Все ближе 2035 год, когда в развитых странах Европы и Америки должны отказаться от двигателей внутреннего сгорания. Вернее, эксплуатировать их будет можно, зарегистрировать будет нельзя. Какие именно транспортные средства будут разрешены к регистрации не регламентируется, главное чтобы у них был нулевой выброс СО2. В основном, под этими средствами, конечно, подразумеваются электромобили, но у них есть весьма сильный конкурент – автомобили водородные.
Немного истории
Впервые водород, полученный путем электролиза воды, использовал как топливо для двигателя внутреннего сгорания француз Франсуа Исаак де Риваз еще в 1806 году. И в дальнейшем многие пытались спроектировать водородные двигатели, но, ввиду множества проблем и дороговизны производства водорода, развития это направление не получило. Прогресс пошел по пути использования других видов топлива — бензина, дизельного и т.д. Во время войны, в блокадном Ленинграде, из-за дефицита бензина использовали водород как топливо ДВС автомобилей-установок аэростатов заграждения. Эксперименты по внедрению водорода как энергоносителя долгое время проводились по традиционному пути: ДВС — трансмиссия — ведущие колеса. Более современная тенденция несколько другая: водородный топливный элемент как генератор тока — аккумуляторная батарея или суперконденсатор — электродвигатель — ведущие колеса.
Немало именитых автопроизводителей ведут разработки в этом направлении. Дальше всех, пожалуй, продвинулись Тойота, Хонда и Хендэ. Toyota Mirai, Honda Clarity и Hyundai Nexo выпускаются весьма крупными сериями и пользуются популярностью у покупателей. Увеличение выпуска водородных автомобилей подстегивает развитие соответствующей инфраструктуры, сеть водородных заправок растет в Японии, Корее, Китае, США и в некоторых странах Европы. Судя по всему, перспективы есть. А для России есть перспективы?
Что такое водородомобиль
По сути водородомобиль тоже может считаться гибридным автомобилем, так как его колеса вращает электродвигатель. Разница только в том, что энергия для заряда батареи вырабатывается не двигателем внутреннего сгорания, в топливном элементе за счет химической реакции водорода и кислорода. Главное, что реакция в топливном элементе происходит без горения, и выхлоп водородного автомобиля представляет собой водяной пар, вполне экологически чистая субстанция. Кроме этого, энергоэффективность водорода втрое выше бензина, такие автомобили не издают шума, особо не нуждаются в техобслуживании и имеют превосходные “электрические” ходовые качества. Заправка водородом полного баллона по времени примерно как заправка полного бака бензином – пара минут. Это не часы, как в случае с зарядкой электромобилей. И еще, как утверждается, водородники хорошо заводятся даже при самых сильных морозах. Казалось бы, вот оно, решение. Что может быть лучше водородных автомобилей? Но пока что проблем больше чем достоинств.
Какие проблемы?
Во-первых, оказывается, пока не придумали такого способа получения водорода, который был бы и экологичным и дешевым одновременно. Работы в этом направлении ведутся, и за 20 лет стоимость производства водорода удалось снизить примерно на порядок, но все равно сейчас стоимость проезда километра на водородомобиле вдвое дороже чем на ДВС. Будем надеяться, что ученые придумают технологию, чтобы было хотя бы равенство.
Во-вторых, стоимость самих водородных автомобилей пока что значительно выше электромобилей, и уж тем более старых добрых машинок с ДВС. Дело в том, что молекулы водорода разделяются на электроны и протоны с помощью катализатора, который сделан из платины. Очень недешевый агрегат! Это примерно 60% от стоимости всего топливного элемента. Но и в этом направлении работы тоже ведутся. Британские ученые сообщают о разработке катализатора, в котором вместо платины используются железо, азот и углерод. Такой катализатор почти не уступает в эффективности платиновому, но при этом в разы дешевле. Опять будем надеяться, хотя, это же британские ученые…
В-третьих, водород взрывоопасен. В баллоне водородомобиля давление может достигать 700 атмосфер, а для поддержания его в жидком состоянии необходима очень низкая температура, близкая к температуре абсолютного нуля. При утечке из баллона, в присутствии окислителя, то есть кислорода, водород может сам по себе загореться и даже взорваться, достаточно маленькой искры статического электричества. А еще, если концентрация водорода в воздухе салона повысится, то это может привести к удушью, причем незаметно. И на закуску, так как сжиженный водород имеет очень низкую температуру, то при прямом контакте с открытыми участками кожи, он может вызвать серьезное обморожение. Как-то страшно становится. Но не пугайтесь, производители заверяют, что при современных технологиях вероятность возникновения всех этих неприятностей исчезающе мала.
В-четвертых, инфраструктура. Другие страны нас не интересуют, а вот спросим искусственный интеллект: «Есть ли водородные заправки в России?» и получим ответ: «В настоящее время ни одной водородной заправки в России нет. Первые водородные заправки обещают открыть в 2025 году». И это при том, что в нашей стране уже приобретено несколько водородников. Где же они будут харчеваться? По сути, надо создавать целую отрасль промышленности – водородную. Организовать производство жидкого водорода в разных местах страны, произвести несметное количество специальных водородных цистерн для транспортировки. И поставить на уже имеющиеся АЗС хотя бы по одной водородной колонке, которая, к слову, значительно сложнее и дороже обычной бензиновой. И это по всей стране – от Калининграда до Чукотки и от Мурманска до Сочи. Страна большая, это не какая-нибудь Япония. Сколько лет уйдет на создание такой инфраструктуры? А сколько денег нужно вложить? Кто подсчитает?
Вывод
Подведем итоги. Всем хорош водородный автомобиль, и надежный, и с хорошими ходовыми и эксплуатационными качествами, и экологически чистый. Но, как это часто бывает, хорошая задумка разбивается о суровую правду жизни. Если водородники – автомобили будущего, то, как мы считаем, очень отдаленного. Во всяком случае, в России. Но, в то же время, еще лет десять-пятнадцать назад мало кто верил, что у электромобилей есть будущее, но вот они все наступают и наступают, обретая все больше поклонников, заставляя строить инфраструктуру. Так что, может и для водородных машин не все так плохо.
