Водород дешев, и при его сжигании образуется только вода (без CO2). Производит в 3 раза больше энергии, чем эквивалентное количество бензина. Так почему бы нам всем не поехать на водороде?
Просто потому, что есть обратная сторона монеты. Помимо всех этих преимуществ, водород имеет ряд недостатков при управлении автомобилем.
Откуда берется водород?
Водород является наиболее распространенным химическим компонентом во вселенной. В отличие от бензина, газа или угля, водород по своей природе не может быть найден в сыром виде. Он не добывается путем добычи полезных ископаемых, а производится химическим способом.
Для получения водорода возможны два процесса:
- Переработка природного газа или другого ископаемого топлива: неудобство этого метода заключается в том, что он связан с энергопотреблением. Поскольку природный газ сам по себе является источником энергии, его более экономичным и менее опасным является использование непосредственно для питания автомобильных двигателей.
- Преобразование воды электролизом: этот процесс требует электрической энергии. С экологической точки зрения, производимый таким образом водород, таким образом, является "зеленым" только при условии, что электроэнергия сама по себе поступает из возобновляемых источников.
Преимущества водорода:
- Не имеет CO2 или твердых частиц. Если бы водород производился исключительно из возобновляемой электроэнергии, он был бы идеальным топливом: в отличие от бензина, дизеля и природного газа, его сжигание кислородом из воздуха приводит только к образованию чистой воды, без CO2 и никаких твердых частиц. Она также нетоксична.
- Многократное использование. Водород содержит в три раза больше энергии на килограмм бензина и может использоваться по-разному, что не относится ко всем другим видам топлива:
- его можно смешивать с природным газом и распределять по обычным газопроводам;
- его можно сжигать непосредственно в подходящем двигателе;
- он может быть преобразован в электричество в топливном элементе.
Ещё одним преимуществом является - исходный раствор. Водород может использоваться для хранения избыточной электроэнергии, вырабатываемой системами производства возобновляемой энергии, которые зависят от погодных условий:
- Первоначально избыток электроэнергии используется для преобразования воды в водород;
- Этот водород затем превращается обратно в воду и воспроизводит электричество, которое использовалось для его создания.
В автомобильной отрасли, однако, предложение остается очень ограниченным: Hyundai и Toyota являются единственными производителями, предлагающими модели по цене от 65 000 до 80 000 евро. Mercedes, BMW и Honda также разрабатывают проекты водородных автомобилей.
- Топливный элемент: все еще дорогой и недостаточно рентабельный.
Классический двигатель внутреннего сгорания, оснащенный бензиновыми автомобилями, не подходит для использования водорода. Мы должны использовать электродвигатель, работающий на топливном элементе, который преобразует водород в электричество.
Этот процесс поднимает вопросы эффективности, так как он включает в себя 2 электрохимических процесса. Во-первых, предварительное производство водорода и, во-вторых, преобразование в электроэнергию. Коэффициент полезного действия топливного элемента в лучшем случае составляет 40%, а потери энергии - 60%.
Кроме того, топливный элемент очень дорогой и является деликатным и сложным в эксплуатации.
Однако топливные элементы могут быть полезны для более тяжелых технологий, таких как космическая промышленность.
- Ограниченный диапазон
Один килограмм водорода высвобождает до трех литров бензина. Однако водород является наименьшим и самым легким элементом во вселенной, а его плотность энергии (энергия на единицу объема) очень мала. Это означает, что нам нужно хранить большую его часть под высоким давлением (700 бар), чтобы получить количество, необходимое для управления автомобилем.
В частности, бак, наполненный 60 литрами водорода (то есть 5 кг), равен всего лишь 13 литрам бензина.
Этот резервуар высокого давления представляет дополнительную опасность в случае аварии автомобиля, особенно если водород очень летучий и легковоспламеняющийся.
Чтобы дополнить картину, в мире существует всего несколько сотен автозаправочных станций, предлагающих водород (одна из которых находится в Завентеме, а другая - в Хале). Еще четыре бельгийских автозаправочных станций уже запланированы. К 2020 году в Бенилюксе должно насчитываться в общей сложности 8 водородных АЗС. Это означает, что заправка не проста!
Подводя итог: не стоит упускать из виду эту идею!
Что касается мобильности, то водород является одним из изучаемых способов замены бензиновых двигателей и двигателей внутреннего сгорания. Хотя не все верят в будущее водорода для этого конкретного использования, все согласны с тем, что для решения энергетической проблемы нам понадобится множество решений.
В области альтернативных транспортных средств автомобили, работающие на природном газе, являются еще одной очень интересной концепцией, которую легче реализовать технически. Прямо как электрический автомобиль.
