Найти тему
Отражение науки

Водород — будущее российского и мирового автотранспорта?

Вот уже почти десять лет идея создания массового автомобиля на водородном топливе будоражит умы многих мировых производителей. Возникает вопрос: почему? Ведь водород очень дорогой: километр пробега на этом топливе обходится как минимум в два раза дороже, чем на традиционном бензине. Сами водородомобили стоят столько, что по сравнению с ними автомобили электрические выглядят просто эконом-вариантом. Производство водорода, его хранение и транспортировка тоже обходятся очень дорого. И всё же самые разные автопроизводители без устали разрабатывают батареи на водородных топливных элементах, конструируют и испытывают всё новые типы водородных двигателей, испытывают прототипы водородомобилей.

Самый распространённый в мире электромобиль на водородных топливных элементах, внедорожник Hyundai Nexo. Изображение: M 93, CC BY-SA 3.0 de, commons.wikimedia.org
Самый распространённый в мире электромобиль на водородных топливных элементах, внедорожник Hyundai Nexo. Изображение: M 93, CC BY-SA 3.0 de, commons.wikimedia.org

Да что там прототипы: счёт уже произведённых легковых водородомобилей идёт на десятки тысяч. Больше других в этом деле преуспели японская Toyota и южнокорейская Hyundai с их весьма популярными моделями Mirai и Nexo. В той же Японии количество водородных заправочных станций уже перевалило за две сотни. Стараются не отставать от Японии в этом вопросе и такие страны как США, Германия и Южная Корея.

В Германии водородных заправочных станций больше, чем во всей остальной Европе вместе взятой. Изображение: Michal Beim, CC BY-SA 4.0, commons.wikimedia.org
В Германии водородных заправочных станций больше, чем во всей остальной Европе вместе взятой. Изображение: Michal Beim, CC BY-SA 4.0, commons.wikimedia.org

Всё большая популярность водородных автомобилей связана прежде всего с экологичностью этого вида топлива: выхлоп представляет собой всего лишь водяной пар. Это решительно отличается от выхлопа традиционных автомобилей с двигателями внутреннего сгорания, выбрасывающих углекислый газ и прочие вредные продукты сгорания топлива. Но, конечно, развитие водородных автомобилей обусловлено не только приверженностью автопроизводителей и автомобилистов заботе об окружающей среде. Дело в том, что правительства многих государств не скупятся на финансовую поддержку этого вида транспорта. В результате такая компания как Toyota при покупке своего водородомобиля Mirai бесплатно выдаёт каждому покупателю карту с 15 тысячами долларов, на которые он может заправляться водородом.

Водородомобиль (электромобиль на водородных топливных элементах) Toyota Mirai. Изображение: Alexander Migl, CC BY-SA 4.0, commons.wikimedia.org
Водородомобиль (электромобиль на водородных топливных элементах) Toyota Mirai. Изображение: Alexander Migl, CC BY-SA 4.0, commons.wikimedia.org

Так с чего вдруг такая поддержка? В мире с каждым днём набирает силу «зелёная повестка». Человечество хочет достигнуть в ближайшие десятилетия углеродной нейтральности, то есть положения дел, когда концентрация в атмосфере углекислого и других парниковых газов стабилизируется и перестанет расти. Применительно к отдельным компаниям и государствам в целом это будет означать, что компания/государство сократили до нуля выбросы углекислого газа и других парниковых газов в процессе своей деятельности или компенсировали эти выбросы за счет углеродно-отрицательных проектов (когда из атмосферы удаляется больше CO2, чем в неё выбрасывается).

Toyota Mirai: водород в баке находится в газообразном состоянии под высоким давлением 700 бар. Поэтому баки сделаны из особопрочных композитных материалов. Изображение: newsroom.toyota.eu
Toyota Mirai: водород в баке находится в газообразном состоянии под высоким давлением 700 бар. Поэтому баки сделаны из особопрочных композитных материалов. Изображение: newsroom.toyota.eu

Эта деятельность ведётся в рамках реализации Парижского соглашения по климату, заключённого под эгидой ООН в 2015 году. Это соглашение подписало большинство стран мира, в том числе Российская Федерация. Западные страны, в том числе страны ЕС, США и Япония обязались достигнуть углеродной нейтральности к 2050 году, Россия и Китай — к 2060. Отсюда и повальное увлечение водородом. Ведь если получится эту технологию «довести до ума» и обеспечить её массовое использование, экологический эффект может быть очень значительным.

Нам тоже пора заняться экологией. Изображение: BohunkaNika, CC BY-SA 4.0, commons.wikimedia.org
Нам тоже пора заняться экологией. Изображение: BohunkaNika, CC BY-SA 4.0, commons.wikimedia.org

Помимо производителей легковых автомобилей в игру уже вступили и крупнейшие мировые производители грузовиков: Daimler, Volvo и IVECO в числе других компаний создали водородный альянс H2Accelerate. Члены альянса сотрудничают в области разработки топливных элементов, преобразующих водород в электричество, и в целом ставят перед собой задачу ускорения возможности использования водорода в грузовых перевозках.

Грузовой автомобиль на водородных топливных элементах Hyundai Xcient. Изображение: JoachimKohler-HB, CC BY-SA 4.0, commons.wikimedia.org
Грузовой автомобиль на водородных топливных элементах Hyundai Xcient. Изображение: JoachimKohler-HB, CC BY-SA 4.0, commons.wikimedia.org

Надо сказать, что наша страна к вопросам экологии также относится со всей серьёзностью. Достижение углеродной нейтральности к 2060 году — ключевая задача Климатической доктрины Российской Федерации, утвержденной Указом Президента РФ в октябре 2023 года. Развитие водородного транспорта отлично вписывается в эту повестку. Не случайно КАМАЗ уже выпустил свой пилотный водоробус КАМАЗ-6290, а Ярославский Моторный Завод представил водородный двигатель для грузовых автомобилей ЯМЗ-535 H2.

Водоробус  КАМАЗ-6290. Изображение: пресс-релиз kamaz.ru
Водоробус КАМАЗ-6290. Изображение: пресс-релиз kamaz.ru

Автобус КАМАЗ — это электробус на водородных топливных элементах, тогда как разработка ЯМЗ предполагает использование газообразного водорода в режиме двигателя внутреннего сгорания. Примечательно, что у нас в стране развитие водородных технологий идёт по обоим наиболее перспективным на сегодня направлениям. Хотя не так давно участвовал в автогонках автомобиль японской Toyota на сжиженном водороде. Это выглядит почти фантастикой: криогенное оборудование и соответствующие хранилища чрезвычайно дороги, так что сейчас предпочтение отдаётся газообразному водороду. Хотя прогресс не стоит на месте, и неизвестно, чем нас удивят автопроизводители через пару лет. Ведь чего только не сделаешь ради защиты экологии и государственных субсидий.