Экологически чистый автомобиль «Лада Антэл» создавался при активном участии Уральского электрохимического комбината, которому в этом году исполнилось 55 лет. О том, как развивался этот проект, рассказывает один из ведущих специалистов Уральского электрохимического комбината Евгений Александрович Шадрин.

Технологии изготовления и опыт разработки высокодисперсных материалов и мелкопористых сред, являющихся основой диффузионного метода разделения изотопов, были использованы специалистами комбината для создания топливных элементов (ТЭ), где пористые структуры и дисперсные материалы определяют эффективность известного многие десятилетия процесса электрохимического сжигания, например, водорода с вы-соким выходом энергии реакции в виде электрической. Именно этот опыт в сочетании с удачными конструкторскими решениями, реализованными совместно с Уральским электромеханическим заводом, позволил в короткие сроки (менее 2-х лет) изготовить действующие образцы водородно-кислородных ТЭ.

В порядке инициативы комбинат выступил с предложением использовать эти раз-работки для создания источника энергии отечественного лунного орбитального корабля. В 1972 г при последнем пуске ракеты Н1 на её борту работала энергоустановка, созданная двумя названными предприятиями совместно с ракетно-космической корпорацией «Энергия» им. С.П.Королёва. Для её изготовления на УЭХК было организовано мелко-серийное производство. К сожалению, отечественная лунная программа была прекращена (впрочем, как и американская, выполнившая свои политические цели).

С началом разработок многоразовой транспортной космической системы «Энер-гия – Буран», работы по источнику энергии на водородно–кислородных ТЭ на комбинате были возобновлены уже по инициативе РКК «Энергия». Для этой программы был соз-дан совершенно новый бортовой модульный источник электроэнергии мощностью 10 кВт (при рабочем напряжении 30 В) и построена современная, даже по сегодняшним временам, производственно – испытательная база. В 1992 году и эта программа была за-крыта из-за отсутствия финансирования. Всего комбинатом было изготовлено 120 электрохимических генераторов «ФОТОН». В этом же 1992 году, по инициативе Европейского космического агентства в его технологическом центре в голландском городе Нор-двейке, были проведены 10-и суточные непрерывные испытания ЭХГ «ФОТОН», результаты которых далеко превзошли ожидания специалистов ЕКА.

В 1999 году, советник вице-президента по техническому развитию ОАО «Авто-ВАЗ» Георгий Константинович Мирзоев предложил УЭХК и РКК «Энергия» на основе ЭХГ «ФОТОН» создать энергоустановку для экспериментального автомобиля и получил согласие руководства предприятий выполнить эту работу за «условную» цену, ничего общего не имеющую ни с реальными затратами ни с вовлекаемыми в работу материальными ценностями. Мощность генератора была поднята до 20 кВт, напряжение до 120 В, сам генератор, составные части энергоустановки и система управления с вновь разрабо-танным математическим обеспечением были адаптированы под автомобиль. Уже в августе 2001 года «Лада Антэл» был представлен широкой публике на Московском между-народном автосалоне, а на подмосковном автополигоне в Дмитрове проведён тест-драйв.

Первый образец «Лада Антэл» показал, что применение электрохимического ге-нератора в автомобиле – это реальность, и любой сверхсовременный аккумулятор, как силовой источник электроэнергии на борту автомобиля, навсегда проиграл ТЭ. Тем не менее, до автомобиля оставалось ещё очень далеко. Во-первых, практически весь багажник и подкапотное пространство «Антэл-1» заняты баллонами и системой управления. Во-вторых, кислород в бортовых баллонах должен быть заменён на кислород атмо-сферного воздуха. В-третьих, необходимо существенно поднять рабочее напряжение системы.

Эти шаги были сделаны при разработке автомобиля «Лада Антэл-2». Удалось пе-рейти на использование воздуха, подаваемого в батарею топливных элементов специальным компрессором через систему очистки от оксидов углерода и механических частиц, при минимальных затратах энергии на эти цели, поднять рабочее напряжение до 240В, разместить энергоустановку в автомобиле «Лада 111», не перегружая машину по массе. Одновременно была разработана и изготовлена система управления на современной эле-ментной базе и более энергоёмкая баллонная система хранения и подачи водорода. «Антэл-2» — это плод почти трёхлетней работы ОАО «АвтоВАЗа», Уральского электрохимического комбината, РКК «Энергия» им. С.П.Королева, Уральского электромеханического завода, НПО «Автоматика»

Самой главной и открытой проблемой автомобиля на ТЭ остаётся стоимость ис-точника энергии — при форсированной мощности 25 кВт электрохимический генератор «ФОТОН» стоит более 300 000 долларов (12000$/кВт). Необходимы новые конструктивные решения, новые материалы, технологии массового производства. Это объёмная, очень тяжёлая, но не безнадёжная работа. Она уже начата. Конструктивный облик такого источника, технологии его основных узлов и комплектующих в достаточной степени проработаны, и в названной кооперации такая задача может быть решена за 3-4 года. Одной из возможных версий автомобиля на топливных элементах может быть «Лада Антэл-3» с топливным «процессором» для получения водорода из любого углеводородного топлива на борту. Это позволит снять проблему инфраструктуры получения и заправки водородом на первом этапе коммерческого внедрения автомобиля на ТЭ. Задача создания такого процессора – дешёвого компактного и легкого – не менее трудна, чем созда-ние самого электрохимического генератора. Тем не менее, она должна ставиться и ре-шаться в связке с автомобилем, хотя бы до тех пор, пока не станет очевидной целесообразность размещения таких процессоров (с меньшими требованиями к удельным габаритам) на автозаправочных станциях.

Что касается «Лада Антэл-4», то сейчас разрабатывается техническое задание на создание этого автомобиля, разрабатывается специализированный автомобильный гораздо более мощный электрохимический генератор, который бы обеспечивал и динамику, и скорость, и бортовое энергоснабжение. Естественно, такая установка предъявляет новые требования к облику автомобиля. АвтоВАЗ уже проработал компоновку такого автомобиля, а его дизайнцентр ищет решения, которые удовлетворят эстетические требования автомобилистов в будущем.

Хочется надеяться, что и соответствующая инфраструктура будет развиваться па-раллельно. Сегодня нужен не только энтузиазм АвтоВАЗа и его способность поддерживать этот энтузиазм в своих соисполнителях, а и организационная и финансовая поддержка государства.

Зарубежная практика сегодняшнего дня показывает, что в США водородная энер-гетика и ее транспортная составляющая на ТЭ стали в 2002- 2003 годах национальной задачей, организуемой и финансируемой государством. Европа, Япония, Канада и Китай имеют региональные и национальные задачи в области транспорта на ТЭ и финансируют их. Все без исключения автомобильные компании, работающие на мировом рынке, в сложнейшей кооперации между собой и ведущими разработчиками проблем ТЭ и водородной инфраструктуры, ведут широкомасштабные исследования, конструкторские технологические разработки. На середину 2003 года в мировом автомобилестроении создано и продемонстрировано около 70 прототипов автомобилей на ТЭ. Рекордсменами по числу созданных прототипов являются Daimler Chrysler, Honda, General Motors, Toyota.

Благодаря АвтоВАЗу и его работе над проектом «Лада-Антэл», интеллектуальный потенциал ряда российских научно — технологических и конструкторских коллективов сейчас остаётся востребованным.

Светлана Лысякова