VIŠE od četvrt stoljeća BMW razvija koncepciju alternativnog pogona. Nakon nekoliko zanimljivih studija projekt je kulminirao u produženoj 7-ici, a BMW potvrdio status pionira i jednog od glavnih pokretača novih ideja u automobilskoj industriji. BMW Hydrogen 7 je prva limuzina visoke klase pokretana vodikom ponuđena na svjetskom tržištu.

S početkom novog tisućljeća svijet su zadesile značajne turbulencije na svjetskom tržištu nafte. Konstantan rast cijena naftnih derivata, kao i sve veća važnost ekoloških aspekata koncentrirana oko pojma "održivi razvoj" opet su u inicirali potrebu za aktualiziranjem alternativnih pogona. Globalno stanje "pogodovalo" je i konvencionalnim pogonima, pa su tako u posljednjih desetak godina strahovit razvoj doživjeli dizelski, a potom i benzinski motori.

Iako je trenutno u domeni hibrida najpopularnija primjena gorivnih ćelija, posebno u kombinaciji s klasičnim motorima, BMW je krenuo svojim putem, i to još krajem 1970-tih.

Umjesto Fuelcell tehnologije posuđene od svemirskih letjelica i podmornica koja također koristi vodik, BMW je izabrao kombinaciju klasičnog motora s unutrašnjim sagorijevanjem prilagođenog vodikovom gorivu. I ne samo to, za razliku od konkurencije koja preferira uskladištenje stlačenog plinovitog vodika, Bavarci su se opredijelili za tekući vodik pohranjen u niskotemperaturnim spremištima.

O brojnim prednostima ovog sustava nešto kasnije, a zasada ćemo samo spomenuti kako su taj standard prihvatili svi, od proizvođača vozila (Ford, DaimlerChrysler,...), pa sve do proizvođača i dobavljača vodikovog goriva (Aral, Linde,...)

260 "zdravih konja"

BMW Hydrogen 7 je razvijen na osnovi modela 760Li, ili u prijevodu najprestižnije 7-ice ikad ponuđene od strane bavarske tvrtke.

Isto porijeklo vuče i motor. 6.0-litreni V12 temeljito je modificiran, a u konačnici zadržava sve karakteristične tehnologije, primjerice double-Vanos i Valvetronic sustave upravljanja ventilima. Maksimalnih 191 kW/260 KS razvija pri 5.100 o/min, dok maksimalni zakretni moment od 390 Nm motor isporučuje pri 4.300 o/min, i to neovisno o gorivu koje koristi.

>> Krivulje snage i momenta možete naći ovdje.

Upravo tako, motor ovog automobila može u istim cilindrima sagorijevati i smjesu benzina i zraka (kisika). Jedina razlika je u tome što se benzin direktno ubrizgava u komoru za izgaranje, dok se smjesa vodika i kisika pripravlja prije samog ulaza, dakle svaka od smjesa ima svoje injektore.

Naravno, da bi se radni proces odvijao u optimalnim uvjetima brine se menadžment motora koji ovisno o opterećenju motora, kao i samom tipu goriva, regulira sastav gorive smjese. U slučaju izgaranja benzinske smjese moguće su dvije krajnosti, jedna u stehiometrijskim odnosima bez pretička zraka (lambda = 1), i drugi kad je smjesa osiromašena (lambda = 2).

9,5 sekundi za ubrzanje do 100 km/h i 230 km/h maksimalne brzine odličan su rezultat, pogotovo, ako se uzme u obzir da ukupna masa vozila iznosi gotovo 2,5 tone. Prosječna potrošnja je oko 13,9 l/100 km, odnosno u "ekološkom modu" 3,6 kg vodika (ekvivalentno: 13,6 l benzina/100 km.

Inovacijom na inovaciju

U posljednjih nekoliko godina BMW je napravio izuzetno puno na području implementacije vodika u klasičan automobil. Još 2000. godine BMW je u opticaj pustio testnu seriju modela 750hL koja je naišla na opće oduševljenje bogatog arapskog svijeta.

Luksuzna limuzina koja na ispušnu cijev daje samo vodenu paru naišla je na oduševljenja imućnih "pustinjskih" ljudi. CleanEnergy WorldTour 2001 protutnjao je najbogatijim svjetskim regijama, a potom je uslijedio i H2R - studija koja je s devet brzinskih rekorda jasno dala do znanja koliko su potencijali vodikovog pogona, ali i samog BMW-a.

Tri godine kasnije stiže nam Hydrogen 7, tehnološko savršenstvo kopnenog prijevoza i jedan od najnaprednijih prometala na našem planetu.

"Glavni krivac" tehnološke uvjerljivosti svakako je primjena vodika kao pogonskog goriva. Vodik se ovdje pohranjuje ukapljen pod temperaturom od -253 stupnjeva Celzijusa. Usporedimo li energetsku vrijednost vodika s benzinom, vodik je tri puta jači energent u masenom omjeru (33 naspram 12 kWh/kg), ali i četiri puta slabiji stave li se u direktan odnos njihovi volumeni.

Stoga je sasvim jasno da je najveći problem vodika njegovo skladištenje u vozilo. Ukapljivanje na nisku temperaturu je jedan način, dok je drugi stlačivanje na što veći tlak, danas do otprilike 700 bara. Iako je prvi način 75 % učinkovitiji, danas je još uvijek češći slučaj stlačivanja vodika.

BMW je ipak uspio izvesti sustav izolacije koji omogućava prvu metodu u praktičnoj primjeni. Dvostruka oplata spremišta goriva između koje se nalazi vakumski prostor pruža nevjerojatan stupanj izolacije. Oko 30 mm super-izolacije pruža svojstva kao i stiropor debljine čak 17 metara.

Slikovito rečeno, kada bi u ovaj spremnik ulili uzavrelu kavu, morali bi čekati preko 80 dana da se ohladi na temperaturu koja bi omogućila ugodno ispijanje okrepljujućeg napitka. Konkretno, u spremniku kapaciteta 179 litara stane 7,8 kg vodika, gdje je tlak 5 bara.

Što se tiče samog tankiranja goriva, proces traje maksimalno osam minuta. Pohranjuje se ukapljeni vodik, pod uvjetom da u spremniku automobila nema više od 80 % goriva, a cjelokupni sustav sasvim siguran.

Proces punjenja spremnika je pred standardiziranjem i samim time vrlo siguran, u mnogočemu sigurniji od onog kakvog danas koristimo na crpkama.

Usprkos vrhunskoj izolaciji idealne uvjete u naravi je nemoguće postići. Mnogi će se pitati što će se desiti u slučaju nesreće ili naglog povišenja tlaka (temperature). Osim što su svi vodovi kojim prolazi vodik dvostruko obloženi (tzv. princip cijev u cijevi), sustav ima i dva odušna ventila.

Zbog velike temperaturne razlike između okoline i uskladištenog vodika, s vremenom će doći do blagog zagrijavanja vodika, odnosno njegovog prelaska u plinovito stanje i naglog porasta tlaka.

Bilo kakvu opasnost od neželjenih posljedica sprečavaju dva voda sa sigurnosnim ventilima, jedan koji kroz C nosač vodi u krov, a drugi prema podnici vozila. Njima se vodik kontrolirano pušta u atmosferu (tlak preko 5,1 bara) i sprečava njegovo nagomilavanje u vozilu.

Kako je vodik tri puta lakši od zraka, on će se vrlo brzo dizati u atmosferu i time sprečavati mogućnost neželjenog zapaljenja. Pošto sustav kontrole mora uvijek funkcionirati, vozilo je dodatno opremljeno dvama baterijama.

BMW-ov slučaj "garaža"

Koliko god impresivno djelovao, ovaj automobil, kao i svaki drugi, ima i svoje mane. No one su ovdje svojstvene prije svega samoj koncepciji i ne dijele ga s ostalim automobilima na tržištu.

Prvi je svakako tankiranje i činjenica da punionica vodika danas baš i nema na svakom koraku. No, čak i pod pretpostavkom da mreža postoji, ostaje činjenica da vozilo koje je dugo stajalo na parkingu nećete tako lako napuniti. Naime, prije je potrebno ohladiti spremnik, a to može potrajati.

S druge strane, već nakon 17 sati mirovanja sustav će početi generirati gubitke. Nakon devet dana spremnik će biti gotovo u potpunosti prazan, a Vaš skupi vodik u okolini. S obzirom da automobil pri hladnom startu koristi isključivo vodik (zbog ekoloških aspekata), važno je reći da će u spremniku preostati vodika za oko 20 km.

Tu dolazimo i do najvećeg problema, a to je što ovaj automobil iz sigurnosnih razloga ne smijete parkirati u garažu. U BMW-u napominju da je to privremena mjera do dobivanja rezultata istraživanja. Do tada se BMW-om smije kroz tunele, kao i kratko zadržavati u javnim garažama.

Iako je vozilo postavljeno na osnovu produljene 7-ice, radi se o četverosjedu s prtljažnikom kapaciteta 225 litara. Danak ugradnji brojne opreme najviše će primijetit putnici na stražnjim sjedalima. Stražnja klupa pomaknuta je prema naprijed za 115 mm, što je još uvijek za 25 mm više prostora u odnosu na "običnu" 7-icu. Nadalje, odmorište za ruke je fiksirano, pa stražnja klupa može prihvatiti tek dva putnika.

Postoji još jedna mana. Naime, na ovaj automobil se ne smije ugraditi kuka za vuču. Stoga, bilo kakve prikolice, jahte i išta slično ne smije se tegliti. Uostalom, takvo što s eniti ne može tražiti od plemenitaša ovog kalibra.

Poseban u svakom pogledu

BMW Hydrogen 7 je vrhunski proizvod koji svoje brojne posebnosti krije u svakom naizgled "normalnom" detalju. Istina, model se proizvodi u istim pogonima gdje se sklapa "obična" 7-ica, ali...

Već smo prije spomenuli da je ugradnja sustava drastično povećala masu vozila, što za posljedicu ima proporcionalan rast dinamičkih sila tijekom vožnje koje opterećuju konstrukciju. BMW je izlaz našao u novom materijalu, plastici ojačanoj ugljičnim vlaknima, odnosno kompozitu skrivenom iza kratice CFP (carbon-fibre plastic).

Primjenom ovog materijala donekle je smanjena ukupna masa uz istovremeno povećanje čvrstoće na vitalnim dijelovima vozila. Sasvim je sigurno da će recept kombiniranja čelika i plastike biti standardiziran i na ostalim modelima bavarske tvrtke.

Koliko god mi šutjeli o tome ostaje potencijalna opasnost od havarije pogonskog sustava. Upravo zato BMW posjeduje nekoliko preventivnih linija obrane. Prije spomenute (dodatne) baterije osiguravaju konstantan nadzor sustava, čak i kada automobil stoji parkiran.

Brojni senzori konstantno tijekom cijelog vijeka trajanja vozila nadziru vozilo i podatke pohranjuju u centralnu memoriju. Nadalje, tu je i veza s BMW-ovim servisnim centrom koji podatke o vozilu prima svaka četiri sata.

Povjerenje ulijeva i činjenica da kupac automobila neće moći sjesti za upravljač nakon što uplati automobil. Ne, on će prije prve vožnje primiti instrukcije od BMW-ovih inženjera, ali i zadržati druženje u budućnosti i tako aktivno sudjelovati u daljnjem razvoju koncepcije.

I na kraju, poseban automobil zahtijeva i posebno održavanje. Servisni interval je tri mjeseca, a obavlja se u tehnološki prilagođenim centrima pod nadzorom posebno osposobljenog osoblja.

Kao što smo rekli, BMW Hydrogen 7 je tehnološki vrlo napredno vozilo koje je u mnogočemu ispred svog vremena. Koliko će to stajati korisnike zasad je nepoznato. O tome drugom prilikom.

Tekst: Miljenko Nikolić, dipl. ing.
Foto: BMW