Многие государства стремятся к снижению вредного воздействия на окружающую среду и перспективы развития водородной энергетики. Концепция развития водородной энергетики есть и в России. Чем привлекателен водород и какие компании готовы выпустить водородный двигатель в серийное производство, «Хайтеку» рассказал генеральный директор и основатель экологического сервиса «Сохрани лес» Андрей Хорошилов.
Водородный двигатель — инновационная технология, которая работает на основе реакции между кислородом и водородом, не выделяя при этом углекислый газ или другие токсичные отходы, образуется только электричество и вода. Это существенно снижает загрязнение атмосферы. Двигатель, работающий на водороде, использует высокое давление для хранения газа, который затем смешивается с воздухом и воспламеняется свечой зажигания. Быстрое сгорание создает давление в камере, приводящее в движение поршни и коленчатый вал.
Водородные двигатели разрабатываются не столько в расчете на частных автовладельцев, сколько на компании, эксплуатирующие смешанные топливные парки. Например, двигатель Man с системой хранения водорода высокой емкости под давлением имеет мощность от 290 л.с. до 500 л.с.
Проблемы инфраструктуры и производства
Несмотря на потенциал водородных двигателей, заинтересованность государств и автопроизводителей, серийное производство до сих пор остается серьезным вызовом. Основная проблема заключается в сложности хранения и перевозки водорода, требующего специальных условий из-за летучести.
Изучаются различные технологии, такие как сжатый водород, жидкий водород и твердотельные хранилища. Сжатый водород требует высокого давления и специальных баллонов, что может быть опасно и неудобно для людей. Для жидкого водорода необходимы очень низкие температуры и специальные изоляционные материалы, что также делает его не слишком удобным в автомобилях.
На данный момент медленно развивается инфраструктура, например, компания Shell в начале 2024 года сообщила о закрытии сети заправок в Калифорнии. Создание и обслуживание заправочных станций требует значительных инвестиций со стороны правительств и компаний. Кроме того, производство самого водорода энергоемко и требует использования экологически нейтральных методов. Это замедляет развитие и распространение данной технологии.
Автомобиль на водороде: реальность
Некоторые компании уже предлагают автомобили с водородными двигателями, хотя бы в мелкосерийном производстве, например, Toyota предоставит машины участникам и организаторам Олимпийских игр в Париже. Это одна из двух представленных сегодня на рынке моделей на водороде, Toyota Mirai. Honda, в свою очередь, последовательно придерживается своих целей по снижению углеродного следа, заявляя о стопроцентном переходе на производство электро- и водородомобилей к 2040 году. Модель с водородным двигателем должна стать серийной в США, начиная с 2024 года. Мелкосерийное производство таких моделей расположено в штате Огайо.
Доля частных владельцев автомобилей на водородном двигателе останется невелика. Гораздо больше возможностей для развития в области пассажирского транспорта, например, железнодорожного. ТМХ, Росатом и РЖД реализуют проект рельсобуса на водородном топливе. Эксперимент проходит на Сахалинской железной дороге. Также первый прототип автобуса с водородным двигателем был представлен «Камазом» в 2021 году, но уже в 2024 автоконцерн планирует серийный выпуск водоробусов на отечественных комплектующих. В 2023 ученые Института нефти и газа Сибирского федерального университета представили экспериментальный образец подобного двигателя для Арктики, который благодаря своей энергоэффективности и экологичности подходит для районов вечной мерзлоты. Как заявляют изобретатели, он собран из отечественных комплектующих и не имеет аналогов в мире по своим характеристикам.
Согласно концепции развития водородной энергетики к 2030 году до 10% пассажирского транспорта планируется перевести на водород. Насколько реалистичны эти намерения покажет время. Прежде всего требуется развитие инфраструктуры для хранения, транспортировки и заправки водородом. Серийное производство водородных двигателей для транспорта — не столько техническое, сколько экологическое достижение на пути минимизации углеродного следа. Переход на водородную энергетику — эволюционный процесс, развитие массового производства такого транспорта существенно снизит зависимость от нефти и будет способствовать сохранению более чистой окружающей среды в будущем.
Читать далее:
Посмотрите, как быстро тонут города: опубликованы новые снимки спутника НАСА
Почему у людей нет хвостов: ученые наконец-то нашли ответ
Палеонтологи откопали «китайского дракона», жившего 240 000 000 лет назад
Обложка: Goodfon I Сведения о лицензии