По  мнению автора, одним из важнейших  направлений развития внедрения  альтернативных моторных топлив для решения социальных проблем населения, энергетики и транспорта является внедрение технологий сжиженного природного газа (СПГ), которые могут рассматриваться как промежуточный этап перехода к водородным технологиям и водородной экономике. Использование сжиженного природного газа подготовит переход к замене его водородом. Ведь для создания инфраструктуры производства, хранения и заправки СПГ, а затем и жидкого водорода, можно будет использовать подобное криогенное оборудование.

  Учитывая вышесказанное, можно предположить, что внедрение альтернативных моторных топлив в Российской Федерации будет имеет следующие этапы:

  1 этап (2007-2040 годы): Создание инфраструктуры  производства и переход на  применение сжиженного природного  газа (СПГ).

  2 этап (2035-2050 годы): Создание инфраструктуры  производства, хранения и переход  на применение сжиженного водорода.

  Другими словами, в ближайшее время в  стране необходимо создать криогенную инфраструктуру и поэтапно переводить автотранспорт на СПГ, а в перспективе - на жидкий водород.

  Одной из главных проблем перевода транспорта на СПГ и жидкий водород является отсутствие инфраструктуры автомобильных  заправочных станций (АЗС), где в  бак автомобиля можно было бы залить криогенное моторное топливо. Без достаточного количества АЗС, внедрение новой техники становится невозможным.

  Учитывая, что на первоначальном этапе более  перспективным моторным топливом является сжиженный природный газ, технологические  решения по созданию криогенных заправочных  станций СПГ должны быть таковы, чтобы эти станции можно было при необходимости быстро и без лишний капитальных затрат модернизировать в криогенные заправочные станции жидкого водорода. По мнению автора, такие заправочные станции могут быть созданы только на основе установок с применением поршневых криогенных машин Стирлинга (КГМ). КГМ Стирлинга относятся к ожижителям, действие которых основано только на внешнем охлаждении. Процесс ожижения газа идет при атмосферном давлении, без его предварительного сжатия. Это позволяет делать установки по сжижению и хранению жидкого природного газа и водорода на основе КГМ Стирлинга компактными и простыми в обслуживании.

  Использование криогенных машин Стирлинга позволяет  разработать принципиально новую  Концепцию создания инфраструктуры заправочных станций криогенных моторных топлив для автомобильного транспорта РФ. Предлагаемая инфраструктура для городских условий основана на разумном сочетании небольшого количества крупных муниципальных заправочных комплексов и многочисленных малогабаритных заправочных станций, расположенными непосредственно в гаражах автохозяйств, которые в своей совокупности формируют широкую сеть обеспечения криогенными топливами потребителей. При этом основная нагрузка по обеспечению автотранспорта криогенным топливом должна ложиться именно на гаражные заправочные станции, а городские заправочные комплексы будут предназначаться только для дозаправки промышленного и общественного транспорта при ее эксплуатации в черте города и при междугородних перевозках. Специфика подхода к созданию такой инфраструктуры определяется особенностями криогенных топлив: их высокой испаряемости, значительными потерями при транспортировке и заправке баков автотранспортных средств.

  В настоящее время создан необходимый  научно-технический и патентный задел, включающий в себя методологические основы расчета и технико-экономического обоснования криогенных гаражных заправочных станций, а также принципиальные схемы и технические решения, защищенные патентами РФ, что обеспечивает создание криогенной инфраструктуры СПГ и жидкого водорода в кратчайшие сроки.

  Гаражные  заправочные станции СПГ и  жидкого водорода будут создаваться  на базе унифицированных технологических  блоков. Основными элементами, обеспечивающими  работоспособность и безопасность станций, являются: криогенные машины Стирлинга, серийно выпускаемые отечественной промышленностью и выполненные с электродвигателями во взрывобезопасном исполнении; сертифицированные газораспределительные шкафы; низкотемпературные емкости для хранения криогенных топлив; малогабаритная электроприводная взрывозащищенная дистанционно управляемая арматура; стандартные контейнерные конструкции.

  При переводе автотранспорта на сжиженный  природный газ и жидкий водород  особое внимание должно быть уделено  сокращению потерь жидкого продукта на всех этапах обращения с ним. В настоящее время при разработке ожижительных установок идет борьба за каждый процент повышения коэффициента ожижения. Вместе с тем при работе с криогенными жидкостями потери достигают десятков процентов. Показано, что полезное использование жидкого кислорода и азота в ракетно-космической технике не превышает 50%. Применение гаражных заправочных станций на основе КГМ Стирлинга позволяет полностью решить проблемы потерь криогенных топлив, что позволит значительно снизить их стоимость.

  В начале 2006 года планировалось введение в опытно-промышленную эксплуатацию КриоАЗС на основе КГМ Стирлинга  для заправки автотранспорта сжиженным  природным газом на 41 автокомбинате  г. Москвы. Данная КриоАЗС должна быть прототипом будущих гаражных заправочных станций жидкого водорода. 

  Новые отечественные технологии в производстве водорода.

  До 1990 года в нашей стране для реализации программ создания ракетно-космических  комплексов Н-1 и «Энергия-Буран» и  авиационного комплекса ТУ-155 были проведены серьезные научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы по внедрению жидкого водорода. В результате этих работ было создано современное оборудование для криогенных систем топливообеспечения: эффективные ожижители водорода с энергозатратами около  22 кВт• ч/кг H², автомобильные цистерны объемом до 45 м³ с суточными потерями от 1.2 до 0.8%, железнодорожные цистерны объемом до 100 м³ с суточными потерями около 0.5%, хранилища жидкого водорода объемом от 5 до 1400 м³ с суточными потерями 2.2-0.13% объема хранимого водорода, криогенные трубопроводы диаметром до 400 мм и длиной до 1 км, дистанционно управляемая арматура, высокоэффективные теплообменные аппараты, машинное оборудование (компрессоры, вакуумные насосы, эжекторная аппаратура и др.), контрольно-измерительные приборы и средства обеспечения безопасности. Эта техника может быть использована для централизованного производства и доставки к гаражным КриоАЗС жидкого водорода. Однако данные системы получения водорода основываются на процессе электролиза воды, основным недостатком которого является энергоемкость процесса получения водорода разложением воды. Как правило, на это нужно затратить большее количество энергии, чем то, которое может быть получено при сжигании произведенного водорода.

  На  сегодняшний день самым дешевым  способом производства водорода является расщепление природного газа на Н  и СО при помощи пара и катализаторов. Однако при этом непроизводительные потери энергии составляют около 15%. В результате, по словам куратора проводимой Министерством энергетики США исследовательской программы в области водородного топлива Пита Девлина, производство водорода, по количеству энергии эквивалентного литру бензина, обходится в $5.

  Очевидно, что для широкого потребления  водорода в качестве топлива необходимо разрабатывать новые способы его получения, основанного на использовании дешевых источников энергии. Автором разработана и предлагается новая технология получения водорода, основывающаяся на его получении из местных биоресурсов. Отличительной чертой этой технологии является то, что на производство водорода не затрачивается электроэнергия извне, эта энергия генерируется в процессе выполнения самой технологии. Сырьем для получения водорода являются торф, древесина, отходы сельского хозяйства.

  Водородный самолёт: 23 часа без посадки.

  Как сообщает пресс-служба лаборатории  военно-морских исследований США, экспериментальный  аппарат Ion Tiger, оснащённый электродвигателем  и водородным топливным элементом, совершил полёт продолжительностью 23 часа без посадки или подзарядки элементов.

  Использованный  в самолёте топливный элемент  обеспечивал электрическую мощность 550 Вт за счёт реакции взаимодействия водорода и кислорода; при этом выделялась лишь вода. Использование электродвигателя позволяет обеспечить малую заметность самолёта (включая акустическую).

  Энергетическая  эффективность системы в 4 раза выше, чем у аналогичного по массе двигателя  внутреннего сгорания и в 7 раз  выше, чем у системы с аккумуляторной батарей той же массы.

  Масса самолёта Ion Tiger - менее 17 кг; полезная нагрузка - свыше 2 кг. Как сообщает пресс-служба лаборатории военно-морских исследований США, экспериментальный аппарат Ion Tiger, оснащённый электродвигателем и  водородным топливным элементом, совершил полёт продолжительностью 23 часа без посадки или подзарядки элементов.

  Первый  водородный автомобиль для массового  потребления.

  Британская  инновационная компания представила  завершенную модель городского автомобиля, использующего в качестве топлива водород, преобразуемый в электроэнергию с помощью небольшого топливного элемента, сообщает New Scientist.

  Детали  конструкции автомобиля будут опубликованы и доступны всем заинтересованным в  доводке машины по собственному усмотрению.

  Создатели прототипа Riversimple Urban Car (RUC), представленного  во вторник в ходе официальных  мероприятий в Лондоне, уверены, что их подход к разработке позволит гораздо быстрее вывести на рынок  автомобили, работающие на водородном топливе по сравнению с разработками, которые ведут ведущие мировые автомобильные концерны. 

  

  Так, автомобиль Honda FCX Clarity, будет доступен рядовым покупателям не раньше 2018 года, тогда как разработчики Riversimple Urban Car (RUC) намерены вывести его на массовый рынок уже к 2013 году.

  Энергетические  и экологические выгоды от использования  водорода в качестве топлива очевидны всем - в ходе реакции окисления  водорода в топливных ячейках вырабатывается гораздо больше энергии в пересчете на ту же массу любого из видов углеводородного топлива, а единственным продуктом этой реакции являются пары воды. Тем не менее, создание коммерчески доступных автомобилей на топливных элементах упирается в ряд пока не преодолимых трудностей.

  Если  не учитывать практически полное отсутствие инфраструктуры заправочных  станций на сегодняшний день, то основными проблемами отрасли является дороговизна платины, используемой в качестве катализатора в топливных элементов, недостаточная мощность топливных элементов для работы в современных моделях автомобилей, а так же отсутствие технологий хранения водорода в достаточных количествах.

  По  убеждению Хьюго Спауэрса (Hugo Spowers), основателя компании, несмотря на то, что эти проблемы являются вполне реальными, их можно преодолеть, отказавшись от подгонки топливных элементов под нужды современных моделей автомашин.

  "Эти  проблемы в существенно меньшей  степени касаются легких и  экономичных автомобилей", - сказал Спауэрс New Scientist.

  Модель RUC по размерам не превышает модели автомобиля Smart, а весит всего 350 кг. Авто использует для работы относительно дешевую топливную батарею мощностью  всего 6 кВт. Для сравнения прототипы  водородных автомобилей Honda полагаются на топливный элемент мощностью 100 кВт.

  Одного  килограмма водорода такой машине достаточно для преодоления дистанции в 300 км, а разгон до скорости 48 км/ч авто совершает всего за 5,5 секунды. Максимальная скорость авто - чуть более 80 км/ч.

  Таких показателей авторам разработки удалось добиться благодаря использованию четырех раздельных электромоторов, разработанных в Оксфордском университете, вращающих каждое колесо по отдельности. Это позволяет экономить на торможении до половины всей энергии, затрачиваемой на разгон. Вместо аккумуляторов автомобиль приводится в движение массивом так называемых ионисторов, или супер-конденсаторов, отличающихся от обычных конденсаторов большим объемом запасаемой энергии и большой скоростью её отдачи.

  Сам же топливный элемент работает постоянно в неизменном режиме, в основном подпитывая разряжающиеся в ходе разгона ионисторы и лишь четверть вырабатываемой им электроэнергии идет непосредственно на работу электромоторов.

  Основатели  компании в отличие от автогигантов не будут продавать автомобили, а будут сдавать их в аренду. За 330 долларов в месяц автовладельцы получат неограниченный доступ к заправочным станциям. Такое решение стало возможным благодаря кооперации с компанией BOC - мировым производителем газов для промышленных нужд.

  Спауэрс надеется сдать в аренду первые образцы RUC в 2011 году в одном из небольших  британских городков. 

  Газель  с ДВС, работающем на бензоводороде.

  В 2006 году Национальной ассоциацией водородной энергетики (Россия) на Международном  форуме по проблеме развития водородных технологий для производства энергии, проведенном в Москве 6-10 февраля 2006 года, был представлен автомобиль ГАЗЕЛЬ с двигателем внутреннего сгорания, работающий на бензоводородных топливных композициях. На холостом ходу и малых нагрузках, свойственных движению автомобиля в городских условиях, работа ДВС осуществляется на водороде, по мере увеличения нагрузки осуществляется подача бензина. При этом подача водорода уменьшается. На режиме максимальной мощности ДВС работает только на бензине. Такая организация подачи топлива, позволяет максимально реализовать преимущества водорода и бензина. Автомобиль разработан при участии организаций-членов НАВЭ (МЭИ(ТУ), ЗАО Автокомбинат 41 (Москва), ООО "Аудит-Премьер).

  

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Автомобиль  ЗИЛ-5301 с экологически чистой комбинированной водородной установкой.

  C  8  по 10 июня 2007 года в Санкт-Петербурге проводилcя  XI Петербургский международный экономический форум. Мероприятие проводилось при поддержке и участии Президента Российской Федерации Владимира Путина. Национальная ассоциация водородной энергетики НП НАВЭ представила на выставке Инновационных достижений России, приуроченной к проведению форума новую разработку, выполненную совместно с Московским энергетическим институтом (МЭИ ТУ), ООО Автокомбинат №41 (г. Москва) и ФГУП АВЭКС (www.1tv.ru) .