BMW готовится добавить версию пятого поколения X5 на водородных топливных элементах, делая ставку на технологию, которой пока не удалось добиться широкого распространения среди легковых автомобилей. Компания заявила, что водородная модель iX5 появится в 2028 году, не уточнив, в каких странах она будет доступна.
BMW предложит новое поколение X5 с пятью силовыми установками, включая бензиновые и дизельные гибридные двигатели, подключаемую гибридную версию, полностью электрическую версию, а также водородную модификацию. Водородная модель была представлена во время запуска автомобиля в белом цвете с синими линиями, указывающими на отличие её силовой установки от остальных версий автомобиля.
Ставка выходит за рамки автомобилей
Водородные автомобили сталкиваются с очевидной проблемой по сравнению с электромобилями, работающими от аккумуляторов. Сети быстрой зарядки электромобилей расширяются, а цепочки поставок аккумуляторов стали более зрелыми, тогда как водородных заправочных станций по-прежнему мало, и они сосредоточены на ограниченном числе рынков.
В США все 47 общественных станций находятся в Калифорнии, согласно данным Министерства энергетики США. Во всём мире в прошлом году более 80% водородных станций находились всего в пяти странах: Китае, Японии, Южной Корее, Франции и Германии. Этот дефицит отчасти объясняет трудности, с которыми столкнулись такие автомобили, как Toyota Mirai, Honda CR-V e:FCEV и Hyundai Nexo, в достижении значительных объёмов продаж.
Однако BMW рассматривает водород не только как автомобильное топливо. Филипп Кон, руководитель автомобильного направления BMW Group, заявил, что развитие водородной экономики одновременно с возобновляемыми источниками энергии может открыть путь к расширению необходимой инфраструктуры для заправки. Он добавил, что водород способен хранить огромные объёмы энергии.
Идея заключается в использовании избыточного электричества, вырабатываемого ветровой и солнечной энергетикой, для питания электролизёров и производства водорода, который затем хранится в резервуарах и позднее используется для выработки электроэнергии или приведения в движение автомобилей, грузовиков и промышленного оборудования, например вилочных погрузчиков.
Как работает водородная силовая установка iX5?
Автомобиль будет оснащён семью баллонами, в которых в общей сложности можно хранить семь килограммов, или 15,4 фунта, водорода. Топливные элементы объединяют хранящийся водород с кислородом, поступающим из окружающего воздуха, посредством электрохимического процесса, вырабатывая электричество для питания двигателей.
BMW разработала силовую установку на топливных элементах совместно с Toyota, которая раньше начала использовать эту технологию в автомобиле Mirai. BMW заявляет, что запас хода iX5 достигнет 750 километров по стандарту WLTP, что примерно соответствует 400 милям по стандарту EPA, а заправить её водородный бак можно менее чем за пять минут — примерно столько же времени занимает заправка автомобиля обычным топливом.
По данным BMW, iX5 станет первым легковым автомобилем с водородной силовой установкой и полным приводом. Hyundai Nexo и Honda CR-V e:FCEV имеют передний привод, тогда как Toyota Mirai передаёт мощность только на задние колёса.
Преимущества хранения и ограничения эффективности
Исследования показывают, что водород может дополнять хранение энергии в аккумуляторах, а не напрямую конкурировать с ним. Аккумуляторные системы обычно подходят для быстрых циклов зарядки и разрядки, которые помогают сглаживать колебания в сети, но они не могут оставаться полностью заряженными в течение длительных периодов без постепенной потери части энергии.
В свою очередь, водород можно хранить месяцами благодаря очень низкой скорости саморазряда. Это важное преимущество, когда необходимо сохранять энергию в течение длительных периодов, особенно с ростом производства электроэнергии из переменных возобновляемых источников, таких как ветер и солнце.
Однако это преимущество достигается за счёт эффективности. Согласно исследованиям, эффективность полного цикла водорода — то есть количество электроэнергии, которое можно вернуть после преобразования её в водород и последующего обратного преобразования в электричество, — составляет от 35% до 55%. В системах аккумуляторного хранения этот показатель достигает 80% или 90%, кроме того, они пользуются более устойчивой цепочкой поставок.
Кроме того, около 95% водорода, производимого сейчас в США, получают из ископаемого топлива, согласно данным Министерства энергетики США, что ослабляет экологические аргументы в его пользу. Такие источники, как солнце и ветер, могут поддержать производство так называемого зелёного водорода, который получают с использованием более чистых источников.
Достаточно ли инфраструктуры, чтобы изменить ситуацию?
Цены на автомобили с водородными топливными элементами по-прежнему значительно выше, а BMW не объявила стоимость iX5. Кроме того, проблема доступности заправок не решена, что ограничивает привлекательность этих автомобилей даже несмотря на высокую скорость заправки их баков.
BMW рассчитывает, что распространение водорода в сфере хранения энергии в конечном итоге приведёт к расширению сети заправочных станций. Одновременно развиваются и технологии аккумуляторного хранения: более дешёвые и долговечные аккумуляторы на основе литий-железо-фосфата постепенно заменяют более дорогие никель-марганец-кобальтовые элементы, а натрий-ионные элементы становятся ещё одним вариантом.
BMW заявляет, что iX5 будет похожа на свою электрическую сестру в остальных аспектах, включая компьютер «Heart of Joy», отвечающий за плавность прохождения поворотов и торможения, а также высоковольтную аккумуляторную архитектуру шестого поколения.
Опыт BMW в области водорода не ограничивается легковыми автомобилями: компания уже более десяти лет использует сотни водородных вилочных погрузчиков и поездов общественного транспорта на своём заводе в городе Спартанберг. Hyundai Motor Group также использует грузовики Xcient восьмого класса на топливных элементах на своём заводе в штате Джорджия для перевозки грузов на короткие расстояния.
Целесообразность ставки BMW по-прежнему зависит от развития водородной экономики за пределами автомобильного сектора. В прошлом году Toyota продала в США всего 210 автомобилей Mirai, а Honda представила автомобиль CR-V e:FCEV в Калифорнии в течение 2024 года. Hyundai работает над выводом нового поколения Nexo на зарубежные рынки, при этом его доступность в США в настоящее время остаётся неподтверждённой. Поэтому будущее водорода в сфере хранения энергии может определить, найдёт ли iX5 подходящую среду для роста или останется дорогим экспериментом с ограниченным распространением.