, который СМИ поторопились назвать «первым российским».
— Вы с партнерами недавно показали водородомобиль, собранный на базе Lada ElLada первого поколения. Что это за машина и кто над ней работал?
— Это результат кооперации фирм «Электротранспортные технологии», «Инэнерджи» и ИПХФ (Института проблем химической физики) РАН. Все входят в состав Центра компетенций, которым я руковожу.
Мы хотели продемонстрировать возможности дозаправки электромобиля. То есть машина может работать как обычный электромобиль в городских условиях (без траты водорода), а в случае необходимости (выезд на дальние расстояния) — вдвое удлинить пробег или воспользоваться этой установкой для дополнительной генерации энергии для бытовых нужд. Водородный ЭХГ (электрохимический генератор) — не основная силовая установка, как в Toyota Mirai, а удлинитель пробега (вспомогательная силовая установка). Как у Renault Kangoo, только на водороде.
— Ваш ЭХГ — серийный агрегат или сделанный в единственном экземпляре? На сайте «Инэнерджи» не находится подходящего устройства…
— В России нет серийного агрегата. Это опытный образец. Их сейчас всего два — один для авто на 15 кВт, второй для самолета на 35 кВт. Именно поэтому на сайте «Инэнерджи» их и нет. Разработка — Центр компетенций НТИ «Новые и мобильные источники энергии» в лице ИПХФ РАН и «Инэнерджи».
— Как вы оцениваете технический уровень вашей установки в сравнении с тем, чего достигли Toyota и Hyundai? Сколько она весит?
— Массогабаритные параметры у всех близки. А у Nissan и GM они даже получше, чем у Toyota и Hyundai. Nissan сейчас вообще самая продвинутая фирма по автомобильному водороду, но на рынок она пока решила не выходить.
— Насколько удачным вышел ваш опыт с водородомобилем?
— В общем удачен, но есть проблемы с электроникой. Доделываем.
— Как планируете его развивать? Есть ли планы по коммерциализации?
— Нет, это демонстратор технологий. А в изделии необходима переделка компоновки и инженерных коммуникаций. Это надо делать с автопроизводителями. Первые переговоры начались.
— С кем?
— Увы, коммерческий секрет. Это три разные фирмы.
— Вы, конечно, изучали решения Toyota, Honda и Hyundai. Насколько им в серийных водородомобилях удалось решить проблему обмерзания ЭХГ? Какие отрицательные температуры для них являются критичными? Как с этим обстоит дело в вашей установке?
— Нет такой проблемы. Это просто вопрос применения правильных инженерных решений для организации теплообмена. Я не заметил обмерзания при поездках на Тойоте в Германии зимой. Нет этого и у нас, а мы запускали ЭХГ при –34 градусах. Есть проблема «холодного старта».
Поскольку на каждый киловатт электрической мощности в топливном элементе вырабатывается более 0,5 кВт тепловой мощности, то еще и машина прекрасно обогревается, если конструктивно предусмотреть отвод тепла в салон.
— А в чем проблема холодного старта? Ее я как раз и не заметил, поездив на Тойоте. Правда, было всего минус 2 градуса...
— Проблемы начинаются при минус десяти. Обычно полимерная протонообменная мембрана при такой температуре теряет проводимость. У каждой фирмы здесь свои решения.
— Предварительный прогрев мембраны?
— Нет, мы просто обрабатываем мембрану или часть водорода превращаем на катализаторе в тепло. Как решили остальные — не интересовался. Но это точно не основная для них проблема.
— Сколько ЭХГ нужно времени, чтобы выйти на рабочие параметры?
— Секунды при обычных условиях, единицы минут при низкой температуре.
— Вариант хранения водорода на борту автомобиля под давлением кажется вам оптимальным? Как полагаете, к криогенному и металлогидридному вариантам уже возврата не будет?
— Пока да. Криогенный — дорогой и опасный при длительном хранении, металлогидридный — тяжелый.
— Давление получается высоким. В ваших баллонах есть предохранительные клапаны? Происходит ли естественная утечка водорода? Например, при нагревании на солнце.
— Страховочные клапаны у всех есть. Нет проблем нагрева на солнце, баллоны на 700 атмосфер опрессовываются при 1000 атмосферах, как и положено при использовании любых баллонов высокого давления. Они у нас годами на улице на солнце стоят.
— Видите ли вы перспективы у метода риформинга водорода на борту автомобиля (например, из метанола)?
— Если говорить о «зеленом» транспорте, то — нет. Если вообще для электромобиля — пока у этого решения плохие массогабариты и дороговат конвертор. Точнее, даже не сам конвертор, а блок очистки.
— Есть ли перспективы установки водородных заправок в Москве? Это хотя бы обсуждается?
— Сейчас одна заправка стоит в Черноголовке, у нас. Ведем разговор об установке в нескольких городах, в том числе и в Москве.
— Заправка в Черноголовке общедоступна?
— Заправка не общедоступна, да и не очень понятно, зачем она сейчас нужна в общедоступной форме. Она перевозная, в контейнере. Можем доставить в любое место. Давление 350 и 700 атмосфер, рассчитана на 14 кг водорода в день.
— Кто-то уже обращался с просьбой о заправке?
— Нет, некому. Кроме нас водородными автомобилями пока никто не занимается. А мелкие баллоны мы и так всем заправляем.
— Вы говорите «кроме нас, никто». НАМИ закрыл свою программу?
— Нет, но это пока инженерные проработки, а не физический объект.
— А «физический объект», то есть реально работающий автомобиль на водороде, в России сейчас только один, и он ваш?
— Похоже, да. Некоторые обещают ввезти несколько Тойот. Но это пока слухи.
— С кем конкретно вы ведете переговоры об установке водородных заправок?
— Сейчас через НТИ мы разрабатываем проект водородной трассы Москва — Казань. Недавно обсуждали и этот вопрос в Минэнерго.
— НТИ — имеется в виду «Автонет»?
— «Энерджинет», «Автонет», «Сквозные технологии», Минэнерго, Газпром.
— И каковы перспективы? Какие станции хотите ставить, в каком количестве, кто оплатит?
— Сами станции планируем устанавливать за счет государства, для начала эксплуатации (в пяти городах по трассе), параллельно начинается разработка заправок водорода из природного газа. Муниципалитеты и частные перевозчики закупают городской транспорт, начинается разработка российского городского водородного транспорта. Общая ориентировочная стоимость проекта под 10 млрд рублей, надеемся, что это будет 50/50 — государство и бизнес.
— То есть это комплексный проект для перевозчиков, отдельно заправки для частных лиц ставить не планируете?
— Они под все. Будут стоять в параллель с газовыми заправками в общем пользовании. Пока транспорта мало — этого хватит.
— Планируется производить водород из метана прямо на месте, на АЗС?
— Да, расчеты показывают, что при этом стоимость водорода становится близкой к цене самого природного газа, но сначала (чтоб запустить эксплуатацию) поставим обычные покупные водородные заправки.
— Покупные = импортные?
— Да, российских пока нет. Параллельно будем делать российские на новых принципах.
— В каком состоянии сейчас этот проект? Есть ли потенциальные инвесторы? Есть ли решения со стороны министерств? Есть ли решения о выделении денег от государства?
— Задача первого этапа — показать преимущества водородного электротранспорта. И выяснить особенности его функционирования в российских условиях. Пытаемся решить задачу курицы и яйца.
Сейчас ведутся переговоры, считается экономика, потенциальные инвесторы есть. Деньги так быстро государством не выделяются. Надеемся на старт в третьем квартале следующего года. Эксплуатацию начнем во втором квартале 2021 года. Сама программа рассчитана на шесть лет.
— Почему выбран проект межгородского маршрута, а не покрытия внутри одного города, той же Москвы? Междугородные перевозки быстрее окупаются? Вообще об окупаемости идет речь?
— На этой стадии — нет. Для окупаемости необходимо не менее 1000 автомобилей. А это в лучшем случае 2023–2024 годы.
— На какой конкретно транспорт рассчитан проект? Уже существуют серийные водородные автобусы? Или вы планируете оснащать электробусы своим удлинителем хода?
— До 2022 года все будет импортное, серийное. Скорее всего китайское. За это время хотим успеть сделать что-то свое. Хотя бы опытными партиями. Цель — приучить потребителя и муниципалитеты и выяснить особенности российской эксплуатации.
— Правильно ли я понимаю, что лично вы не испытываете большого энтузиазма по поводу перспектив появления отечественных водородомобилей и делаете ставку на общественный транспорт?
— Нет, неправильно. Но они точно не появятся, пока не будет сети водородных заправок. Собственно, проект про то, как создать сеть заправок и для городского, и для личного транспорта.
— Технологии хранения водорода (сжатый газ) и заправочные интерфейсы у всех серийных водородных машин сейчас унифицированы? Водородные заправки могут работать как с автобусами, так и с автомобилями?
— Да. Поэтому мы и закупили стандартные немецкие, чтоб подробнее изучить их особенности и на практике понять требования.
— Вы сравнивали себестоимость водорода, выделенного из газа на АЗС, с привозным?
— В пять раз дешевле! Но это не «зеленый» (полученный без дополнительного выброса углекислого газа) водород. Для «зеленого» водорода нужны более сложные решения, они есть и стоят в качестве подпроектов внутри базового проекта.