Давайте сначала разберемся с главным вопросом. Что такое водородный топливный элемент транспортного средства? И чем он отличается от множества электромобилей с батарейным питанием, пробивающихся на рынок производителями от Jaguar и Audi до Nissan и Renault?
Автомобили на водородных топливных элементах имеют на борту батареи, которые хранят водород и кислород и питают автомобиль химическими реакциями между двумя элементами для создания воды и энергии. Иногда известные как электромобили на топливных элементах (FCEVs), они имеют выхлопные трубы, но единственное, что выходит из них, - это вода. Автомобили нуждаются в заправке, но водородом, а не бензином или дизельным топливом. За каждую заправку водородом автомобиль наберет 320-405 км (200-250 миль) дальности.
Между тем, обычные электромобили, часто известные как электромобили с батарейным питанием (BEVs), являются тем, что мы склонны считать наиболее распространенными полностью электрическими автомобилями. Например, Nissan Leaf, BMW i3 и Teslas. Эти автомобили питаются от батарей, которые хранят заряд таким же образом, как телефоны, хотя многие электромобили действительно умудряются дать себе небольшую перезарядку при торможении, Преобразуя произведенное тепло в электричество.
Однако они все равно будут нуждаться в подзарядке в точке электроснабжения через каждые 160-500 км (100-310 миль). И это главный багбер для многих, рассматривающих Бев. При стандартном EV и точке зарядки полная зарядка аккумулятора может занять до 12 часов. Хотя точки быстрой зарядки существуют, все равно потребуется до получаса, чтобы добавить 160 км дальности.
Это сравнимо с несколькими секундами заправки бензинового или дизельного автомобиля на привокзальной площади. Именно здесь автомобили на топливных элементах вступают в свои права в качестве альтернативы нулевым выбросам, которая также быстро заправляется. Заправка водородом займет пару минут, аналогично нынешней практике.
Когда с основами было покончено, мы попросили двух экспертов взять на себя эту новую технологию и когда, если вообще когда-нибудь, мы увидим, что она берет автомобильную промышленность штурмом.
Почему большинство людей не слышали о водородных топливных элементах транспортных средств?
"Разработка водородных автомобилей отошла на задний план из-за того, что электромобили стали более популярными среди населения”, - говорит Марк Барклай, менеджер по электронной коммерции GSF Car Parts, Euronews Living.
"Но есть преимущества водорода, которые перевешивают электрические — иногда буквально, поскольку водородные топливные элементы намного легче, чем мощные батареи. Поскольку вы можете пополнить водородный автомобиль гораздо быстрее, чем заряжать свою электрическую модель, они идеально подходят для общественного транспорта и предприятий, которые не могут позволить себе простоя автомобиля.”
Итак, каковы же плюсы и минусы топливных элементов по сравнению с электрическими, гибридными или стандартными автомобилями?
Решение о покупке электромобиля или автомобиля с двигателем внутреннего сгорания сводится к четырем ключевым критериям:
Диапазон
Представление
Удобство подзарядки/дозаправки
Цена
Так считает Джереми Паркес, ведущий мировой бизнес по электромобилям в норвежском технологическом консалтинговом и классификационном обществе возобновляемых источников энергии DNV GL, который изучает покупательские привычки и то, что ждет дороги в будущем.
“С точки зрения дальности действия современные модели электромобилей на водородных топливных элементах немного лучше, чем электромобили на батарейках”, - говорит он. "Однако, если смотреть на производительность, ценовую точку и доступность перезарядки/дозаправки, EVs выигрывают.”
Какие факторы стоят на пути массового внедрения этой технологии?
“Хотя заправка FCEV очень похожа по времени на автомобиль с двигателем внутреннего сгорания, варианты заправки очень ограничены, и расширение инфраструктуры заправки очень дорого по сравнению с расширением инфраструктуры зарядки EV, главным образом потому, что в большинстве районов, где автомобили обычно нуждаются в зарядке, уже есть электрическая сеть”, - говорит Паркес.
"BEVs уже можно удобно заряжать в доме пассажира, что невозможно для FCEVs. Следует также отметить, что выбросы CO2 от БЭВ в течение всего срока его службы не только значительно ниже, чем у Ледового транспортного средства, но и ниже, чем у FCEV, где большая часть водорода образуется с использованием ископаемого топлива путем парового риформинга метана.”
Эксперты сходятся во мнении, что основным фактором, препятствующим поглощению на данный момент, является непомерно высокая стоимость. Барклай добавляет: "водородные топливные элементы очень дороги, и в Великобритании очень мало мест для заправки, поэтому инфраструктура просто не поддерживает технологию в данный момент. Кроме того, общественность обеспокоена безопасностью производства водорода и хранилищ, поскольку газообразный водород чрезвычайно легко воспламеняется.”
Как будут сравниваться цены в долгосрочной перспективе?
“BEVs уже намного дешевле, как авансовые, так и эксплуатационные расходы для FCEVs выше, чем для BEVs”, - говорит Паркес Euronews Living.
"Многие новые технологии борются с масштабированием, что имеет решающее значение для снижения затрат, так как каждый раз, когда уровень производства новой технологии увеличивается, затраты будут уменьшаться. Что касается аккумуляторной технологии, то мы видим снижение затрат на 19% при каждом удвоении уровня производства. Уже сейчас мы видим, что общее количество Бев, производимых и продаваемых по всему миру, исчисляется миллионами, по сравнению с водородом, который на сегодняшний день продается всего лишь несколькими десятками тысяч.”
Кто работает над технологией и когда мы ее увидим?
"Toyota, Honda и Hyundai уже имеют водородные автомобили на рынке, и Европа догоняет их”, - говорит Барклай. Но он по-прежнему считает, что водородные автомобили “явно должны пройти какой-то путь, прежде чем они захватят дороги”, в той же степени, что и электрические и гибридные автомобили.
"Промышленность все еще нуждается в адаптации к этим новым технологиям, поскольку инвестиции продолжают вкладываться в совершенствование концепции водородных транспортных средств, главным образом для снижения затрат”, - говорит он. "Таким образом, водородные автомобили должны начать угрожать электромобилям или даже обогнать их в течение десятилетия, и бизнес должен быть готов к этому.”
Паркес не согласен. - В конечном счете все сводится к двум факторам. Доказанная масштабируемость, а следовательно, и снижение стоимости аккумуляторных технологий, а также плохая зарядная инфраструктура для автомобилей на топливных элементах означают, что BEVs, как ожидается, будут доминировать на рынке легковых автомобилей в ближайшие десятилетия.”
Он добавляет: "на рынке все еще есть некоторые ожидания, что технология топливных элементов может расшириться. Например, рост производства водорода с помощью электролиза, вызванный очень низкими ценами на электроэнергию из-за избытка возобновляемых источников энергии, что может стать бизнес-обоснованием для производства водорода. Однако следует подчеркнуть, что при нынешней технологии это очень неэффективно, примерно в три раза больше энергии нужно вкладывать в процесс по сравнению с энергией, доступной в производимом водороде.”
Были выдвинуты обвинения в неэтичных и неустойчивых поставках сырья для батарей EV. Неужели это правда и люди должны быть обеспокоены?
Критики обрушились на сообщения о нерациональных поставках литий-ионных аккумуляторов, которые идут в обычные электромобили. Однако” они игнорируют инновационный толчок в отрасли, который приведет к значительному снижению затрат, а также альтернативные экологические решения для батарей", - говорит Паркес.
"BEVs не только более экологичны в краткосрочной перспективе, но и более устойчивы и ответственны в долгосрочной перспективе. Промышленность делает быстрые успехи по мере того, как мы расширяемся, разрабатывая новые типы батарей для ЭВС, такие как использование твердотельных батарей, которые могут заряжаться и разряжаться быстрее и иметь более высокую плотность энергии, чем литий-ионные батареи, а также использование менее редких металлов в своем производственном процессе.”
Ну вот и все. Руководство для начинающих в мире транспортных средств на водородных топливных элементах и как они сравниваются с основным электрическим транспортным средством. Если у вас есть еще какие-то вопросы, на которые вы хотели бы получить ответы, сообщите нам об этом в разделе комментариев ниже.