Продажи электромобилей растут по всему миру, и, согласно ежегодному обзору Global Electric Vehicle Outlook, сейчас каждую неделю их продается больше, чем за весь 2012 год. Тем не менее, несмотря на растущую популярность, нехватка ключевых компонентов для аккумуляторов, включая литий, никель и кобальт, угрожает перебоями с поставками. Не пришло ли время обратить внимание на водородную энергетику? Расскажем, есть ли перспективы у водородного транспорта и как скоро он станет конкурентом электромобилям.
В отличие от Европы, где в продажу поступили всего несколько водородных автомобилей и где открыты около 228 заправочных станций, Азия уже сделала ставку на водород. По прогнозам японского правительства, к 2030 году на дорогах страны будут ездить 800 000 водородных автомобилей, в то время как Китай поставил перед собой еще более амбициозную цель — заполучить миллионный автопарк к 2035 году. Среди задач, стоящих перед этими первопроходцами — снижение затрат, увеличение объема производства и развитие логистических цепочек.
Игроки мирового автопрома холодно встретили эту затею. За исключением Toyota и Hyundai, немногие вкладывают значительные средства в водород. Однако в последнее время концерн BMW начал проявлять интерес к этой отрасли. Немцы допускают идею, согласно которой автомобили с водородным двигателем не уступают автомобилям с аккумуляторными батареями.
В качестве экологически чистого источника энергии водород — важный союзник на пути к углеродной нейтральности, — говорит Оливер Ципсе, председатель правления BMW.
Группа Stellantis также наладила ограниченное производство коммерческих водородных фургонов. Но не все готовы идти в этом направлении: компании Mercedes и Audi отложили планы по выводу на рынок автомобилей на водородных топливных элементах.
Автомобиль на водороде и электромобиль: в чём различия?
Электромобиль использует энергию от батареи, которая заряжается от электросети. Авто на водороде производит собственное электричество за счёт химической реакции в блоке топливных элементов. Затем это электричество приводит в действие мотор-колесо, а единственным выбросом является водяной пар. Автомобили на водородных топливных элементах заправляются на специальных станциях.
Преимущество водородного автомобиля в том, что вы можете дозаправить его за то же время, что и бензиновый или дизельный автомобиль, достичь такого же запаса хода и при этом произвести нулевые выбросы.
Что мешает водороду стать популярным?
Дело в том, что его использование сопряжено с рядом проблем: не на последнем месте высокая цена и низкая эффективность. Основной способ производства энергии — это электролиз или расщепление чистой воды на водород и кислород пропусканием электрического тока. Но это энергоёмкий процесс, а КПД намного ниже 100%. Во время транспортировки водорода на заправочную станцию происходит большая потеря энергии, стоимость хранения также высока. По оценкам, когда вы наконец отправляетесь в путь и водород превращается в энергию, питающую ваш автомобиль, КПД составляет примерно 38%.
Проблемы с инфраструктурой
Ключевым преимуществом водородных автомобилей является то, что они могут заправляться за считанные минуты, но несмотря на то, что водород — самый распространенный элемент на земле, найти заправочную станцию вам будет нелегко. Кто будет покупать водородные автомобили, если нет заправочных станций? А кто будет инвестировать в заправки, если на рынке нет машин? Первоначальный инвестиционный риск строительства водородной инфраструктуры слишком высок для одной компании, поэтому решение этой проблемы, вероятно, потребует планирования и координации со стороны правительств, промышленности и инвесторов.
За кем будущее?
Есть ли место в мире для обеих технологий? Электромобили с аккумуляторной батареей не без греха: они дорого стоят, а подзарядка занимает много времени. Кроме того, несмотря на то, что электромобили могут не генерировать выбросы выхлопных газов, производство, переработка и утилизация аккумуляторов способствуют выбросам СО2. Кроме того, добыча многих видов сырья, необходимых индустрии электромобилей, порождает как экологические, так и этические проблемы.
Тем не менее отсутствие инфраструктуры для заправки водородом, проблемы, связанные с транспортировкой топлива, и тот факт, что вам нужно потратить гораздо больше энергии, чтобы тронуться с места, чем в случае с электромобилем, означает, что на данный момент сравнение в пользу последнего.
А что в России?
Камский автозавод в 2021 году представил первый в России пассажирский автобус, работающий на водороде. В его основу лег уже знакомый москвичам электробус, который оснастили установкой на топливных элементах и шестью баллонами со сжатым водородом, размещенными на крыше. По планам КамАЗа, уже в 2022 году «водоробус» выведут на тесты на улицы Москвы.
К концу года в Казани должна появиться первая в России водородная заправочная станция из полностью отечественных компонентов. Разработкой станции занимаются сотрудники Казанского государственного энергетического университета (КГЭУ) в партнерстве с тем же «Камазом». Задача ученых создать полную конструкторскую документацию для серийного производства водородных заправочных станций по всей стране. Прототип водородной заправочной станции появится к концу 2022-го года.
