Ruszają testy motocykla napędzanego wodorem. Oto Kawasaki Ninja H2 HySE

Jeśli któryś z producentów motocykli wiedzie obecnie prym w rozwoju alternatywnych technologii napędowych dla jednośladów, to jest to zdecydowanie Kawasaki. Japońscy inżynierowie rzucili pokaźne moce na rozwój nowych technologii, a efekty ich prac zaczynają właśnie wypływać na światło dzienne. Kiedy możemy zatem spodziewać się pierwszego motocykla napędzanego wodorem? I czy w ogóle to nastąpi?

Zeszłoroczne targi EICMA w Mediolanie jak zawsze zaowocowały spora ilością rynkowych premier nowych motocykli. Wśród nich nie dało się nie zauważyć nie tylko pierwszego motocykla w pełni elektrycznego Kawasaki, jaki trafił do produkcji, ale przede wszystkim jednośladu z serii Kawasaki HEV, czyli Ninja 7 Hybrid, z, jak sama nazwa wskazuje, napędem hybrydowym.

Jednak projekty, nad którymi pracują goście z Kawasaki, to na całe szczęście nie tylko postępująca wbrew chęciom motocyklistów, a często także wbrew zdrowemu rozsądkowi elektryfikacja transportu. Zieloni już od wielu lat opracowują technologią, która ma pozwolić pozostać przy silnikach spalinowych. Pięknych od strony mechanicznej konstrukcjach, które tak wielu z nas kocha i nie chce zamieniać na nic innego.

Motocykl spalinowy zasilany wodorem?

Śledzę ten temat z wielkim zaciekawieniem i nieraz już spieszyłem z doniesieniami o kolejnych postępach wodorowego projektu Kawasaki. Wygląda na to, że w ostatnim czasie prace nabrały tempa. Zwłaszcza, że do walki o lepsze jutro silników spalinowych dołączyli kolejni niebagatelni zawodnicy. Oprócz Kawasaki wspólny wysiłek podjęły także Honda, Suzuki, Yamaha oraz nikt inny jak sama Toyota. Japończycy zawiązali specjalne konsorcjum HySE (Hydrogen Small mobility & Engine technology), w ramach którego będą wspólnie pracować nad rozwojem nowych technologii. Widać, że sprawa wodoru, jako alternatywy dla paliw kopalnych leży im bardzo na sercu, a my to bardzo szanujemy.

Wiadomym jest, że z samym wodorem jako ogólnodostępnym paliwem dla transportu wiąże się sporo wyzwań. Problematyczne jest także pozyskiwanie czystego wodoru, który w naturze występuje w tym stanie w bardzo niewielkich ilościach. Do uzyskiwania wodoru potrzebne są wciąż surowce kopalne, a ilość energii potrzebnej w procesach wytwarzania tego gazu jest większa niż ta jaką można uzyskać przy jego spalaniu. Nie zmienia to jednak faktu, że przed zieloną technologią transportu wodorowego być może jest całkiem świetlana przyszłość. Wszystko wskazuje na to, że Japończycy podejmują rękawicę i zamierzają to sprawdzić.

Motocykl, który tworzony jest jako pojazd mający za zadanie zostać dwukołowym kamieniem milowym, nie jest, jak można by przypuszczać, małym miejskim jeździdełkiem. To prawdziwy kozak wśród jednośladów, czyli pojazd budowany na bazie Kawasaki Ninja H2 SX – tak, tego sportowo-turystycznego monstrum, które posiada doładowany kompresorem litrowy silnik. Ninja H2 HySE, bo tak nazywa się koncepcyjna maszyna również ma wykorzystywać doładowanie w układzie zasilania. 

Ciekawostką jest, że w ramach HySE powstał także pojazd rajdowy HySE-X1, który został przygotowany przez Toyotę i obecnie bierze udział w zmaganiach z bezdrożami podczas Rajdu Dakar 2024.

Wkład Toyoty do projektu HySE-X1 obejmuje bogate doświadczenie zdobyte podczas startów wodorowej GR Corolli H2 Concept w serii wyścigów ENEOS Super Taikyu w Japonii. Marka może poszczycić się między innymi budową systemu kontroli bezpieczeństwa instalacji wodorowej w najnowszym prototypie. Partnerem stowarzyszenia HySE jest zespół rajdowy Overdrive Racing z siedzibą w Belgii wielokrotnie startujący w Rajdzie Dakar Toyotą Hilux.

HySE-X1 jest pojazdem typu buggy, lub SSV, o długości 3 530 mm, szerokości 2 070 mm i wysokości 1 700 mm oraz masie własnej około 1 500 kg. Konstrukcja została oparta na podwoziu autorstwa Overdrive Racing zmodyfikowanym w taki sposób, aby zmieścić zbiornik wodoru i układ dolotowy. Za napęd odpowiada chłodzony cieczą silnik o pojemności jednego litra, który dostosowano do współpracy z paliwem wodorowym. Jest to podobno ten sam silnik, który ma wystąpić jako napęd do Kawsaki Ninja H2 HySE, czyli  4-cylindrowa, 16-zaworowa jednostka DOHC z doładowaniem, używana obecnie przez zespół HySE w pracach badawczo-rozwojowych. Overdrive Racing odpowiada także za tankowanie wodoru i obsługę techniczną pojazdu podczas rajdu.

Prezes HySE i dyrektor wykonawczy Technical Research & Development Center firmy Yamaha Motor Co. Kenji Komatsu tak skomentował ten projekt: „Rajd Dakar to szczególne wydarzenie o bogatej historii i tradycji. Udział w nim da nam możliwość zaprezentowania wyników naszych badań oraz zebrania cennych danych do dalszego rozwoju. W tym niezwykle wymagającym rajdzie łatwiej będzie zidentyfikować potencjalne problemy i udoskonalić nasze technologię, aby móc jak najszybciej wprowadzić na rynek małe pojazdy wodorowe. Mamy nadzieję, że wszyscy będą nam kibicować!”.

Inne publikacje na ten temat:

• 
  Ninja 600 powraca ostra jak nigdy

  9 czerwca 2023
• 
  Kawasaki Z125 PRO 2018. Mała 125-ka w stylu Hondy MSX

  9 czerwca 2017

Przeczytaj też:

Motocykl z napędem wodorowym? Kawasaki twierdzi, że to możliwe!

Wodór jako paliwo przyszłości: Nie będzie łatwo

Wróćmy jednak do motocykli. Wspomniany concept-bike jest w rzeczywistości przerobionym Kawasaki Ninja H2 SX. Zatem wiele elementów mechanicznych i konstrukcyjnych zostanie przejętych z motocykla produkcyjnego. Będzie to dotyczyć także wielu mniejszych podzespołów oraz prawdopodobnie części systemów elektronicznych. To co wyróżniać będzie ten pojazd już na pierwszy rzut oka to jego nadwozie oraz oczywiście gwóźdź programu, czyli napędzane czystym wodorem serce. Nie obędzie się zatem bez kilku bardzo nowatorskich rozwiązań. Prototyp jest już w zaawansowanym stadium przedprodukcyjnym, choć o wytwarzaniu na masową skalę trzeba na razie na pewno zapomnieć. Ale możemy już przyjrzeć się jak wygląda ten koncepcyjny pojazd. Kawasaki Ninja H2 HySE jest, co tu ukrywać trochę pokraczne, ale nie brak mu bardzo nowoczesnego i mocno designerskiego sznytu. To, co zwraca na siebie w pierwszej chwili uwagę, to przednia, dość skąpa na tle gabarytów pojazdu lampa. Jej układ w postaci świateł do jazdy dziennej układających się w literę H z pewnością nie jest przypadkowy. Maszyna wygląda może i nie brzydko (choć to oczywiście kwestia gustu), ale dość topornie. Wszystko przez bardzo rozbudowaną tylną część nadwozia. Pomimo faktu, że Ninja H2 HySE jest jednoosobowa, mamy tu do czynienia z ogromnymi wręcz elementami przywodzącymi na myśl kufry turystyczne. Wewnątrz nie znajdziesz jednak miejsca na bagaż. Jego miejsce zajmują zbiorniki przetrzymujące sprężony wodór. Gaz jest wciąż problematyczny w przechowywaniu, gdyż nie da się go ot tak zatankować do zwykłego zbiornika paliwa. Pytanie jakie nasuwa się w przypadku Ninjy H2 HySE jest jak tak skonstruowana maszyna będzie zachowywać się podczas jazdy – z tak bardzo dociążonym tyłem. Jednak w tym wypadku motocykl ma służyć jako jeżdżące laboratorium testowe dla zasilanego wodorem silnika. Jego właściwości jezdne schodzą zatem na zdecydowanie dalszy plan.

„W przyszłości będziemy wykorzystywać potencjał silników wodorowych, zbierając członków naszego projektu nie tylko z Japonii, ale także z całego świata w celu prowadzenia badań podstawowych” – powiedział podczas konferencji dyrektor generalny Kawasaki Motors, Hiroshi Ito.

„Dziś mamy przyjemność przedstawić światową premierę motocykla z silnikiem wodorowym” – kontynuował. „Motocykl oparty jest na naszej Ninja H2 SX i na początku roku rozpoczniemy jazdy testowe, aby poznać jego prawdziwy potencjał”.

Sprężanie na każdym etapie

Nieprzypadkowo padło na motocykl z silnikiem doładowanym. Wymuszone doładowanie, czy to poprzez turbinę, czy kompresor, jest właściwie niezbędne, jeśli silnik spalinowy napędzany wodorem ma zbliżyć się pod względem osiągów do silnika benzynowego wolnossącego. Taki stan rzeczy ma miejsce, ponieważ do cylindra należy wprowadzić znacznie więcej powietrza, aby wodór spalał się prawidłowo. Benzyna wymaga stosunku powietrza do paliwa wynoszącego około 14,7: 1, podczas gdy wodór potrzebuje co najmniej 34 części powietrza na jedną część wodoru masowo. Wodorowy silnik Kawasaki wykorzystuje sprężarkę doładowującą do sprężania powietrza by wprowadzać do cylindra jego większą ilość. Następnie wykorzystywany jest bezpośredni wtrysk paliwa pod bardzo wysokim ciśnieniem. Dzieje się to po zamknięciu zaworów. Wysokie ciśnienie przechowywania i przesyłania oraz wysokie ciśnienia w samym silniku. Jest zatem nad czym pracować.

Nie jest jednak tak, że układ wydechowy wypluwa wyłącznie wodę. W powietrzu atmosferycznym mamy przede wszystkim azot, a jego obecność nadal oznacza, że ​z silnika spalinowego napędzanego wodorem ​emitowane są również związki NOx. Jednak taka emisja jest nieporównywalnie mniejsza niż w przypadku spalania benzyny. Wtrysk bezpośredni jest niezbędny dla silnika spalinowego napędzanego wodorem, ponieważ wodór w postaci gazowej wyparłby zbyt dużo powietrza z ładunku wlotowego, gdyby został wtryśnięty pośrednio. To z kolei miałoby ogromny wpływ na wydajność. Efekt ten można zniwelować wtryskując wodór pod wysokim ciśnieniem do cylindra już wypełnionego powietrzem i to sprężonym w układzie dolotowym przez będącą na wyposażeniu silników z serii H2 sprężarkę. Jeśli wszystko pójdzie w dobrą stronę, inżynierom uda się nie tylko utrzymać wydajność w stosunku do paliw tradycyjnych, ale być może nawet ją poprawić. A wszystko przy niepomiernie lepszej ekologii niezbędnych do generowania siły napędowej procesów spalania.

Wszystko to brzmi wręcz pięknie, choć komplikacja konstrukcji nie nastraja zbyt optymistycznie, ale warto także spojrzeć na sprawę bardziej globalnie. Wodór nie może być panaceum dla problemów związanych z czystym transportem dopóki nie zostaną rozwiązane problematyczne zagadnienia związane z jego otrzymywaniem, a także magazynowaniem – to drugie dotyczy nie tylko stacji paliwowych, ale także samych pojazdów. W przypadku Ninjy H2 HySE widać dobitnie jak rodzaj paliwa przekłada się na konstrukcję samego jednośladu. Benzyna ma czterokrotnie większą gęstość energetyczną i to w porównaniu do będącego w stanie ciekłym sprężonego wodoru, do którego utrzymania potrzebne są kriogeniczne zbiorniki. Aby uzyskać przyzwoity zasięg z taką armaturą, potrzebne będą ogromne zbiorniki. Gdzie to wszystko pomieścić na motocyklu? Jednym z potencjalnych rozwiązań mają być wymienne wkłady wodorowe. Nadal jednak pozostanie szereg pytań, na które dopiero będziemy szukać odpowiedzi.

Zewnętrzne prace badawcze Kawasaki Ninja H2 HySE, czyli jazdy testowe mają rozpocząć się już niebawem. Czekamy zatem na kolejne doniesienia z Japonii. Upłynie na pewno jeszcze sporo wody w rzekach, zanim motocykl z napędem wodorowym trafi do produkcji seryjnej. O ile w ogóle trafi kiedykolwiek. Jednak kto nie próbuje, ten nie pije szampana.