Заряжаем болиды Формулы Е: глицерин, водоросли и ноль загрязнений

Наиглавнейшая цель и причина существования Формулы Е - пропаганда использования электромобилей. Создатели чемпионата убеждены: увеличение доли электромобилей в повседневном применении существенным образом улучшит качество воздуха в городах. А чистый воздух, в свою очередь, улучшит качество городской жизни.

«Грязное» электричество

Но есть и другие мнения, которые не столь убеждены в необходимости электромобилей. Одна из идей гласит – не столь важны для чистого воздуха сами электромобили, как важен способ получения электроэнергии для них. И действительно - что толку в самом чистом электродвигателе, когда электричество для него вырабатывается «грязным» способом - скажем, при сгорании нефти, сланцев или угля.

Вообще в тех странах, где основная доля электричества вырабатывается на угольных и других электростанциях схожего принципа действия, такой контраргумент против электромобилей действительно имеет место быть. Хотя количество углеродных выбросов от автомобилей в любом случае серьёзно превышает вредные выхлопы угольных электростанций. Электромобили способны очистить воздух в городах, но источник их ежедневной подзарядки может быть весьма «грязным». Добыча электроэнергии из более чистых источников - не менее важная задача.

Это понимают и в Формуле Е. Этот чемпионат позиционирует себя не только как полигон для развития самих электромобилей, но и как испытательную и рекламную площадку для всех сопутствующих технологий, которыми пользуются владельцы электрического транспорта. Поэтому ещё до начала первого сезона было принято твёрдое и принципиальное решение: заряжать болиды Формулы Е исключительно из экологически чистых источников энергии. Без вариантов.

Глицерин в качестве источника электричества

Для этого британская компания Aquafuel Research Ltd создала пару мобильных генераторов электроэнергии, которые можно упаковать в обыкновенный транспортный контейнер. Эти контейнеры с генераторами сопровождают Формулу Е на каждый этап. Всё электричество, которым заряжаются 40 болидов чемпионата перед каждой гонкой, квалификацией и практиками, производится именно этими генераторами.

А теперь самое главное.  Генераторы Aquafuel уникальны тем, что для выработки электроэнергии они используют топливо, практически не загрязняющее окружающую среду – глицерин.

Пол Дэй (Paul Day), СЕО компании Aquafuel: «Мы производим электрическую энергию для болидов Формулы Е. Благодаря системе распределения электричества, мы в точности знаем, когда, как и сколько электричества «заправлено» в каждую машину. Для полной подзарядки требуется всего час, а процедура зарядки – безопасный и надёжный процесс, полностью понятный и прозрачный для  каждой команды.

Зарядка электромобилей происходит благодаря именно нашим генераторам, работающем на возобновляемом и действительно чистом источнике энергии.  «Чистый» означает, что углеродных выхлопов в воздух вокруг генераторов нет вообще, выхлопы оксидов азота крайне низки, а дымовой выхлоп отсутствует полностью».

Как работают глицериновые генераторы электричества

Генераторы ни разу не волшебные. Их основа – стандартные дизельные двигатели серийного производства. Двигатели Cummins KTA50, если быть точным. В Aquafuel адаптировали их под нашу фирменную лицензированную технологию. Так, чтобы они могли работать за глицерине. Этот вид топлива – побочный продукт выработки биодизелей. Традиционно применение глицерина ограничивалось, в основном, косметикой и промышленностью. Но 6-7 лет назад, благодаря кардинальному повышению спроса на биодизельное топливо, Пол Дэй и его команда решили подыскать другое применение сладковатой, бесцветной и вязкой жидкости под названием глицерин.

Пол Дэй: “Если в главу угла поставить безотходность, то это означает, что использовать нужно всё, что только можно. Поэтому мы совместно с фирмой Greenergy основали проект, посвящённый наиболее эффективному использованию глицерина в качестве топлива для двигателей. Перед нами стояла серьёзная задача. Перед тем, как собрать готовый прототип двигателя внутреннего сгорания, работающего на глицерине, мы проделали огромное количество исследовательской работы. Но результат оказался достойным: теперь мы можем сжигать глицерин в дизельном двигателе.

Пол Дэй, руководитель Aquafuel Research Ltd

Удивительно, насколько позитивным оказался результат. Маслянистость глицерина гораздо лучше, чем у дизеля. Поэтому все движущиеся части системы впрыска смазываются лучше и остаются чистыми. Так как двигатель не производит никакой сажи, то катализаторы совершенно не расходуются в течение всего цикла работы. Но прежде всего: в одном и том же двигателе глицерин оказывается более эффективным топливом, чем дизель”.

Для зарядки электромобилей Формулы Е генераторы Aquafuel производят 42 кВт электроэнергии для каждой машины. Это количество энергии при одновременном подключении 20 болидов составляет приблизительно 850 кВт. А такая величина примерно соответствует энергии, потребляемой 2000 британских квартир за такой же промежуток времени. Уменьшение загрязнений атмосферы впечатляет: всего за один час в атмосферу выбрасывается почти на полтонны меньше углеродов и на полкило меньше оксидов азота.

Разработав технологию использования глицерина в качестве топлива, следующим шагом фирмы Aquafuel стал поиск коммерческого применения своему изобретению. Благодаря схожим целям, таким применением стала выработка электричества для Формулы Е.

Критики тут же заявят, что обычное топливо, необходимое для доставки генераторов на каждый этап Формулы Е перекроет всю выгоду от их использования. Но, во-первых, транспортный партнёр чемпионата, компания DHL использует все свои огромные возможности для минимизации авиаперелётов груза, используя где возможно морские и дорожные перевозки. А ещё, как отмечает Дэй, когда нужно распространить по всему миру возможности безотходной выработки электричества, необходимо наглядно показать эти технологии людям.

“Я считаю, что это сродни финансовым инвестициям. Чтобы получить технологию и внедрить её коммерческое применение, необходимы не только денежные вливания, но и некоторые издержки по вредным выхлопам. Ведь нужно показать людям, продемонстрировать, как это работает. Мы хотим разрекламировать глицериновые электрогенераторы. Нам нужно, чтобы эта техника получила распространение по всему миру. Тогда вредные выхлопы обязательно снизятся. Таким же образом действует и Формула Е, показывая, что будущее принадлежит электромобилям. Благодаря гонкам, чемпионат ускоряет развитие электромобилей, приносит технологии будущего в сегодняшний день”, - продолжает Пол.

Откуда брать глицерин

Другая проблема глицеринового топлива – в источнике глицерина. Сейчас он производится благодаря биодизелю. Биодизель, в свою очередь, вырабатывается из зерновых культур. В некоторых случаях повышение выращивания зерновых культур приводит к негативным последствиям для сельского хозяйства. В частности, пахотные плодородные земли всё чаще используются под выращивание культур, необходимых для выработки биодизельного топлива (и, соответственно, глицерина). Проблема в том, что увеличение зерновых посевов негативно отражается на пищевых культурах и требует перераспределения водных ресурсов не в пользу пищи. Но в ближайшие 3-4 года будет представлена коммерчески выгодная технология производства глицерина из обыкновенных морских водорослей. Эта технология замкнёт безотходный цикл производства электрической энергии: морская вода – водоросли – глицерин - сгорание в генераторах - электричество.

«Мы говорим об обыкновенных морских водорослях - дуналиелле солоноводной. Она произрастает в крайне засоленных условиях, в частности – в той морской воде, которая используется для получения поваренной соли. В Университете Гринвича работает научная группа, чьи усилия сосредоточены на коммерциализации выращивания этой водоросли. Когда учёные создадут технологию, то производство глицерина станет возможным повсеместно. Особая красота в том, что самыми «урожайными» будут наиболее засоленные воды, а не те, которые используются для получения питьевой воды. Больше не будет негативного замещения пищевых растительных культур злаками для биодизеля. Более того, производство водорослей можно легко интегрировать в существующие экосистемы сельского хозяйства. На эту водоросль возлагаются огромные надежды”.

Производство электромобилей возрастает с каждым годом. Их нужно чем-то заряжать. Поэтому когда-нибудь глицериновые электрогенераторы Aquafuel станут использоваться повсеместно, притом даже в небольших масштабах: в университетах, в супермаркетах и в подобных организациях.