Водородный автомобиль: Toyota Mirai — водородный автомобиль

Водородные автомобили: энтузиазм в Азии, сомнения в Германии | Экономика в Германии и мире: новости и аналитика | DW

В Германии быстро растет интерес к водороду (h3). Но является ли этот экологичный энергоноситель перспективным топливом для автомобилей? Мнения на этот счет разошлись, причем на удивление резко. С одной стороны — министр транспорта ФРГ Андреас Шойер (Andreas Scheuer). В 2021-2022 годах по дорогам страны должны ездить 60 тысяч водородных автомобилей, неожиданно для многих объявил он на конференции «Водород и энергетический поворот» в Берлине 5 ноября. Автомобильная промышленность, продолжил министр, «должна вывести на рынок доступные автомобили и показать людям, что эта техника надежно работает». На 1 января 2019 года в Германии было зарегистрировано менее 400 водородных автомобилей.

Volkswagen не собирается выполнять требование министра

С другой стороны — глава концерна Volkswagen Херберт Дис (Herbert Diess). Ровно за сутки до почти ультимативного требования министра он выступил на церемонии начала серийного производства первого «народного электромобиля» VW ID.

3. В своей речи он остановился и на водородной технологии. Ее время, полагает топ-менеджер, наступит не в предстоящем, а лишь в следующем десятилетии (в 2030-х годах), однако применять ее будут главным образом другие виды транспорта — грузовые автомобили, поезда, суда.  

Иными словами, крупнейший автостроитель Германии (и мира) даже не думает выполнять требование министра: Volkswagen целиком сделал ставку на электромобили. Полностью электрических легковых машин в ФРГ было на 1 января 2019 года в общей сложности свыше 83 тысяч. К ним можно прибавить более 340 тысяч гибридов, из которых 67 тысяч были заряжаемыми от розетки плагин-гибридами. 

На Франкфуртском автосалоне 2019 рядом с BMW i Hydrogen Next демонстрировался топливный элемент

Вечером того же 4 ноября в Берлине прошла встреча канцлера Ангелы Меркель (Angela Merkel) c руководителями немецкого автопрома, на которой обсуждалось развитие электромобильности в Германии. Одно из решений: в ближайшие два года установить по всей стране 50 тысяч новых общедоступных зарядных станций.

Сейчас их около 21 тысячи, и считается, что это крайне мало для широкого внедрения автомобилей на электрической тяге. Правительство ФРГ ставит задачу к 2030 году довести число станций до 1 миллиона.

BEV против FCEV: неравные силы

А на следующий день участвовавший в этой встрече Андреас Шойер («вчера водородная тема была, конечно, не приоритетной») на конференции по водороду не без гордости сообщил, что «весной 2020 года у нас в Германии будет уже 100 водородных заправочных станций». К 2021 году к ним должны прибавиться еще 15. Соответствующее заявление о намерениях министр подписал с совместным предприятием h3Mobility, в которое наряду с такими энергетическими компаниями, как Shell и Total, входит и немецкий автостроитель Daimler.

Министр экономики и энергетики Петер Альтмайер и министр транспорта Андреас Шойер

Он с прошлого года малыми партиями выпускает Mercedes GLC F-Cell, который в семи немецких городах можно взять в лизинг. А в сентябре на Франкфуртском автосалоне 2019 была представлена модель BMW i Hydrogen Next, производство которой, опять-таки малыми партиями, баварский автоконцерн начнет в 2022 году.  

Все эти цифры показывают, каков в настоящий момент на немецком рынке расклад сил между двумя экологичными альтернативами автотранспорту с двигателями внутреннего сгорания (ДВС) — между электромобилями, работающими от аккумуляторных батарей (BEV), и водородными автомобилями (FCEV), в которых энергия для электромотора вырабатывается в ходе реакции h3 с кислородом в топливных элементах. 

В такой ситуации автомобильная промышленность Германии однозначно сделала выбор в пользу электромобилей, подчеркнул президент Объединения немецкой автомобильной промышленности (VDA) Бернхард Маттес (Bernhard Mattes) на состоявшейся в конце октября в Штутгарте конференции Handelsblatt Auto-Gipfel 2019. На других континентах, добавил он, могут сделать ставку и на иные технологии (он имел в виду «водородные» планы Японии и Южной Кореи), но Европе, по его мнению, создание разветвленной инфраструктуры одновременно для нескольких видов альтернативных двигателей финансово просто не потянуть.

Toyota Mirai: объемы производства вырастут в десять раз

На этой отраслевой конференции автостроители и их поставщики обсуждали перспективы немецкого и мирового автопрома, и речь, действительно, шла главным образом о гибридах и электромобилях.

Однако два доклада были посвящены водородным автомобилям. Весьма показательно, что с ними выступили представители двух азиатских фирм. 

Выпуск водородного автомобиля Mirai на одной из японских фабрик компании Toyota

Вице-президент по научным исследованиям и разработкам европейского отделения Toyota Геральд Кильман (Gerald Killmann) сообщил, что эта японская компания в десять раз увеличит выпуск водородного автомобиля Toyota Mirai. Привел он и абсолютные цифры: до сих пор ежегодно выпускались 3 тысячи единиц, объемы производства нового поколения этой модели решено увеличить до 30 тысяч в год (для сравнения: в 2018 году компания продала по всему миру в общей сложности свыше 10,5 миллиона автомобилей).

При этом менеджер напомнил историю успеха первого в мире серийного гибридного автомобиля Toyota Prius. Первое поколение, стартовавшее в 1997 году, было убыточным, второе, по его словам, пошло уже лучше, «третье обеспечило хорошую прибыль, сегодня свыше половины продаваемых нами в Европе автомобилей — это гибриды».

Нечто подобное может произойти и с водородной технологией, убежден Геральд Кильман.   

Основными потенциальными покупателями модели Toyota Mirai он считает таксомоторные компании, сервисы перевозки VIP-пассажиров, парки служебных машин фирм и ведомств. И дело тут не только в высокой цене (в Германии этот водородный автомобиль стоит порядка 80 тысяч евро). 

Прототип беспилотного водородного грузового автомобиля южнокорейской компании Hyundai

Компания Toyota исходит из того, рассказал Геральд Кильман, что рядовому покупателю больше подходят электромобили: у него машина ночью и значительную часть дня обычно простаивает, так что есть время ее подзарядить. «У водородной технологии перспективы скорее в профессиональной сфере, там, где автомобиль должен работать круглосуточно или перевозить грузы», — отметил докладчик и указал на решающие преимущества машин на топливных элементах: заправка длится 3-5 минут, а дальность пробега составляет более 500 километров.        

Hyundai Nexo и водородные грузовики для Швейцарии

Таким образом, два лидера мировой автомобильной промышленности, Volkswagen и Toyota, практически сходятся в том, что h3 получит широкое распространение на грузовом автотранспорте. Расходятся они в оценке сроков. И это явно связано с тем, что в Японии уже действует согласованный между правительством, автостроителями и инфраструктурными компаниями план до 2030 года довести число водородных автомобилей на дорогах страны до 800 тысяч. А в Германии есть правительственный план к тому же времени довести число электромобилей до 7-10,5 миллионов.   

Тем временем в Южной Корее стартовал пилотный проект по переводу на h3 сразу трех городов. Речь не только об автомобильном транспорте, но и об электроэнергетике и теплоснабжении, и Hyundai будет поставлять туда свои топливные элементы, рассказал в Штутгарте представитель немецкого отделения этой южнокорейской компании Оливер Гутт (Oliver Gutt). Одновременно она наращивает начавшийся в 2018 году выпуск как водородного внедорожника Hyundai Nexo (цена в Германии: около 70 тысяч евро), так и h3-грузовиков.

Южнокорейский водородный автомобиль Hyundai Nexo на Франкфуртском автосалоне 2019

Сейчас Hyundai, продолжил Оливер Гутт, приступает к выполнению заказа, полученного из Швейцарии: в течение пяти лет туда будут поставлены 1600 работающих на топливных элементах грузовиков, в которых из экологических (и, соответственно, имиджевых) соображений заинтересованы, в частности, крупные сети супермаркетов. Правда, альпийской республике предстоит еще построить соответствующие заправочные станции. 

Без «зеленого» водорода прорыва не будет 

Оливер Гутт порекомендовал следить за развитием сети водородных заправок в Европе на немецком сайте h3.live. Там сразу же бросается в глаза: Германия со своими скоро 100 станциями является бесспорным европейским лидером. Или, иначе говоря: в других странах континента инфраструктура для h3 развита еще меньше.

Принципиально важен также вопрос, откуда берется водород. Производить его из углеводородов, например, из природного газа, с экономической точки зрения представляется не очень оправданным, ведь в таком случае автомобили можно было бы напрямую заправлять компримированным (CNG) или сжиженным природным газом (LNG).

С точки зрения экологии и защиты климата смысл имеет только «зеленый» водород, получаемый из обычной воды методом электролиза с использованием избыточной электроэнергии ветряных и солнечных электростанций.

Но широкое промышленное внедрение экспериментально уже апробированной технологии Power to Gas только начинается. Правда, правительство ФРГ твердо намерено форсировать этот процесс.

Выступая вместе с Андреасом Шойером на конференции в Берлине, министр экономики и энергетики ФРГ Петер Альтмайер (Peter Altmaier) заявил: «Мы хотим, чтобы Германия стала в области водородных технологий номером 1 в мире». Насколько реалистичен этот лозунг в автомобильной сфере, покажет время. Но самые первые в мире водородные поезда начали перевозить пассажиров именно в ФРГ.

Смотрите также:

• Технологии хранения энергии из возобновляемых источников

  Электростанция из аккумуляторов

  Как хранить в промышленных масштабах излишки электроэнергии, выработанной ветрогенераторами и солнечными панелями? Соединить как можно больше аккумуляторов! В Германии эту технологию с 2014 года отрабатывают в институте общества Фраунгофера в Магдебурге (фото). По соседству, в Шверине, тогда же заработала крупнейшая в Европе коммерческая аккумуляторная электростанция фирмы WEMAG мощностью 10 МВт.

• Технологии хранения энергии из возобновляемых источников

  Большие батареи на маленьком острове

  Крупнейшие аккумуляторные электростанции действуют в США и странах Азии. А на карибском острове Синт-Эстатиус (Нидерландские Антилы) с помощью этой технологии резко снизили завоз топлива для дизельных электрогенераторов. Днем местных жителей, их около 4 тысяч, электричеством с 2016 года снабжает солнечная электростанция, а вечером и ночью — ее аккумуляторы, установленные фирмой из ФРГ.

• Технологии хранения энергии из возобновляемых источников

  Главное — хорошие насосы

  Гидроаккумулирующие электростанции (ГАЭС) — старейшая и хорошо отработанная технология хранения электроэнергии. Когда она в избытке, электронасосы перекачивают воду из нижнего водоема в верхний. Когда она нужна, вода сбрасывается вниз и приводит в действие гидрогенератор. Однако далеко не везде можно найти подходящий водоем и нужный перепад высот. В Хердеке в Рурской области условия подходящие.

• Технологии хранения энергии из возобновляемых источников

  Место хранения — норвежские фьорды

  Оптимальные природные условия для ГАЭС — в норвежских фьордах. Поэтому по такому кабелю с 2020 года подводная высоковольтная линия электропередачи NordLink длиной в 623 километра и мощностью в 1400 МВт будет перебрасывать излишки электроэнергии из ветропарков Северной Германии, где совершенно плоский рельеф, на скалистое побережье Норвегии. И там они будут храниться до востребования.

• Технологии хранения энергии из возобновляемых источников

  Электроэнергия превращается в газ

  Избытки электроэнергии можно хранить в виде газа. Методом электролиза из обычной воды выделяется водород, который с помощью СО2 превращается в метан. Его закачивают в газохранилища или на месте используют для заправки автомобилей. Идея технологии Power-to-Gas родилась в 2008 году в ФРГ, сейчас здесь около 30 опытно-промышленных установок. На снимке — пилотный проект в Рапперсвиле (Швейцария).

• Технологии хранения энергии из возобновляемых источников

  Водород в сжиженном виде

  Идея Power-to-Gas дала толчок разработкам в разных направлениях. Зачем, к примеру, превращать в метан полученный благодаря электролизу водород? Он и сам по себе отличное топливо! Но как транспортировать этот быстро воспламеняющийся газ? Ученые университета Эрлангена-Нюрнберга и фирма Hydrogenious Technologies разработали технологию его безопасной перевозки в цистернах с органической жидкостью.

• Технологии хранения энергии из возобновляемых источников

  В чем тут соль?

  Соль тут в тех круглых резервуарах, которые установлены посреди солнечной электростанции на краю Сахары близ города Уарзазат в Марокко. Хранящаяся в них расплавленная соль выступает в роли аккумуляторной системы. Днем ее нагревают, а ночью используют накопленное тепло для производства водяного пара, подаваемого в турбину для производства электричества.

• Технологии хранения энергии из возобновляемых источников

  Каверна в роли подземной батарейки

  На северо-западе Германии много каверн — пещер в соляных пластах. Одну из них энергетическая компания EWE и ученые университета Йены превратили в полигон для испытания технологии хранения электроэнергии в соляном растворе, обогащенном особыми полимерами, которые значительно повышают эффективность химических процессов. По сути дела, речь идет о попытке создать гигантскую подземную батарейку.

• Технологии хранения энергии из возобновляемых источников

  Крупнейший «кипятильник» Европы

  Человечество давно уже использует тепло для производства электроэнергии. Возобновляемая энергетика поставила задачу, наоборот, превращать электричество, в том числе и избыточное, в тепло (Power-to-Heat). Строительство в Берлине крупнейшего «кипятильника» Европы мощностью 120 МВт для отопления 30 тысяч домашних хозяйств компания Vattenfall намерена завершить к концу 2019 года.

• Технологии хранения энергии из возобновляемых источников

  Накопители энергии на четырех колесах

  Когда по дорогам мира будут бегать миллионы электромобилей с мощными аккумуляторными батареями, они превратятся в еще один крупный накопитель энергии из возобновляемых источников. Этому поспособствуют умные сети энергоснабжения (Smart grid): они будут стимулировать подзарядку по низким ценам в моменты избытка электричества. (На фото — заправка для электромобилей в Китае).

  Автор: Андрей Гурков

Ученые приблизились к созданию дешевых водородных автомобилей

https://ria.ru/20200824/avtomobili-1576244320.html

Ученые приблизились к созданию дешевых водородных автомобилей

Ученые приблизились к созданию дешевых водородных автомобилей

Датские ученые разработали новый дешевый вид катализаторов для водородных двигателей. Это может изменить ситуацию в автомобилестроении. Результаты описаны в… РИА Новости, 24.08.2020

2020-08-24T18:00

2020-08-24T18:00

2020-08-24T18:01

наука

автомобили

химия

открытия — риа наука

копенгагенский университет

дания

/html/head/meta[@name=’og:title’]/@content

/html/head/meta[@name=’og:description’]/@content

https://cdn25.img.ria.ru/images/17102/65/171026525_0:26:501:307_1920x0_80_0_0_b16035c94c22bf37e028c5ac3d03fde5.jpg

МОСКВА, 24 авг — РИА Новости. Датские ученые разработали новый дешевый вид катализаторов для водородных двигателей. Это может изменить ситуацию в автомобилестроении. Результаты описаны в статье, опубликованной в журнале Nature Materials.Пока автомобили с водородным двигателем — большая редкость. Все дело в стоимости катализаторов, для производства которых нужна платина. И если в обычных автомобилях используется около пяти граммов этого дорогого металла, то в экологически чистых водородных двигателях — в десять раз больше. Химики из Копенгагенского университета разработали катализатор, который не требует такого большого количества платины.»Для нашего катализатора нужна лишь небольшая часть того количества платины, которое обычно используется в современных водородных топливных элементах для автомобилей, — приводятся в пресс-релизе университета слова руководителя исследования, профессора химии Маттиаса Аренца (Matthias Arenz). — Мы приближаемся к тому же количеству платины, которое требуется для обычного автомобиля. При этом наш новый катализатор намного более стабилен, чем катализаторы, используемые в современных водородных автомобилях».Авторы отмечают, что новые устойчивые технологии часто сталкиваются с проблемой ограниченной доступности редких материалов, что служит препятствием для их промышленного применения. Возможность снизить зависимость от дефицитных или дорогих материалов меняет правила игры.»Новый катализатор позволяет организовать производство водородных транспортных средств в гораздо большем масштабе, чем когда-либо в прошлом», — заявляет еще один автор статьи, профессор Ян Россмейсл (Jan Rossmeisl), руководитель Центра катализа высокоэнтропийных сплавов при кафедре химии Копенгагенского университета. Новый катализатор позволяя производить больше лошадиных сил на грамм платины. При этом он более прочный. Последнее качество не менее важное, чем стоимость. Чем больше поверхность катализатора, тем эффективнее он работает. Но для покрытия большой поверхности, требуется много металла, а если слой будет очень тонким и непрочным, активность катализатора снизится. Для решения этой дилеммы в современных катализаторах слой наночастиц платины покрывают сверху углеродом. К сожалению, углерод делает катализаторы нестабильными. Новый катализатор не содержит углерода. Вместо наночастиц исследователи применили в нем сеть нанопроволок, характеризующихся большой площадью поверхности и высокой прочностью.»С этим прорывом надежда на то, что что водородные автомобили станут обычным явлением, заметно усилилась. Это позволяет сделать их более дешевыми, экологичными и долговечными», — говорит Россмейсл.На следующем этапе исследователи планируют начать переговоры с представителями автомобильной промышленности, чтобы реализовать новую технологию на практике. Центр катализа высокоэнтропийных сплавов (CHEAC), в котором велась разработка, — своего рода центр передового опыта, поддерживаемый Датским национальным исследовательским фондом. В нем разрабатывают новые каталитические материалы для создания экологически чистых химикатов и топлива.

https://ria.ru/20200506/1571028781.html

https://ria.ru/20200804/1575334175.html

дания

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

2020

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

Новости

ru-RU

https://ria.ru/docs/about/copyright.html

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

https://cdn24. img.ria.ru/images/17102/65/171026525_28:0:472:333_1920x0_80_0_0_18b115f59d18d61416f2bb0318e74aef.jpg

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

автомобили, химия, открытия — риа наука, копенгагенский университет, дания

МОСКВА, 24 авг — РИА Новости. Датские ученые разработали новый дешевый вид катализаторов для водородных двигателей. Это может изменить ситуацию в автомобилестроении. Результаты описаны в статье, опубликованной в журнале Nature Materials.

Пока автомобили с водородным двигателем — большая редкость. Все дело в стоимости катализаторов, для производства которых нужна платина. И если в обычных автомобилях используется около пяти граммов этого дорогого металла, то в экологически чистых водородных двигателях — в десять раз больше.

Химики из Копенгагенского университета разработали катализатор, который не требует такого большого количества платины.

«Для нашего катализатора нужна лишь небольшая часть того количества платины, которое обычно используется в современных водородных топливных элементах для автомобилей, — приводятся в пресс-релизе университета слова руководителя исследования, профессора химии Маттиаса Аренца (Matthias Arenz). — Мы приближаемся к тому же количеству платины, которое требуется для обычного автомобиля. При этом наш новый катализатор намного более стабилен, чем катализаторы, используемые в современных водородных автомобилях».

Авторы отмечают, что новые устойчивые технологии часто сталкиваются с проблемой ограниченной доступности редких материалов, что служит препятствием для их промышленного применения. Возможность снизить зависимость от дефицитных или дорогих материалов меняет правила игры.

6 мая 2020, 14:30НаукаКитайские ученые создали прототип реактивного двигателя на воздухе

«Новый катализатор позволяет организовать производство водородных транспортных средств в гораздо большем масштабе, чем когда-либо в прошлом», — заявляет еще один автор статьи, профессор Ян Россмейсл (Jan Rossmeisl), руководитель Центра катализа высокоэнтропийных сплавов при кафедре химии Копенгагенского университета.

Новый катализатор позволяя производить больше лошадиных сил на грамм платины. При этом он более прочный. Последнее качество не менее важное, чем стоимость. Чем больше поверхность катализатора, тем эффективнее он работает.

Но для покрытия большой поверхности, требуется много металла, а если слой будет очень тонким и непрочным, активность катализатора снизится. Для решения этой дилеммы в современных катализаторах слой наночастиц платины покрывают сверху углеродом. К сожалению, углерод делает катализаторы нестабильными.

Новый катализатор не содержит углерода. Вместо наночастиц исследователи применили в нем сеть нанопроволок, характеризующихся большой площадью поверхности и высокой прочностью.

«С этим прорывом надежда на то, что что водородные автомобили станут обычным явлением, заметно усилилась. Это позволяет сделать их более дешевыми, экологичными и долговечными», — говорит Россмейсл.

На следующем этапе исследователи планируют начать переговоры с представителями автомобильной промышленности, чтобы реализовать новую технологию на практике.

Центр катализа высокоэнтропийных сплавов (CHEAC), в котором велась разработка, — своего рода центр передового опыта, поддерживаемый Датским национальным исследовательским фондом. В нем разрабатывают новые каталитические материалы для создания экологически чистых химикатов и топлива.

4 августа 2020, 09:04НаукаРоссийские ученые смоделировали материал для хранилищ водорода

Эксперты рассказали, когда водородные авто станут выгоднее бензиновых

МОСКВА, 24 апр — ПРАЙМ. Автомобили на водородном топливе станут выгоднее для покупателей, чем классические авто на бензине, когда цена водорода на российском рынке достигнет 3 долларов за килограмм, заявили ПРАЙМ в Центре компетенций НТИ по технологиям новых и мобильных источников энергии.

«Мы сделали расчеты, которые показывают, что, если крайне высокая сейчас стоимость водорода на отечественном рынке придет к 3 долларам за килограмм, водородные автомобили станут выгоднее электромобилей на аккумуляторах. И со временем даже обычных автомобилей с ДВС (двигателями внутреннего сгорания — ред. )», — сказал руководитель Центра компетенций НТИ «Новые и мобильные источники энергии» Юрий Добровольский. При этом эксперты не назвали текущую цену водорода в РФ, так как рынок этого топлива еще не сформирован.

Цена автомобилей складывается из разных составляющих, в том числе в нее заложена стоимость инфраструктуры. И если бензиновая инфраструктура уже давно окупила себя, то в случае с водородом расходы на нее будут включаться в стоимость машин, пояснил замруководителя Центра компетенций НТИ «Новые и мобильные источники энергии» Алексей Паевский.

По мнению Добровольского, личный транспорт в России вряд ли скоро станет работать на водородном топливе именно из-за дороговизны заправочной инфраструктуры, а вот существенная часть городского пассажирского транспорта может перейти на водород в течение пяти лет.

«Изначально экономичнее будет использовать водород именно на городском транспорте и на муниципальном. Когда весь транспорт возвращается ночью в парк на заправку. Это позволит сделать не очень большое количество заправочных станций и это будет экономически выгодно по сравнению с бензиновым транспортом», — добавил Паевский.

Говоря о преимуществах водорода в качестве топлива перед бензином, дизтопливом и природным газом, один из собеседников агентства подчеркнул, что водород полностью экологичен.

«Водород — это абсолютно чистое топливо при использовании. А природный газ, хотя и дает выбросов меньше, чем бензин или дизельное топливо, но тем не менее он загрязняет окружающую среду, особенно в виде парниковых газов. В случае водорода вред для природы определяется только тем, как он был произведен», — заключил Добровольский.

В России предложили упразднить потребительскую корзину

Существует условная градация водорода по цвету в зависимости от способа его производства и выделяемого при этом углеродного следа. К примеру, наиболее «чистым» водородом в отрасли считается «зеленый», получаемый за счет электролиза воды с применением энергии из возобновляемых источников (ВИЭ). Есть также «голубой» водород — из природного газа. При его производстве побочный углекислый газ улавливается и хранится в специальных хранилищах. «Серым» считается водород, при получении которого углекислый газ выбрасывается в атмосферу.

Президент РФ Владимир Путин поставил задачу к 2023 году создать в стране городской автобус, работающий на водородном топливе. Доля транспорта на водородном топливе в России в настоящее время равна нулю. «Камаз» уже заявил о начале соответствующих разработок. Как сообщили РИА Новости в пресс-службе Минпромторга РФ, первые автобусы, работающие на водородном топливе, выйдут на улицы российских городов в 2024 году.

Заработать на водороде – Коммерсантъ Санкт-Петербург

Внедрение водородного топлива — перспективное направление и для России, и для всего мира: оно является более технологичным и экологичным. Популяризация подобных технологий связана с рядом существенных ограничений — высокой ценой топлива, необходимостью новых технологических решений для его хранения и транспортировки, а также с развитием инфраструктуры для обслуживания автомобилей. Эксперты отмечают, что экономическая выгода водородного топлива по сравнению с остальными пока неочевидна.

В начале ноября Смольный сообщил, что в Петербурге может появиться каршеринг на водородном топливе. Соответствующий проект рассматривается городом, Минпромторгом РФ и компанией Hyundai. По словам вице-губернатора Петербурга Евгения Елина, городское правительство намерено «забежать вперед и посмотреть, как это будет работать», организовав эксплуатацию таких автомобилей. Впрочем, конкретных сроков названо не было, равно как и подробностей запуска данного проекта, касающихся потенциального оператора каршеринга и количества таких машин.

Как пояснили BG в Минпромторге РФ, речь идет о развитии нового для нашей страны направления — использования, а в будущем и создания транспорта, работающего на водородном топливе. При этом «Каршеринг на водородном топливе» может стать одним из пилотных проектов, реализуемых в мегаполисах. В ведомстве также отметили, что поставщиками водородного топлива могут стать «Газпром» и «Росатом».

Найти отличия

Для начала стоит разделить два направления использования водорода в качестве топлива. «Первый — это применение его в качестве именно топлива для двигателей внутреннего сгорания. Этот вариант старше, чем использование бензина или дизельного топлива, причем почти на век. Прообраз такого двигателя появился еще в 1806 году»,— говорят эксперты «Авито Авто». С двигателями подобного типа создавали легковые модели Mazda (причем в этом случае двигатель роторный и двухтопливный), BMW (тоже двухтопливная схема), Audi, Ford, Hyundai, Toyota, Honda — и это далеко не полный список. В настоящее время в этом направлении (но не единственном и не наиболее приоритетном) работает и производитель грузовиков и автобусов MAN. Кроме того, имели место и российские, и даже еще советские разработки, отмечают эксперты. «Одним словом, это просто одна из ветвей развития современных двигателей. Как для легковой, так и для грузовой техники, для железнодорожных локомотивов и даже для авиации»,— заключают они.

Второе направление — относительно новое и считающееся одним из наиболее перспективных — это водородные топливные элементы, то есть системы, позволяющие использовать водород во взаимодействии с кислородом (без процесса горения) для генерации электроэнергии непосредственно на борту автомобиля. «В автомобиле с водородным двигателем, как правило, есть два бака — с водородом и воздухом, при смешивании которых выделяется электричество. Его можно использовать непосредственно для питания электродвигателя»,— рассказывает Роман Абрамов, исполнительный директор «СберАвто», добавляя, что это прекрасная на первый взгляд технология, не требующая масла, поршней, двигательных элементов, не наносящая вред окружающей среде. «Водородные топливные элементы действительно достаточно перспективны. Подобные разработки — как экспериментальные, так и серийные — также имеют многие производители, среди них Toyota, Hyundai, Mercedes, Opel, Honda, Volkswagen»,— добавляют эксперты «Авито Авто». Пионером в этой области можно назвать компанию Toyota, которая несколько лет назад представила автомобиль Toyota Mirai. «Это не концепт, а работающий продукт, который можно увидеть на улицах Японии и, думаю, в других развитых азиатских стран»,— говорит господин Абрамов. Кроме того, BMW совместно с Toyota ведет разработки для своих авто, развивают это направление Honda и Hyundai. «Какие-то попытки совершают многие производители, у Lada была «Нива» на водородном топливе. Тем не менее пока у всех, кроме Toyota, это остается на уровне экзотики и прототипов»,— указывает он.

Некоторые эксперты автоиндустрии считают, что водородный двигатель применим в первую очередь в транспортных средствах, предназначенных для коммерческого использования (например, машины такси, грузовые автомобили). В частности, такой позиции придерживается глава концерна Volkswagen Герберт Дис. «VW сделал выбор в пользу производства электромобилей, и, как отмечал Герберт Дис, одна из причин — в том, что водородный двигатель обладает большим потенциалом для использования в грузовом транспорте, чем для оснащения персональных легковых автомобилей. Одна из возможных причин такой позиции — то, что машина на водородном топливе в производстве дороже, чем авто с электрическим двигателем»,— объясняют в «Авито Авто».

Преимущества и недостатки

Необходимость перехода на водородное топливо обусловлено и климатическими, и экологическими требованиями. «В 2019 году наша страна подписала Парижскую конвенцию по климату, которая предусматривает разработку технических решений по переходу на экологические виды топлива, так называемое «зеленое» топливо. Россия имеет высокий потенциал для производства экологически чистого водорода. К 2030 году стоимость водорода станет сопоставима со стоимостью традиционных источников энергии, но в настоящее время использование «зеленого» топлива до конечного потребителя затруднительно, в том числе с финансовой точки зрения»,— замечает ректор БГТУ «Военмех» им.  Устинова Константин Иванов. При этом, по его словам, переход транспортной системы Петербурга на «зеленое» топливо потребует колоссальных инвестиций и глобальных инфраструктурных решений.

Водородное топливо — гораздо более технологичный и экологичный вид топлива, оно обеспечивает бесшумную работу, малый расход, а также полную экологичность по причине выбросов водяного пара. Такие автомобили можно очень быстро заправлять — едва ли не быстрее, чем бензиновые или дизельные, что является существенным плюсом на фоне длительной зарядки аккумуляторов. Кроме того, автомобили на топливных элементах имеют лучший запас хода.

Среди недостатков эксперты отмечают сложность и дороговизну получения водорода как топлива: в случае получения его из природных газов не снижаются углеродные эмиссии, а в случае электролиза — необходимо большое количество редкоземельных и драгоценных металлов для установки. «Однако как показало время, если развивать любую технологию, можно достичь снижения стоимости, как это было с литий-ионными батареями, стоившими сначала целое состояние»,— говорит Александр Багрецов, руководитель проектов направления «Оценка и финансовый консалтинг» группы компаний SRG.

По словам директора по административно-хозяйственной деятельности ООО «Байкал-Сервис ТК» Александра Разина, для использования водорода в качестве топлива потребуются не только энергоресурсы для его производства, но и развитая инфраструктура хранения и транспортировки — трубопроводы, железнодорожные цистерны, морские танкеры, автозаправки. «Как известно из химии, водород очень летуч и взрывоопасен. Хранение, транспортировка или использование водорода потребуют наличия высокочувствительных газоанализаторов, сверхпрочных материалов. К примеру, существующая технология водородно-воздушных топливных элементов, которая уже используется на автомобилях Honda, Toyota, Hyundai, пока не показала свою безоговорочную эффективность, так как оборудование довольно тяжелое и габаритное, а вероятность утечки чрезвычайно летучего газа снижает безопасность и требует высочайшего уровня технологий, что, безусловно, влияет на экономику проекта»,— рассуждает господин Разин.

К другим недостаткам можно отнести высокую стоимость машин, которые по своему устройству существенно сложнее бензиновых или электрических, добавляет Дмитрий Мешков, исполнительный директор ООО «Соллерс Инжиниринг». По его словам, в обозримом будущем можно говорить лишь о реализации локальных проектов, таких как создание пассажирского транспорта на водородном топливе для крупных и богатых городов. «Однако и тут не все просто, поскольку у таких автомобилей нет очевидных преимуществ перед электрическими»,— добавляет он.

По словам вице-президента Независимого топливного союза Дмитрия Гусева, практика показывает, что рост транспорта с альтернативными двигателями возможен только при создании достаточной инфраструктуры. А на стартовом этапе развитие инфраструктуры — это долгосрочные инвестиции. «Поэтому первым шагом для развития водородных двигателей будет создание сетей водородных заправок, о чем пока даже упоминания нет в «Энергостратегии-2035″»,— поясняет господин Гусев, предполагая, что в ближайшие пятнадцать лет, если не будет существенных изменений, автомобилей и заправок на водороде не планируется.

Мария Кузнецова

Автозаправка сможет получать топливо из воздуха

Российские ученые сделали и уже подключили к автозаправке первый отечественный электролизный генератор газа, способный производить водород с чистотой 99,999%. Это делает заправку автономной – топливо она получит из воды.

Водородный электролизер – устройство, способное разделять компоненты жидкости при помощи электрического тока, – разработан компанией «Поликом» на базе Центра компетенций Национальной технологической инициативы (НТИ) «Новые и мобильные источники энергии». С его использованием заправка становится независима от внешних поставок газа. По сравнению с обычной бензиновой заправка, для которой водород поставляется в баллонах, в 5–6 раз дороже в эксплуатации. Электролизер эту диспропорцию выравнивает. Прибор использует электричество и воду – эти ресурсы, даже с учетом системы водоподготовки, есть на любой заправке, говорит генеральный директор «Поликома» Евгений Волков.

Внедрение водородного топлива в России делает самые первые шаги – в стране практически нет водородного транспорта, поэтому нет и инфраструктуры для его заправки. В регулярном режиме в России сейчас эксплуатируется только один-единственный автомобиль на водородных топливных элементах – Toyota Mirai. Но это только начало. Год назад правительство России приняло решение разработать программу развития национальной водородной энергетики. Это ключевой фактор глобальной энергетической трансформации, позволяющий снизить парниковые выбросы. Чтобы к 2050 г. понизить температуру окружающего воздуха на 2 градуса, нужно перевести на водородное топливо 400 млн частных автомобилей, 15–20 млн грузовиков и 5 млн единиц общественного транспорта, показал отчет аналитического центра Hydrogen Council. Данные легли в основу программы Центра компетенций НТИ «Водородная Россия – 2050». Один из этапов программы – создание водородной трассы Москва – Казань со всей необходимой инфраструктурой. А также постепенное внедрение в России водородных автомобилей.

В ноябре 2020 г. компания «Эвокарго» объявила о выпуске беспилотного грузовика EVO-1. Он полностью основан на российских разработках, оснащен гибридной системой питания от электрических батарей и водородных топливных элементов, говорилось в официальном сообщении компании. В перспективе грузовики «Эвокарго» смогут пользоваться водородными заправками «Поликома», отметили в офисе НТИ. Понятно, что водородные заправки будут востребованы, когда будут реализованы масштабные транспортные проекты на водороде – пассажирские перевозки, грузовой и коммунальный транспорт.

Человечество более 50 лет ищет альтернативу традиционным моторам, и одна из возможных замен – двигатели, работающие на водороде. При сгорании водорода не образуется токсичных выбросов, он совершенно экологически безопасен, рассказывает генеральный директор «Донэнерго», эксперт в области энергетики и электротранспорта Сергей Сизиков. Минусы водорода – его стоимость и взрывоопасность, а также то, что для его добычи нужен целый производственный комплекс и не в каждом регионе он есть. Водородный транспорт существует пока в виде проектов – в основном ими занимаются крупные автомобильные компании, которые вместе с учеными разрабатывают соответствующие концепты. Из-за взрывоопасности технология не получила распространения в повседневной жизни – мировые производители в качестве основного вектора выбрали электротранспорт, эта технология уже используется людьми и на данный момент электрические гибриды существенно перспективнее водородных, заключает Сизиков. Так что на данный момент водородная технология является скорее научной, чем практической.

Водородные Автомобили в России. ᐈ Каталог авто на водородном топливе| Электромобили.Ру

Эффективное, но дорогое топливо

Публика уже привыкла к борьбе за популярность гибридов, машин с ДВС или электрокаров. Последние пока что занимают самую выгодную позицию, а может ли появиться еще кто-то эффективнее и экологичнее? Тогда стоит вспомнить о транспорте на водородном топливе. Такие машины очень похожи на электрические авто отсутствием вредных выхлопов, однако главное достоинство в заправке — для наполнения баллона водородом до отказа нужно около 10 минут, а хватит горючего на дистанцию в 500 км. Кажется, намного выгоднее, чем электромобиль, однако так ли это на самом деле?

История водородных автомобилей

Еще в 1990-х годах производители углубились в разработку транспортных средств, которые передвигаются на топливных элементах. Основная причина поиска альтернативного горючего — введение новых стандартов выбросов CO2 и энергетический кризис. Единственные экологически чистые автомобили того времени — электрокары, имели несколько ограничений: длительная зарядка аккумулятора, небольшой запас хода, дорогостоящие комплектующие. В итоге компании начали искать другой способ привести машину в действие.

В качестве основного топливного элемента выбрали водород. Химические свойства, экологичность и распространенность в окружающей среде подтолкнули инженеров к мысли, что работа с этим веществом может принести доход и внушительные перспективы. Водородные машины должны были проезжать такие же дистанции, как и бензиновые аналоги, с той же мощностью и скоростью. Однако основная сложность была в другом — как изготовить необходимый двигатель и направить энергию топливного элемента в правильное русло?

Оказывается, первый ДВС на водороде был придуман еще в позапрошлом веке. Большинство экспертов склоняются к исследованиям французского естествоиспытателя Франсуа де Риваз, который в начале XIX века получал водород электролизом воды. В современном мире крупные производители почти одновременно выпустили водородные автомобили с похожей базовой технической “начинкой”.

Принцип работы автомобилей на водородных элементах

Механизм работы и типы моторов очень похожи на деятельность электромобилей, но главное отличие в способе создания энергии. Машины на топливных элементах тоже используют электричество для движения, но получают его не от заряда розеткой. Энергия вырабатывается в процессе физико-химических реакций, которые происходят в самом агрегате. Принцип работы состоит в следующем:

• автомобиль заправляется водородом, который контактирует с кислородом и катализатором. В результате вырабатывается электрический ток, который насыщает энергией двигатель и батарею.

Подобный транспорт заправляют на специальных станциях, которые самостоятельно вырабатывают водород с помощью электролиза воды. Обслуживание автомобиля означает замену водородных элементов, которые исчерпали свой ресурс. Обычно заменяют катализаторную мембрану, которая помогает вырабатывать электричество.

Преимущества использования автомобилей на водородном двигателе

• Расширение продукции. Разработка и производство прототипа может обойтись в 1 млн долларов. Если создавать концепт для автовыставки, то такое транспортное средство не обязательно должно ездить. Для крупных автомобильных концернов эта сумма небольшая, но какой может быть результат. Вполне возможно, что через пару лет водородные технологии будут на высоте.

• Неисчерпаемость. Мировой океан содержит 1,2×1013 тонн водорода, при этом суммарная масса элемента — 1% от общей массы планеты. Однако самое главное достоинство водорода в том, что при сгорании он превращается в воду. Происходит круговорот веществ в природе.

• Экологичность. Когда водород используется в качестве топлива, то не происходит парниковый эффект (в результате выделяется вода). Водород быстро улетучивается и не создает никаких застойных зон.

• Безопасность. Весовая теплотворная способность элемента в 2,8 раза выше, чем у бензина. А это значит, что водород воспламеняется в 15 раз меньше, чем углеводородное горючее.

Недостатки владения водородными автомобилями

Рассмотреть минусы транспорта на топливных элементах можно на примере первого массового водородного авто Toyota Mirai. Как оказалось, у машин подобной модификации, есть и темная сторона.

• Стоимость. Сегодня японский автомобиль на водороде продается почти за 70 000$ в среднем, а это цена базовой версии Tesla Model S в США. Toyota Mirai дороже Chevrolet Volt или Toyota Prius в 2-3 раза. При этом компания еще и теряет доход, поскольку инсайд-информация указывает на реальную стоимость автомобиля в 100 000$. Еще один водородный автомобиль Hyundai Tucson (iX35) Fuel Cell вышел совсем недавно лимитированной серией. Модель оценили в 144 000$.

• Заправка. Сегодня 1 кг водорода стоит почти 8$, а если брать расход 1-1,3 кг на дистанцию в 100 км, то стоимость поездки можно сравнить с движением на бензиновом автомобиле. Гибридный или дизельный агрегат будет даже выгоднее. В это время на 100 км на электромобиле можно потратить меньше 2$. При этом водород труднодоступен. Даже в мегаполисах не так легко найти подходящую заправочную станцию. Все потому, что этот бизнес и не очень выгодный. Для строительства небольшой водородной АЗС необходимо почти 300 000$, а для станции среднего размера — 2 000 000$. Небольшая заправка может заправить за сутки около 30 машин, а на большая почти 250 агрегатов. Это небольшие цифры при затратах на содержание подобных станций. Еще существуют и крупные АЗС, но они могут обойтись в 10 000 000$. Такие предприятия строятся рядом с заводами по выработке водорода, или же на станции должно быть большое хранилище. Все это сложное и дорогое строительство.

• Габариты и вес. Модель на топливных элементах Toyota Mirai имеют длину 4900 мм и вес в 1850 кг, вместимость до 4 пассажиров и багажное отделение в 361 л. Параметры указывают на то, что водородное авто тяжелое и не особо просторное. Лишний вес образуется из-за сложной конструкции: топливные ячейки, электрический преобразователь и дополнительный аккумулятор. Небольшой салон получается из-за массивных баллонов для водорода. Ситуация с электромобилем немного легче — хотя и присутствует крупная АКБ, зато конструкция проще.

Каковы будущие перспективы FCEV?

Идея использовать двигатели на топливных элементах потихоньку развивается не только в умах производителей, но и на деле. Особенно радужные перспективы применения водородных моторов для общественного транспорта. В Германии ездят сотни городских и туристических автобусов на водороде. В 2017 году был анонсирован выпуск первого поезда на водородном топливе, который сможет заменить дизельные составы.

Однако многие эксперты считают, что когда будет придуман способ быстрой зарядки электромобиля, то водородные машины могут отойти на второй, или даже третий план. Все дело в том, что решение всех проблем, связанных с транспортом на водороде займет намного больше времени, чем строительство сверхбыстрых станций. Первая такая “заправочная” станция появилась в США в 2017 году, а в 2018 году несколько предприятий должны открыться в Европе. Но пока станции для электрокаров не так быстро распространяются, водородные автомобили набирают популярность.

Первый в России автомобиль на водородном топливе представят в Сколково

Новости > Хроника рынков НТИ > AutoNet

11. 10.2019

На площадке форума «Открытые инновации» состоится презентация электрокара с водородными топливными элементами

В Центре компетенций НТИ по технологиям новых и мобильных источников энергии на базе Института проблем химической физики Российской академии наук, разработн водородный топливный элемент для легкового электроавтомобиля. Транспортное средство на водородном топливе будет представлено на форуме «Открытые инновации», который откроется 21 октября в Сколково, сообщает агентство ТАСС, со ссылкой на руководителя Центра компетенций НТИ Юрия Добровольского.

Специалисты Центра разработали энергоустановку, способную заряжать аккумулятор в процессе движения электроавтомобиля, а в будущем и машины на газовом топливе, продлевая длительность пробега.

«Время, на которое можно продлить длительность пробега, зависит от скорости потока и дорожных условий. Если автомобиль постоянно находится в движении, он потребляет энергию от аккумулятора, а значит его заряд восстанавливается медленнее. В условиях дорожной пробки будет сохранять заряд, а значит время работы увеличится. По нашим расчетам, пробег можно увеличить в 1,5-3 раза», – пояснил Юрий Добровольский.

Водородный топливный элемент потребляет 7 литров топлива в день, этого объема хватает на 500 км пробега. Для работы таких автомобилей потребуется сеть водородных заправочных станций, проект которой также разрабатывают в Центре компетенций НТИ. В случае, если водородные автомобили будут обслуживаться на газовых станциях заправки, стоимость водородного топлива будет сравнима с газом.

«Сейчас мы разрабатываем систему, при наличии газовых заправок в которой, стоимость водорода получается намного дешевле бензина и приближается к цене природного газа. Если водород привозится с завода в чистом виде, то он, конечно, будет дороже за счет множества лишних этапов транспортировки, но при встраивании водородной станции в систему газовой заправки, цена становится соизмеримой по стоимости с газом», – убежден Юрий Добровольский.

Партнером Центра компетенций НТИ по технологиям новых и мобильных источников энергии в проекте автомобиля на водородном топливе выступает компания «Электротранспортные технологии». Как сообщил ТАСС генеральный директор компании Антон Поппель, в перспективе силовая установка может использоваться для беспилотников.
«Есть планы по разработке решения для беспилотных грузовых платформ, которые также нуждаются в энергосистемах, способных снизить частоту заправки до минимума», – пояснил Антон Поппель.

Испытания легкового автомобиля с водородным топливным элементом на полигоне запланированы на февраль 2020 года, в мае разработчики протестируют установку для грузовиков. Статус предсерийного образца для первых коммерческих легковых электромобилей установка может получить уже летом 2020 года. Массовое внедрение технологии начнется только после создания инфраструктуры, считают авторы разработки.

---

---

Центр компетенций по технологиям новых и мобильных источников энергии – один из 14 центров компетенций Национальной технологической инициативы (НТИ, проектный офис — Российская венчурная компания), которые созданы в России в рамках нацпроекта «Наука». Главная его задача — разработка технологии создания новых и портативных источников энергии. 

Форум «Открытые инновации» проводится ежегодно с 2012 года под эгидой правительства РФ и является площадкой для обсуждения проблем развития и коммерциализации новейших технологий, а также создания новых инструментов международного сотрудничества в этой сфере. В этом году он пройдет 21-23 октября в инновационном центре «Сколково». Темой форума станет «Цифровая нация. Трансфер к интеллектуальной экономике». Программа включает более 150 деловых сессий с участием экспертов из более 90 стран мира — ученых, инвесторов, предпринимателей, управленцев.

В организации форума принимают участие Министерство экономического развития РФ, правительство Москвы, Фонд «Сколково», Российская венчурная компания, Фонд инфраструктурных и образовательных программ, Фонд содействия инновациям, Государственная корпорация развития «ВЭБ.РФ».
 и др. ТАСС является информационным партнером форума.

#электротранспорт, #водородная энергетика

2021 Toyota Mirai Fuel Cell Vehicle

Mirai вырабатывает электроэнергию, соединяя водород с кислородом из внешнего воздуха.

В основе Mirai водород из топливного бака и воздух, поступающий из впускной решетки, встречаются в Стек топливных элементов. Там химическая реакция с участием кислорода воздуха и водорода создает электричество, питающее Мираи. В конце концов, единственный побочный продукт — это вода.

Ограничено показано с доступными 20-дюйм. Диски из алюминиевого сплава Super Chrome.Показан прототип автомобиля с опциями с использованием визуальных эффектов.

Заправить Mirai просто. Там же насос и форсунка, как на бензоколонке. Когда вы накачиваете водород попадает в топливные баки, армированные углеродным волокном, где и хранится. Примерно через пять минут [mirai_fueling] вы будете готовы отправиться в путь.

Ограничено показано в Hydro Blue [extra_cost_color] с доступными 20-дюйм. Диски из алюминиевого сплава Super Chrome. Показан прототип автомобиля с опциями с использованием визуальных эффектов.

УЧИТЬ БОЛЬШЕ

Водородные топливные баки Mirai прошли тщательные испытания и доказали соответствие Глобальным техническим правилам № 13. [mirai_safety] Его топливные баки с полимерным покрытием, обернутым углеродным волокном и футерованным полимером, поглощают в пять раз больше энергии удара, чем сталь. При высокоскоростном столкновении датчики предназначены для остановки потока водорода, и любой вытекший водород быстро улетучится обратно в атмосферу.

Резервуары с водородом показаны с использованием визуальных эффектов.

Мы делаем это еще проще. Mirai поставляется с бесплатным топливом на 15 000 долларов США или на 6 лет при покупке и 15 000 долларов США на бесплатное топливо на 3 года при аренде. После покупки мы предоставим вам топливную карту, поэтому все, что вам нужно сделать, это провести пальцем, чтобы начать заправку. [mirai_comp_fuel2]

Ограничено показано в Hydro Blue [extra_cost_color] с доступными 20-дюйм. Диски из алюминиевого сплава Super Chrome. Показан прототип автомобиля с опциями с использованием визуальных эффектов.

Почему мы должны использовать электрические, а не водородные автомобили

В федеральном бюджете на этой неделе не было никаких обнадеживающих сигналов для стимулирования внедрения электромобилей или увеличения расходов на установку основной инфраструктуры, необходимой для развеивания опасений, что автомобилисты не смогут для подзарядки в дальних поездках вдали от дома.

Федеральное правительство выделило 5 миллионов долларов на создание современного производственного предприятия в Южной Австралии по сборке электромобилей, но это небольшая сумма по сравнению с 200 миллионами долларов, выделенными на увеличение емкости хранения дизельного топлива.

В бюджете также, похоже, не выделены какие-либо средства на установку инфраструктуры водородного топлива, но это может быть благом.

В сентябре прошлого года в «Дорожной карте технологий» правительство говорило о разработке чистого водорода с его опорой на улавливание и хранение углерода, а не на «зеленый» водород, производимый из 100% возобновляемой электроэнергии.

Многие страны говорят о разработке водорода как о некоем экономическом спасителе, в том числе Аргентина и Чили, но, по крайней мере, они сосредоточены на экологически чистом водороде.

Водородные автомобили «не экономическая панацея»

Одно из применений водорода — это топливо для электромобилей, часто называемых электромобилями на топливных элементах, но давайте назовем их просто водородными автомобилями.

Хотя выхлопных газов нет, переход на автомобили на водороде может не стать той экономической панацеей, на которую можно было бы надеяться по сравнению с электромобилями.

Во всем мире большая часть водорода производится путем паровой конверсии метана или природного газа, где основным побочным продуктом является диоксид углерода и другие парниковые газы; Следующим по распространенности методом получения водорода является газификация угля, и в глобальном масштабе только около четырех процентов воды образуется из воды путем электролиза из-за ее высоких затрат.

Хотя водород можно производить путем электролиза, нет никакой гарантии, что электричество на 100% состоит из возобновляемых источников энергии.

Однако самый большой фактор, влияющий на экономику использования водородных автомобилей, заключается в том, что для продвижения автомобиля они потребляют как минимум вдвое больше электроэнергии на километр, чем подключаемые к электросети электромобили, и являются относительно неэффективными.

И учитывая, что Австралия не имеет 100% возобновляемых источников энергии и довольно большие доли угля, используемого для производства электроэнергии, даже если водород был произведен путем электролиза воды, это не будет чистым топливом.

И учитывая неэффективность автомобилей, использование исключительно возобновляемых источников энергии для производства водорода — не лучшее использование этого электричества.

Чтобы преодолеть такое же расстояние, необходимо удвоить выработку электроэнергии.

Дополнительный расход зеленого водорода

Итак, если бы все наши легковые автомобили были электрическими, это составляло бы около 23% нашей потребности в электроэнергии, но если бы все они были водородными, это было бы вдвое больше.

Это большие дополнительные расходы, чтобы установить достаточно возобновляемых источников энергии для производства зеленого водорода.

Машины не только неэффективны, но и заправочных станций водородом в Австралии практически не существует, а установка инфраструктуры обходится очень дорого.

Транспортировка водорода затруднена, хотя CSIRO работает над этой проблемой, и, судя по всему, водород имеет проблемы с утечкой во время доставки.

Удобно, что электромобили можно заряжать непрерывно от любой бытовой розетки — не нужно ехать на заправочную станцию, чтобы заправиться.

И это может дать вам еще один ключ к пониманию того, почему нефтяные компании, такие как Shell, продвигают водородные автомобили как один из видов более чистого транспорта.

Быстрая зарядка дешевле водородных заправок

Но стоимость установки достаточного количества водородных заправочных станций для удовлетворения потребностей рынка будет выше, чем установка устройств быстрой зарядки на заправочных станциях.

В Австралии очень мало моделей водородных автомобилей, которые не продаются в частном порядке, и они очень дороги даже по сравнению с электромобилями.

Из-за неудобств ограниченных возможностей заправки, возможно, водородные автомобили станут нишевым продуктом для конкретных задач.

Однако потребительское обоснование при покупке автомобилей является сложным.

Не только калифорнийцы отказываются от водородных автомобилей — в настоящее время они являются лидерами мирового рынка, но некоторые первые покупатели электромобилей также возвращаются к автомобилям, работающим на ископаемом топливе.

Исследования показали, что это часто происходит из-за неудобств при подзарядке электромобилей, особенно для тех, у кого есть автомобили с ограниченным радиусом действия и нет возможности подзаряжаться дома или поблизости от него.

Следовательно, необходимо инвестировать в общественные сети зарядных устройств по всей стране, причем не только для поездок на дальние расстояния, но и для людей, не имеющих парковки во дворе.

Будущее за электричеством

Но в настоящее время почти все крупные производители автомобилей переходят на электромобили, даже Toyota, которая инвестировала в исследования и разработки водородных автомобилей, будет предлагать электромобили.

Компания

VW, околосмертная после того, как «дизельгейт» извлекла уроки из своих ошибок, осознала, что будущее за электричеством, и вкладывает большие средства.

Китай так настойчиво преследовал электрическую мечту, что имеет сотни компаний по производству электромобилей и рискует лопнуть мыльного пузыря, поэтому правительство рассматривает возможность принятия мер, чтобы обуздать эту деятельность.

Еще один аспект, который следует учитывать, — безопасность топлива.

Геополитическая нестабильность в нашем регионе всегда представляет собой риск — и даже невинные ошибки могут повлиять на страны, зависящие от импортируемой нефти.

Австралия импортирует около 90 процентов своего топлива, израсходовав около 30 миллиардов долларов в 2019-2020 годах, эти деньги уходят в офшоры, а не остаются здесь, чтобы стимулировать нашу местную экономику.

Подумайте вот о чем: купите электромобиль, установите на крыше фотоэлектрическую систему (солнечные панели, вырабатывающие электричество), которая достаточно велика для вашего домашнего хозяйства и транспортных нужд (и помните, что типичное дневное путешествие для австралийцев потребляет меньше электроэнергии, чем насос для бассейна) и у вас нулевые выбросы и вы свободны от международных сил, которые контролируют наши поставки энергии на транспорте.

Австралийцы являются мировыми лидерами в производстве фотоэлектрических установок для дома.

И помните, электромобиль можно подзарядить от любой бытовой розетки — как телефон, только на колесах.

Авторы: Гейл Бродбент — докторант факультета естественных наук Университета Южного Уэльса; Грасиела Меттернихт — профессор географии окружающей среды в Школе биологических наук о Земле и окружающей среде Университета Южного Уэльса.

Источник: UNSW Newsroom.Воспроизведено с разрешения.

Почему водород все еще (в конце концов) имеет смысл

ИСПРАВЛЕНИЕ 10.05.2021: Тип водорода, производимый в процессе Ways2H, — это возобновляемый водород, а не голубой водород.

Мартин Тенглер, ведущий аналитик BloombergNEF по водороду из Токио, любит говорить о том, что мы находимся на пороге по крайней мере четвертого почти безумия в пользу водорода с 1974 года. В этом году Road & Track рекламировал «Водород: новое и чистое топливо для будущего» на мартовской обложке. Вероятно, они не имели в виду более 45 лет в будущем.

Второе безумие произошло в 2005 году, когда генеральный директор Ballard Power Systems, производителя топливных элементов, заявил, что к 2010 году они будут продавать производителям автомобилей от 200 000 до 500 000 в год. Они не достигли этой отметки.

А затем был 2009 год, когда несколько производителей автомобилей подписали совместное письмо о намерениях, согласно которому к 2014 году они будут продавать сотни тысяч автомобилей с водородным двигателем.Этого тоже не произошло.

Но это следующее почти безумие может быть другим, считает Тенглер. Только за последний год прогнозируемый рост или, по крайней мере, интерес к водородной энергетике превзошел даже недавние прогнозы. В то время как большинство автопроизводителей объявили об амбициозных планах электрификации, привязанных к автомобилям с подключаемым модулем, Honda недавно позаботилась о включении автомобилей на водородных топливных элементах в свою цель по поэтапному отказу от бензиновых двигателей в Северной Америке к 2040 году. Daimler Trucks и Volvo стали партнерами в Европе, чтобы попытаться сократить расходы и сделать водород финансово оправданным для дальних перевозок.

Почему сейчас Тенглер настроен оптимистично? Тем более, что Калифорния, единственное место в США с водородной инфраструктурой, продолжает бороться с предложением даже при скромном спросе. Потому что затраты на производство водорода начнут значительно снижаться, причем не только грязного «серого» водорода, производимого, скажем, из ископаемого топлива или электроэнергии, вырабатываемой углем, но и экологически чистого зеленого водорода.

Тенглер считает, что эти затраты могут сократиться на 85 процентов к 2050 году. Между тем, никто не прогнозирует, что бензин упадет на 85 процентов, ну, в общем, когда-либо.

К тому времени затраты могут упасть ниже 1 доллара за килограмм по сравнению со средней стоимостью 16,51 доллара за килограмм в 2019 году. По данным EPA, водородная Toyota Mirai проезжает в среднем около 73 миль за килограмм.

Интересно, однако, что это последнее безумие, связанное с водородом, не имеет ничего общего с автомобилями. Фактически, как сказал Тенглер, «водород может быть не лучшим топливом для автомобилей». То есть по сравнению с электричеством.

То, что Тенглер и его команда прогнозистов восхищает водородом, так это его промышленное будущее, производство стали, пластика и цемента, что он делает сейчас, и питание самолетов, кораблей и поездов, чего он не делает.По словам Тенглера, во главе прогнозов по снижению затрат стоит солнечная фотоэлектрическая энергия. Solar photovoltaic, или PV, объединяет слова, обозначающие свет (фото) и электричество (гальваника). Солнечные фотоэлектрические системы — это способ преобразования солнечного света в электричество, и этот процесс также можно использовать для создания водородного топлива. «Падение затрат на солнечные фотоэлементы является ключевым фактором», — сказал Тенглер, обосновывая свой энтузиазм по поводу водорода, который отражает его энтузиазм по поводу солнечной энергии.

Также его увлечение Китаем. Большинство электролизеров, которые производят водород, производятся в Китае, и подавляющее большинство солнечного оборудования производится в Китае, и ожидается, что подавляющая часть этого количества будет расти.

«Такие низкие затраты на возобновляемый водород могут полностью изменить энергетическую карту», ​​- сказал Тенглер. «Это показывает, что в будущем, по крайней мере, 33 процента мировой экономики могут быть обеспечены чистой энергией не на цент дороже, чем она платит за ископаемое топливо. Но для достижения этой технологии потребуется постоянная государственная поддержка — мы находимся на стадии сейчас высокая часть кривой затрат, и необходимы инвестиции, поддерживаемые политикой, чтобы добраться до нижней части ».

Итак, солнечная энергия — одно из возможных решений для улучшения снабжения водородом.Двое других смогут добраться до Калифорнии к концу года.

WAYS2H: мусор + термохимический процесс = водород

Жан-Луи Киндлер, соучредитель и генеральный директор Ways2H, еще не практикует то, что он проповедует. «Я вожу пожирателя бензина», — сказал он. «Я люблю мой газовый пожиратель». Конечно, он хотел бы отвезти что-то, работающее на водороде, к ближайшему торговцу Джо, но имеющийся перечень автомобилей с водородным двигателем не особо привлекает любителей больших или спортивных автомобилей, но Киндлер думает, что это скоро.

И к тому времени он сможет перекачивать переработанный мусор в свой резервуар.

Компания Киндлера планирует построить относительно небольшие заводы по переработке водорода возле мусорных свалок, отделить металл от стекла и использовать остальное — от пакетов из-под молока до наполнителя для кошачьего туалета и того, что живописно называют «осадком», — для производства возобновляемого водорода.

Почти готовый объект в Токио, который будет преобразовывать осадок сточных вод в возобновляемый водородный газ для автомобилей на топливных элементах.Ways2H планирует представить эту технологию в Калифорнии в этом году.

TODA CORPORATION / Japan Blue Energy Co. Ltd.

Около 90 процентов сегодняшнего водорода — это «серый», производимый из электричества или ископаемого топлива. Затем водород загружается в трубчатые прицепы, буксируемые тракторными прицепами, и доставляется на заправочные станции, большинство из которых находится в Калифорнии; эта доставка — самая дорогая часть цены за килограмм. С точки зрения чистой энергии лучше использовать синий водород. («Зеленый» водород, который может быть произведен с помощью солнечной энергии, — это Святой Грааль.)

Нефтеперерабатывающие заводы Kindler используют химический процесс для выработки необходимого тепла — не электричества или нефти — до температуры 1200-1300 градусов по Фаренгейту — в бескислородной атмосфере. «Совершенно правдоподобно» — производить водород из мусора, — сказал Тенглер из BloombergNEF. «Это делается здесь, в Японии».

Первый нефтеперерабатывающий завод Kindler Ways2H поступает из Японии, три контейнера отправятся на борт в июне и могут производить водород из мусора в Калифорнии к концу года. Где в Калифорнии? Он не готов сказать.Более крупные системы будут построены на месте, но Киндлер хотел начать с меньшей, чтобы проиллюстрировать ее переносимость. Сначала это будет скромная операция: вывоз мусора из общины, где он расположен, а затем возвращение водорода в город для подачи энергии.

Система Ways2H стандартного размера «перерабатывает 24 тонны отходов в день с получением от 1 до 1,5 тонн водорода», — сказал Киндлер, — этого достаточно, чтобы заполнить баки от 200 до 300 легковых автомобилей.

«Знаете ли вы, что в Америке 30 000 водородных вилочных погрузчиков?» он сказал.Мы не. Но в этом есть смысл — никакого загрязнения внутри склада и никакого простоя на три-четыре часа, пока они перезаряжают свои батареи.

Киндлер сказал, что нефтеперерабатывающие заводы масштабируемы и могут быть значительно увеличены для производства коммерческого водорода, который может быть продан. Крупный заказчик? Индустрия дальних грузоперевозок, которая активно работает над водородными автомобилями.

И, для Киндлера, может быть, большой, удобный пожиратель водорода, как только кто-нибудь его сделает.

POWERTAP: Производство водорода на заправочных станциях.

Если вы смотрели начало сезона IndyCar в Barber Motorsports Park в Алабаме 18 апреля, возможно, вы видели некоторых членов экипажа Andretti Autosport с надписью PowerTap на спине их формы. Это был тихий выход для компании, которая заявляет, что планирует открыть 500 водородных заправочных станций в ближайшие несколько лет, начиная с 29 в Калифорнии, на существующих станциях, принадлежащих гонщикам-бизнесменам Марио и Майклу Андретти.

В отличие от существующих станций, PowerTap планирует построить небольшие здания на существующих станциях, в которых будет размещено оборудование для производства водорода.Он будет использовать природный газ и городскую воду для производства голубого водорода, улавливания и хранения оставшегося углерода.

Визуализация завода по производству водородного топлива, запланированного PowerTap.

PowerTap

Это традиционный метод. «Эта технология возникла сто лет назад», — сказал Тенглер, и Китай производит недорогие электролизеры с впечатляющими темпами, так что покупка не так уж и высока.

Но, как и Киндлер из Ways2H, генеральный директор PowerTap Рагху Киламби видит гораздо более быстрый путь к прибыли через рынок 18-колесных и средних грузовиков, а не через автомобили.Да, он знает о полуфабрикатах с батарейным питанием, таких как предлагаемая версия Tesla, «но я не верю, что сейчас это коммерчески жизнеспособно». Размер и вес необходимых аккумуляторов, время их зарядки, инфраструктура, необходимая для подзарядки грузовиков — водород готов, как только у водителей появится место для его покупки. Toyota, скорее всего, первой выберет тяжелый грузовик с водородным двигателем, если Никола не наведет порядок в своем доме.

Кроме того, все, что вам нужно сделать, чтобы продать грузовик нового типа, — это убедиться, что он имеет смысл для бизнеса.«Автомобили — это часто эмоциональная покупка», — сказал Киламби. «Люди покупают Ferrari не потому, что они приносят доход. Грузовые компании будут покупать то, что им нужно для получения прибыли». Возможность размещать станции по производству и заправке водорода по всей стране является большим преимуществом для инициативы по водородным грузовым автомобилям — нет необходимости доставлять водород в отдаленные места по трубопроводам, по железной дороге или автомобильным транспортом.

Киламби также сказал, что его станции могут производить килограмм водорода за несколько долларов.Если он сможет продать его, скажем, по 8 долларов за килограмм, это почти вдвое снизит цену на нынешние точки выхода водорода.

То, что делает возможным PowerTap, — это именно то, что, по словам Тенглера, было бы необходимым — «инвестиции, поддерживаемые политикой», или, другими словами, государственные деньги. И щедрая система углеродных кредитов Калифорнии. В какой-то момент, сказал Киламби, вы получали углеродные кредиты за то, что вы продали. Но теперь вы можете получать углеродные кредиты для инфраструктуры, как только у вас есть что продать, и это играет большую роль в финансовой стратегии PowerTap. Углеродные кредиты — это торгуемый актив, и их стоимость при администрации Байдена, вероятно, будет расти и может распространиться на другие штаты, надеется Киламби.

В сценарии «курица или яйцо» кажется, что яйцо финансируется государством до того, как оно продаст каких-либо цыплят. PowerTap будет строить станции в основном за счет частного капитала, и как только они будут построены, они соберут достаточно углеродных кредитов, чтобы их поддерживать до тех пор, пока рынок водорода не догонит новые поставки.

На бумаге это работает.До конца года мы могли увидеть, насколько хорошо это работает в реальном мире.

Этот контент создается и поддерживается третьей стороной и импортируется на эту страницу, чтобы помочь пользователям указать свои адреса электронной почты. Вы можете найти больше информации об этом и подобном контенте на сайте piano.io.

Toyota построила двигатель внутреннего сгорания, потребляющий водород, и это звучит потрясающе

Японский автогигант Toyota работает над водородным автомобилем нового поколения. Когда слова Toyota и Hydrogen находятся в одном предложении, на ум приходит Toyota Mirai с водородным двигателем. Тем не менее, Mirai — это водородно-электрический автомобиль или FCEV (электромобиль на топливных элементах). Он использует водородное топливо для преобразования электроэнергии и питания бортового электродвигателя. На этот раз Toyota придумала нечто иное.

«В конце прошлого года мы построили прототип, который обеспечил то« автомобильное ощущение », которое любят любители автомобилей, например, через звук и вибрацию, даже несмотря на то, что мы имели дело с экологическими технологиями, — сказал Кодзи Сато, главный бренд-директор, и Президент компании Gazoo Racing.«Только недавно я понял, как одно вело к другому, что мы можем использовать технологии, которые у нас были под рукой».

Автомобиль на видео — Corolla Hatchback, оснащенный двигателем внутреннего сгорания, потребляющим водород. Он также имеет систему полного привода от легендарного хот-хэтча Toyota GR Yaris. Судя по бодрящему звуку выхлопа, вы не подумаете, что здесь играет роль водород, но это так. Это не только звучит фантастически, но и лай выхлопа ничем не отличается от настроенного автомобиля с бензиновым двигателем.

Toyota утверждает, что это 100-процентный водород с нулевым содержанием бензина. В инновационном водородном двигателе Toyota почти не выделяется углекислый газ, поскольку ископаемое топливо не сжигается. Однако автомобиль производит определенное количество ядовитых газов, поскольку двигатель сжигает водород и кислород из воздуха. Это не автомобиль с нулевым уровнем выбросов, как полностью электрический автомобиль (EV) или FCEV, но он выделяет значительно меньше токсичных веществ, чем чистый бензиновый автомобиль.

«Toyota использует водородные экологические технологии, культивируемые с помощью Mirai.В нем также используются технологии безопасности, разработанные Yaris WRC », — сказал Акио Тойода, генеральный директор и президент Toyota Motor Corporation. «Как участник автомобильной индустрии, думая, что для автоспорта важно создать место, где каждый мог бы развлечься даже в эпоху безуглеродных выбросов, я решил, что мы должны использовать водородный двигатель».

Вы правильно прочитали. Toyota представит свой хэтчбек Toyota Corolla Hatchback 2021 года в гонке Super Taikyu 24 Hour Endurance Series с 21 по 23 мая 2021 года.А поскольку гоночный автомобиль Toyota — единственная модель с двигателем внутреннего сгорания, работающим на водороде, команде во главе с гонщиком Хироаки Ишиура было дано время на трассе, чтобы испытать автомобиль.

Выиграет или проиграет; в этом мы болеем за Тойоту. Пришло время вступить в бой с более чистым газовым двигателем, и вы получите весь звук и вибрацию обычного автомобиля, не сжигая ни капли ископаемого топлива. Поехали, Тойота!

Водородные автомобили не обгонят электромобили, потому что им препятствуют законы науки

Водород уже давно рекламируется как будущее легковых автомобилей. Электромобиль на водородных топливных элементах (FCEV), который просто работает на водороде под давлением от заправочной станции, производит нулевые выбросы углерода из своих выхлопных газов. Его можно заправить так же быстро, как эквивалент ископаемого топлива, и он обеспечивает такое же расстояние езды, как и бензин. У него есть некоторая поддержка со стороны тяжеловесов, например, Toyota выпустит Mirai второго поколения в конце 2020 года.

Канадская ассоциация водорода и топливных элементов недавно выпустила отчет, в котором восхваляются водородные автомобили. Среди прочего, в нем говорится, что углеродный след на порядок лучше, чем у электромобилей: 2.7 г углекислого газа на километр по сравнению с 20,9 г.

Тем не менее, я считаю, что водородные топливные элементы — это ошибочная концепция. Я действительно думаю, что водород сыграет значительную роль в достижении нулевых чистых выбросов углерода за счет замены природного газа в промышленном и домашнем отоплении. Но мне трудно понять, как водород может конкурировать с электромобилями, и эта точка зрения была подтверждена двумя недавними заявлениями

.

В отчете BloombergNEF заключил:

Большая часть рынка автомобилей, автобусов и легких грузовиков, похоже, будет использовать [аккумуляторные электрические технологии], которые являются более дешевым решением, чем топливные элементы.

Volkswagen тем временем сделал заявление, сравнив энергоэффективность технологий. «Вывод очевиден», — заявили в компании. «В случае с легковой машиной все говорит в пользу аккумулятора и практически ничто не говорит в пользу водорода».

Проблема эффективности использования водорода

Причина, по которой водород неэффективен, заключается в том, что энергия должна переходить от провода к газу, чтобы привести автомобиль в действие. Иногда это называют переходом вектора энергии.

Возьмем 100 ватт электроэнергии, производимой возобновляемым источником, например ветряной турбиной. Чтобы привести в действие FCEV, эта энергия должна быть преобразована в водород, возможно, пропуская ее через воду (процесс электролиза). Это около 75% энергоэффективности, поэтому около четверти электроэнергии теряется автоматически.

Произведенный водород необходимо сжимать, охлаждать и транспортировать на водородную станцию, а эффективность этого процесса составляет около 90%. Попав внутрь автомобиля, водород необходимо преобразовать в электричество, что дает 60% эффективности.Наконец, эффективность электричества, используемого в двигателе для движения автомобиля, составляет около 95%. В совокупности используется только 38% первоначальной электроэнергии — 38 ватт из 100.

В электромобилях энергия проходит по проводам от источника до автомобиля. Те же 100 ватт мощности от той же турбины теряют около 5% эффективности при прохождении через сеть (в случае с водородом, я предполагаю, что преобразование происходит на месте, на ветряной электростанции).

Энергоэффективность электромобилей.

Вы теряете еще 10% энергии из-за зарядки и разрядки литий-ионного аккумулятора, плюс еще 5% из-за использования электричества для движения автомобиля. Таким образом, вы снизились до 80 Вт, как показано на рисунке напротив.

Другими словами, водородный топливный элемент требует вдвое больше энергии. Процитируем BMW: «Таким образом, общий КПД в энергетической цепочке от двигателя к автомобилю составляет лишь половину от уровня [электромобиля].”

Своп магазины

На дорогах ездят около 5 миллионов электромобилей, и их продажи стремительно растут. Это в лучшем случае всего около 0,5% от общемирового показателя, хотя по-прежнему находится в другой лиге, чем водород, который к концу 2019 года достиг примерно 7500 продаж автомобилей по всему миру.

Hydrogen по-прежнему имеет очень мало заправочных станций, и их строительство вряд ли станет приоритетом во время пандемии коронавируса, но энтузиасты в долгосрочной перспективе указывают на несколько преимуществ перед электромобилями: водители могут заправляться намного быстрее и ездить гораздо дальше на каждый бак ».Как и я, многие люди по этим причинам не хотят покупать электромобиль.

Китай, где продажи электромобилей превышают один миллион в год, демонстрирует, как можно решить эти проблемы. Инфраструктура строится для того, чтобы владельцы могли быстро заехать на АЗС и поменять батареи. NIO, производитель автомобилей из Шанхая, заявляет, что замена на этих станциях составляет три минуты.

Китай планирует построить большое количество из них.BJEV, дочерняя компания производителя электромобилей BAIC, инвестирует 1,3 миллиарда евро (1,2 миллиарда фунтов стерлингов) в строительство 3000 станций зарядки аккумуляторов по всей стране в ближайшие пару лет.

Это не только ответ на «опасения по поводу дальности» потенциальных владельцев электромобилей, но и их высокая стоимость. Аккумуляторы составляют около 25% средней продажной цены электромобилей, что все еще несколько выше, чем у бензиновых или дизельных эквивалентов.

Используя концепцию подкачки, аккумулятор можно было сдавать в аренду, причем часть стоимости свопа приходилась на плату за аренду.Это снизило бы стоимость покупки и стимулировало бы общественный интерес. Сменные батареи также можно заряжать, используя излишки возобновляемой электроэнергии, что является огромным положительным фактором для окружающей среды.

По общему признанию, эта концепция потребует определенной степени стандартизации в технологии аккумуляторов, которая может не понравиться европейским производителям автомобилей. Тот факт, что аккумуляторные технологии вскоре позволят приводить автомобили в движение на расстояние в миллион миль, может сделать бизнес-модель более привлекательной.

Может не работать с более тяжелыми транспортными средствами, такими как фургоны или грузовики, поскольку им нужны очень большие батареи.Здесь водород действительно может оказаться на первом месте — как и прогнозировало BloombergNEF в своем недавнем отчете.

Наконец, несколько слов о заявлениях о выбросах углерода из отчета Канадской ассоциации водорода и топливных элементов, о котором я упоминал ранее. Я проверил источник статистики, который показал, что они сравнивали водород, полученный из возобновляемой электроэнергии, с электромобилями, работающими на электричестве из ископаемого топлива.

Если бы оба были заряжены с использованием возобновляемой электроэнергии, углеродный след был бы одинаковым.Первоначальный отчет финансировался отраслевым консорциумом h3 Mobility, так что это хороший пример того, что нужно быть осторожным с информацией в этой области.

Почему мы все еще не можем выполнить обещание водородных автомобилей

Предсказывать будущее всегда рискованно. Но уже давно было ясно, что транспортные средства являются одним из основных источников загрязнения воздуха, которое уносит тысячи жизней в год только в США из-за болезней легких, астмы, рака и т. Д. И в конечном итоге мир должен был перейти к автомобилям, которые не обращались с нашим общим воздухом как с гигантским мусорным баком, выбрасывая токсичные вещества каждый раз, когда они включались.

Две технологии могут обеспечить автомобили с нулевым уровнем выбросов: аккумуляторно-электрические силовые агрегаты и водородные топливные элементы. На протяжении десятилетий водород считался «топливом будущего», а электромобили ограничивались нишей небольших городских автомобилей ближнего действия.

Дело не в том. И поскольку 2020 год, кажется, станет важным годом для разработки электромобилей — не говоря уже о пандемии, — стоит изучить, как это произошло.

Электромобили затопили автомобили с водородом

Все сводится к двум вещам: стоимости аккумуляторных батарей и заправочной инфраструктуре.За последние 10 лет консенсус по обоим вопросам радикально изменился.

Несмотря на более чем полувековую разработку, начиная с 1966 года, когда компания GM выпустила Electrovan, автомобили на водородных топливных элементах остаются небольшими по объему, дорогими в производстве и ограниченными для продажи в нескольких странах или регионах, построивших водородные заправочные станции.

Тойота

Развитие водородных транспортных средств было медленным, но устойчивым; Toyota Mirai 2016 года стала первым подобным автомобилем, когда-либо выпускавшимся объемом от 1000 штук в год.Toyota заявляет, что ее преемник 2021 года будет построен в 10 раз больше. (Это также гораздо более впечатляюще визуально, чего нельзя было сказать о его поразительном и неуклюжем предшественнике. Теперь и задний привод.)

Между тем, через 10 лет после появления в продаже первых современных электромобилей, электромобили продаются в низкие миллионы в год во всем мире — на два порядка больше, чем у водородных аналогов. Скорее всего, они пока не приносят стабильной прибыли ни одному производителю, включая Tesla, но General Motors и Volkswagen говорят, что это изменится в течение следующих нескольких лет, задолго до 2030 года.

Важно отметить, что транспортные средства с батарейным питанием — это технология, на которую Китай возложил вес своей правительственно-промышленной политики на автомобильную промышленность страны, а не на водородные топливные элементы. Он намеревается доминировать в мировом производстве автомобилей со штепсельными вилками так же, как он уже делает фотоэлектрические солнечные элементы — и скоро сделает это в литий-ионных аккумуляторных элементах.

Цифры нехорошие

Первая Toyota Mirai была доставлена ​​в США в ноябре 2015 года. Со временем к ней присоединились топливный элемент Honda Clarity Fuel Cell и Hyundai Nexo.Все они работают на водороде и не имеют выхлопных газов, кроме конденсированного водяного пара. Это единственные три автомобиля с водородным двигателем, которые вы можете арендовать или купить.

Тойота

Оригинальная Toyota Mirai.

С 2012 года в США было продано около 8000 автомобилей, работающих на водороде. Они могут эксплуатироваться только в Калифорнии, потому что это единственное место с (дорогой и пока ненадежной) водородной заправочной сетью. Они могут путешествовать по большей части штата, но из Лос-Анджелеса в Тусон и обратно? Невозможно сделать.

Напротив, спустя почти 10 лет после начала эры современных электромобилей (которая началась в декабре 2010 года) в США было продано полностью 1,3 миллиона электромобилей и гибридных автомобилей с подзарядкой от аккумулятора. не Tesla, но это, по крайней мере, возможно.

Препятствия для любых автомобильных инноваций значительны, и переход на топливо (или, технически, на энергоносители) является одним из самых сложных.Этанол не изменил правила игры, как ожидалось 15 лет назад. Что касается легковых автомобилей с дизельным двигателем, то мы знаем, чем закончилась история .

Между тем автомобили с пробками идут все сильнее. Это происходит не из-за того, что вы могли бы назвать «естественным» рыночным спросом, а благодаря строгим национальным и региональным нормам, призванным сократить выбросы выхлопных газов дорожных транспортных средств. Производители автомобилей рассматривают электромобили как лучший ответ на эти правила, чем автомобили на водородных топливных элементах.

На самом деле ничего нового

Электромобили были с нами с самого начала автомобильной эры. В 1900 году на них приходилась треть всех продаж автомобилей, остальное приходилось на паровые автомобили и бензин. Их ограничением был диапазон их батарей, основанный на свинцово-кислотном составе, который все еще присутствует в ваших 12-вольтовых стартерных батареях сегодня.

Изобретение электрического самостартера в 1912 году означало, что водители больше не рисковали сломанной рукой, просто заводя свой бензиновый автомобиль.А более высокая плотность энергии топлива (что означает больший радиус действия) позволила ему превзойти батареи. Обратные стороны — от выбросов до отравления свинцом из-за присадок к бензину — не стали бы акцентироваться до 1950-х годов.

Mazda

Mazda HR-X водородный шоу-кар с 1991 года.

Начиная с 1990-х годов, потребительская электроника предоставила технологию для создания более совершенных электромобилей. Внезапно потребность в хранении энергии в небольших, легких и сложных устройствах привела к созданию и массовому производству литий-ионных аккумуляторных батарей, которые 30 лет назад появились на рынке в виде видеокамер Sony. Его удельная энергия в два раза выше, чем у никель-металлогидридных элементов (использовавшихся в 20-летних гибридах Toyota), и в четыре раза больше энергии старых надежных свинцово-кислотных аккумуляторов.

С тех пор рентабельность небольших литий-ионных элементов улучшалась в среднем на 7 процентов в год. Это не закон Мура, но он лучше, чем повышение эффективности двигателя: за 140 лет термический КПД бензинового двигателя внутреннего сгорания вырос с 20 до 50 процентов (в идеальных условиях в сочетании с гибридным двигателем).

Эти аккумуляторные элементы для электромобилей дешевели намного быстрее, чем ожидалось даже 10 лет назад. Ожидается, что к 2025 году стоимость большой аккумуляторной батареи (60 киловатт-часов, скажем, на расстояние более 200 миль) упадет до «Святого Грааля» — 100 долларов за киловатт-час или меньше. Именно тогда цены на электромобили должны начать сравняться с сопоставимыми бензиновыми автомобилями.

Новаторство — это сложно

История автомобильных технологий предполагает, что компании, изобретающие или внедряющие новые технологии, могут не быть теми, кто в конечном итоге получает от этого прибыль.Помните, какая компания выпустила первый переднеприводный автомобиль с поперечным расположением двигателя в 1959 году? (Подсказка: сегодня его больше нет.)

Пионеры делают ошибки. Для США одной из таких ошибок стало предположение крупных автопроизводителей о том, что покупатели будут стремиться к электромобилям с аккумулятором с номинальным пробегом, скажем, 75 миль. Они этого не сделали. В Америке мы любим дальние поездки. (Тесла понял это.)

GM

Водородный концепт Hummer 2004 года выпуска.

Оказалось, что еще одна ошибка не объясняет того факта, что электромобили заряжаются дома или на работе — медленно, ночью или в течение восьмичасового рабочего дня — на 80 или 90 процентов пройденных ими миль, но людям нужна уверенность в дороге. быстрая зарядка. (Результатом стала сеть Tesla Supercharger.) И есть много других.

Теперь, спустя 10 лет, мы знаем несколько вещей:

• 200 миль — это минимальная дальность, необходимая для получения U.S. покупатели рассматривают электромобиль; 300 миль лучше.
• Те, кто плохо знаком с электромобилями, не могут представить себе или не могут «понять» домашнюю зарядку.
• Общедоступная зарядка по-прежнему недостаточно заметна, недостаточно распространена или достаточно быстрая.
• Большинство потребителей не хотят рисковать новой технологией, предпочитая сначала позволить другим проверить ее; и
• У вас должны быть электромобили всех типов транспортных средств и нескольких моделей, чтобы сделать их серьезными соперниками — а в наши дни это означает кроссоверы, внедорожники и пикапы.

Итак, со всеми этими препятствиями, с которыми сталкиваются электромобили, почему вместо этого не начали использовать автомобили на водородных топливных элементах?

Основная причина заключается в занудном, специализированном слове, которое недооценивают в реальном мире. Это инфраструктура, глупо.

Другие включают в себя реалии сокращения выбросов CO2, мираж «быстрой заправки», который продавал регуляторы на водородных автомобилях 25 лет назад, и простой вопрос стоимости заправки.

Заправка топливом

В частности, оказалось чрезвычайно сложно, сложно и дорого построить и поддерживать сеть заправочных станций для потребителей, которые надежно, быстро и безопасно доставляют взрывоопасный газ, сжатый до 10 000 фунтов на квадратный дюйм.

Десять лет назад Закон о собрании Калифорнии 8 предусматривал план потратить 100 миллионов долларов на создание сети из 100 водородных заправочных станций к 2020 году. Каждая из них стоит около 2 миллионов долларов, по крайней мере, в 2014 году. Штат не достигнет этой цели, но он остается единственным государством из 50, где водородные автомобили могут эксплуатироваться для повседневного использования.

По состоянию на 8 апреля, согласно данным California Fuel Cell Partnership, в штате было 40 действующих водородных станций. Еще девять строились или готовились к открытию.Еще девять находились на различных стадиях планирования, а три были перечислены как неработающие. Спустя почти пять лет после того, как была поставлена ​​первая Toyota Mirai, это не очень впечатляет.

Mazda

Просто поддерживать станции в рабочем состоянии было проблемой. Как обнаружили обиженные водители топливных элементов в Северной Калифорнии, тонкая сеть заправки бесполезна, если ваше снабжение будет прервано.

В июне прошлого года на заводе по поставке водорода Air Products в Санта-Кларе произошел взрыв, в результате которого было отключено снабжение 9 из 11 заправочных станций этого района. Это привело к тому, что дизельные грузовики возили цистерны со сжатым водородом за сотни миль к северу от Южной Калифорнии за ночь, а разъяренные владельцы установили будильники в предрассветные утренние часы, чтобы вовремя добраться до заправочных станций, чтобы воспользоваться сокращенным запасом водорода, необходимым для заставляют их машины работать.

Дефицит длился до осени, и Toyota вынудила Toyota возместить арендные платежи за несколько месяцев водителям Mirai по всему штату, даже тем в Южной Калифорнии, которые не пострадали от отключения.Можно представить, как они с тоской смотрят на владельцев Tesla, которые могут подключаться к сети дома или на работе или пользоваться сетью компании, состоящей из сотен сайтов Supercharger.

Более того, ожидается, что сеть из 75 станций в Калифорнии будет обслуживать только 17 000–24 000 водородных автомобилей в 2020 году. Сегодня в штате уже есть полмиллиона автомобилей с подзарядкой от электросети на дорогах. Мы упоминали, что большинство из них заряжаются за ночь дома или в течение дня на работе?

В мировом масштабе Япония и Германия обладают наиболее развитой национальной инфраструктурой для заправки водородным топливом.Несколько лет назад Германия объявила о планах построить 100 станций к 2018 году и 400 к 2025 году. Уже в 2018 году она опередила США (то есть Калифорнию) по тахеометрам.

Ожидается, что глобальным дебютом японской «водородной экономики» с автомобилями на топливных элементах станут Олимпийские игры 2020 года в Токио. Это мероприятие, очевидно, сейчас отложено. И автомобили с нулевым уровнем выбросов, скорее всего, не будут в центре внимания тех немногих клиентов, которые все еще покупают автомобили прямо сейчас.

Углеродный след

Калифорния была первым штатом, решившим проблему выбросов транспортных средств, введя в действие клапаны принудительной вентиляции картера (PCV) в 1960 году.Национальные правила выбросов, начиная с 1975 года, ограничивали объемы моноксида углерода (CO), оксидов азота (NOx) и несгоревших углеводородов (HC) из выхлопных труб до уровня, при котором выбросы этих веществ составляют менее 1 процента от их уровня в 1974 году. машина.

Но Калифорния рано осознала угрозу изменения климата и начала ограничивать выбросы углекислого газа (CO2) — газа, вызывающего глобальное потепление, которое прямо пропорционально количеству сожженного топлива. Штат также потребовал, чтобы с 2012 года было продано все больше автомобилей без выбросов.Наряду с аналогичными законами в Европе, а затем и в Китае, именно это привело к появлению современных электромобилей и автомобилей на водородных топливных элементах.

Но до тех пор, пока вся электроэнергия не будет полностью возобновляемой, водородные автомобили всегда будут иметь более высокие выбросы CO2 на милю, чем электромобили, если начать с того же киловатт-часа. В электромобиле вы генерируете электричество, отправляете его по проводу, заряжаете аккумулятор, а затем разряжаете аккумулятор, чтобы повернуть колеса. Конец истории.

В водородном транспортном средстве вы используете это электричество для крекинга сырья (сегодня в основном природного газа) для получения водорода.Затем вы должны сжать этот водород, обычно за пределами площадки, и доставить его на заправочную станцию, где он хранится, а затем сжимается в баке автомобиля.

Там он поступает в батарею топливных элементов, где снова превращается в электричество (возможно, с КПД 60%) . .. который вращает тот же двигатель, что и в электромобиле, для приведения в движение колес.

В результате электромобили оставляют следы выбросов CO2 на милю от одной трети до половины по сравнению с автомобилями на топливных элементах. Имейте в виду, водородный автомобиль все же лучше, чем ваш средний бензиновый автомобиль с расходом 25 миль на галлон.Но электромобиль еще лучше. Регуляторы начали замечать.

Сторонники водорода, кстати, иногда публикуют исследования, которые показывают, что водород имеет преимущество в отношении СО2. Они, как правило, отбирают данные — используя, например, наилучший вариант использования водорода по сравнению со средним показателем для всего производства электроэнергии в США. Вот один.

Быстрая заправка топливом

Одним из направлений, где первоначально продавались регуляторы на водородных транспортных средствах, была «быстрая заправка», то есть возможность восстановить большую часть номинального запаса хода автомобиля за 5 минут заправки. Водородные станции обещают это, и часто это делают, но зарядка электромобилей, конечно, не сделала этого. Даже станциям Tesla Supercharger, запущенным в конце 2012 года, требовалось от 25 до 40 минут, чтобы зарядить аккумулятор до 80 процентов емкости.

BMW

BMW Hydrogen 7 2000-х годов.

Но теперь все изменилось. Porsche Taycan может заряжаться до 270 киловатт, что означает 20-минутную перезарядку до 80 процентов.С более крупными аккумуляторными блоками возможна мощность 350 кВт, что сокращает время до 15 минут. Конечно, это не пять минут, но если учесть перерывы в ванной, покупку кофе или газированных напитков и проверку телефона, это, вероятно, достаточно близко, чтобы не иметь значения в длительных поездках.

Стоимость за милю

Стоимость заправки топливных элементов Toyota Mirai или Honda Clarity Fuel Cell сжатым водородом превышает 50 долларов. С более крупной инфраструктурой и большим количеством автомобилей на дорогах, говорят компании, работающие на водородном топливе, стоимость снизится и приблизится к стоимости за милю бензина.

Эти цифры могли быть правдоподобными в будущем с бензином за 4 доллара. При ценах от 1 до 2 долларов за галлон в США сегодня они кажутся менее вероятными. Стоит отметить, что домашняя зарядка электромобиля в среднем стоит столько же, сколько бензиновый, если бы бензин продавался по 1 доллару за галлон.

Все это не имеет значения, если у электромобилей более высокие цены, чем у «обычных» автомобилей, как сегодня. Но в течение этого десятилетия они достигнут паритета. Тогда в игру могут вступить гораздо более низкие эксплуатационные расходы электромобилей — по крайней мере, для более умной половины пары, покупающей автомобили.Кому, кстати, может понравиться идея никогда больше не ходить на заправку?

Рейтинг автопроизводителей

Практически каждый автопроизводитель в мире планирует выпустить больше моделей и увеличить объемы электромобилей до 2020-х годов. Китайские производители вынуждены; европейцы хотят этого, потому что их регуляторы верят в науку; и даже у Detroit 2.5 есть планы по созданию больших электрических грузовиков, которые, как они надеются, понравятся покупателям из США.

Но с водородом картина значительно разнообразнее.Volkswagen Group занимается электричеством и недавно зашла так далеко, что выпустила пресс-релиз, в котором объясняется, почему водород не является ее предпочтительным способом. Альянс Nissan-Renault-Mitsubishi первым представил Leaf EV 10 лет назад и не планирует выпускать массовые водородные автомобили, поскольку он готовится к запуску расширенного нового поколения электромобилей с аккумуляторной батареей в этом или следующем году. В настоящее время у компании также есть гораздо более серьезные проблемы, связанные с арестом ее бывшего генерального директора. Ни Ford, ни Fiat Chrysler не содержат ничего существенного в автомобилях на водородных топливных элементах.

Центр наследия GM

GM имеет большой опыт работы с водородными автомобилями, начиная с того Electrovan. В конце 2000-х он управлял крупнейшим парком водородных автомобилей в мире под эгидой Project Driveway, программы испытаний 100 кроссоверов Chevy Equinox, переоборудованных для работы на водороде. Его банкротство и реструктуризация заморозили эти усилия, а его работа с водородом в настоящее время ограничивается военными и грузовыми автомобилями большой грузоподъемности.

В Германии после выхода Dieselgate автогигант VW Group теперь полностью посвятил себя производству аккумуляторных электромобилей. В конце апреля Daimler внимательно посмотрел на свои планы развития на будущее и отменил все свои планы разработки водородных топливных элементов для легковых автомобилей.

Южнокорейский Hyundai-Kia делает все, что делает любой автопроизводитель, и у него есть один из трех специализированных автомобилей на водороде — внедорожник Hyundai Nexo. Это очень красивый автомобиль, выпускаемый очень небольшими объемами.

Honda

Японцы являются ведущими сторонниками водородного транспорта, и в первую очередь это самый прибыльный в мире производитель автомобилей. Toyota давно предвидела переход к более чистым автомобилям во главе с гибридно-электрическими силовыми агрегатами, пока автомобили на водородных топливных элементах не будут готовы к массовому выпуску в период с 2025 по 2040 год. И через 10 лет после появления современных электромобилей он останется полностью и внутренне противостоят им — строят их в Китае только потому, что этого требует правительство этой страны.

Honda почти так же предана своему делу и фактически предложила первый «серийный» водородный автомобиль еще в 2008 году в виде около 200 седанов Clarity FCX.Преемник этого автомобиля, флагманская модель Clarity Fuel Cell, также используется в качестве основы для малолитражного электромобиля с малым радиусом действия и более производимого подключаемого гибридного автомобиля. Honda только что объявила, что GM построит для нее два отдельных электромобиля, но, похоже, она по-прежнему привержена автомобилям на топливных элементах.

Электромобили понять несложно. Tesla и ее яростные фанаты превратили технологию в стильную, продав 1 миллион электромобилей. А электрическая «заправочная» инфраструктура в большей или меньшей степени уже существует.Так что же такого замечательного в водородных автомобилях?

В конце концов, судьба водородного автомобиля может стать — в глобальном масштабе — изюминкой, которую циники всегда использовали, услышав предсказание: «Водородные автомобили — это технология будущего».

«И так будет всегда».

Джон Фелькер редактировал Green Car Reports в течение девяти лет, опубликовав более 12 000 статей о гибридах, электромобилях и других транспортных средствах с низким и нулевым уровнем выбросов и об энергетической экосистеме вокруг них.Его работы публиковались в печати, в Интернете и на радио, в том числе Wired, Popular Science, Tech Review, IEEE Spectrum и NPR «Все учтено».

водородных автомобилей против электромобилей: что более экологично?

Опубликовано 2 мая 2019 г. ^nd

Водородные автомобили экологичнее электромобилей? Водородные автомобили — лучшая альтернатива мобильности будущего? Они не выделяют CO2 во время поездки — означает ли это, что они не загрязняют окружающую среду? Узнайте основные сведения об автомобилях с водородным двигателем и о том, как лучше всего защитить окружающую среду сегодня.

Как работает водород и электромобили

Автомобиль на водородном топливном элементе имеет водородный бак, который питает топливный элемент газообразным водородом под высоким давлением, который смешивается с кислородом. Эта смесь запускает электрохимическую реакцию, в результате которой вырабатывается электричество для питания электродвигателя. Это означает, что водородные автомобили имеют характеристики как электромобилей (из-за использования электроэнергии и двигателя), так и обычных бензиновых автомобилей (из-за бака). Однако они представляют собой уникальную долю транспортного рынка, и их также называют FCV (автомобили на топливных элементах) или FCEV (электромобили с полным аккумулятором).

Топливные элементы являются основным компонентом автомобилей, работающих на водороде. Думайте о них как о маэстро всех процессов, происходящих внутри автомобиля, так что у него есть энергия для движения. Короче говоря, топливные элементы превращают накопленный водород (смешивая его с кислородом) в электричество. Затем это электричество используется для питания электродвигателя, приводящего в движение транспортное средство, без каких-либо токсичных выбросов из выхлопной трубы. Фактически, единственным побочным продуктом всего процесса является вода и тепло в результате соединения атомов водорода и кислорода, образующего молекулы h30.Я знаю — кажется идеальным, правда?

С другой стороны, электромобили (EV) питаются от электродвигателей, которые потребляют ток от аккумуляторной батареи или других портативных источников электроэнергии. Когда они движутся, химической реакции тоже не происходит, только электрическая, благодаря ранее заряженным батареям. Но какой из них более экологичный и устойчивый? Электромобили или водородные автомобили? Прежде чем делать окончательные выводы, давайте сначала рассмотрим наиболее важные характеристики каждого типа транспортного средства.

Плюсы и минусы водородных и электромобилей

Водородные автомобили против электромобилей: дальность действия

Hyundai Nexo (с водородным двигателем) может проехать около 330 миль или 550 км, что примерно так же, как у электрической Tesla Model S, лучшей в своем роде. Тем не менее точно определить пробег этих автомобилей сложно. Это зависит от ряда показателей, таких как количество пассажиров, которые везет автомобиль, включен или выключен кондиционер, находится ли автомобиль на шоссе или застрял в пробке в центре города, от типа самого транспортного средства. … Вот почему разные люди сообщают о разном опыте из-за уникального сочетания всех этих переменных.Однако, поскольку водородные автомобили плотно упаковывают свои накопители энергии, они обычно могут преодолевать большие расстояния. Согласно AutomotiveTechnologies, большинство полностью электрических транспортных средств могут проехать от 100 до 200 миль без подзарядки, а водородные — до 300 миль.

Водородные автомобили против электромобилей: доступные электростанции / заправочные станции

Количество электростанций для электромобилей растет с каждым днем, и к декабрю 2018 года в Соединенных Штатах было 20000 электрических зарядных станций.По данным Министерства энергетики США, это большое число по сравнению с менее чем 45 заправочными станциями водородом в США, большинство из которых находится в Калифорнии. Действительно, инфраструктура, поставки и технологии водородных автомобилей все еще отстают от электромобилей.

Водородные автомобили против электромобилей: время зарядки / дозаправки

Время, необходимое для закачки водорода в бак, намного интереснее (от 5 до 10 минут, как у любой бензиновой машины), чем у электромобилей.В то время как быстрые зарядные устройства Tesla (мощностью 120 кВт) выдают 80% заряда аккумуляторов за полчаса, для полной зарядки BMW i3 или Nissan Leaf может потребоваться около 4 или 8 часов соответственно. В конце концов, время работы электромобилей, очевидно, зависит от зарядной станции и типа зарядного разъема. Но какой бы ни была комбинация, и даже с самым последним нагнетателем Tesla V3, который все еще проходит бета-тестирование в Сан-Франциско, это явная победа для водородного автомобиля — все потому, что 1 кг водорода хранит в 236 раз больше энергии, чем 1 кг лития. ионные батареи.

Настоящая проблема: получение водорода

Хотя водород — самый распространенный элемент во Вселенной, он не существует в чистом виде на Голубой планете. Это означает, что если мы хотим использовать его в качестве топлива для наших автомобилей, нам необходимо производить его из других соединений, таких как вода, природный газ или другие ископаемые виды топлива или биомасса. А для этого необходимо использовать энергию, а также учитывать экологические и экономические затраты.

С одной стороны, мы можем получить водород чистым способом, обратив вспять процесс электролиза воды.Проблема в том, что этот процесс разделения молекул h30 для получения водорода требует больших затрат энергии, что делает его очень дорогостоящим. Однако, если эта энергия может поступать из возобновляемых источников энергии, таких как солнце или ветер, чистый энергетический цикл может стать очень низким, и процесс станет более экологически чистым. Еще одна ситуация — это эффективность процесса, которая составляет всего 75% и учитывает 25% потерь электроэнергии.

Вот почему сегодня большая часть водородного топлива получается в процессе риформинга природного газа, который дешевле, чем электролиз. Обратной стороной является то, что в процессе образуются вредные побочные продукты, такие как двуокись углерода и окись углерода, что способствует глобальному потеплению. Более того, хотя они становятся все реже, утечки метана при добыче природного газа не редкость. И эти молекулы не только в 86 раз хуже, чем CO2, и на них приходится около 25% глобальных выбросов парниковых газов. Процесс добычи природного газа — гидроразрыв — обычно также оказывает значительное воздействие на окружающую среду и может нанести вред экосистемам, биоразнообразию, загрязнить воды и вызвать незначительные землетрясения.

Некоторые преимущества автомобилей с водородным двигателем

Автомобили с водородными топливными элементами вместо типичных литий-ионных аккумуляторов электромобилей предлагают привлекательное ценовое предложение, которое, кажется, решает проблему окончания жизненного цикла литиевых аккумуляторов. На данный момент это плюс, в то время как все еще существует некоторая неуверенность в отношении будущего этих батарей (от автомобилей, а также от солнечных панелей, мобильных телефонов и других), поскольку они больше не служат своей основной цели. Их трудно переработать, и в настоящее время разрабатываются проекты по их повторному использованию в качестве резервных генераторов в городских зданиях, таких как больницы.

Кроме того, вождение без каких-либо загрязняющих выбросов (как это могло бы произойти, если мы рассматриваем возобновляемые источники энергии, растущие во всем мире благодаря декарбонизации), плюс быстрая дозаправка за 5-10 минут по сравнению с лучшим сценарием 40-минутной зарядки или максимальной Обычный сценарий зарядки электромобилей в течение 3-6 часов — это неоспоримая победа и для движения за водородную мобильность.

Некоторые исследования также показывают, что водородная экономика может снизить глобальные выбросы CO2eq на 0–27%. Этот потенциал может быть реализован, если 1) m утечки этана из природного газа относительно невелики, 2) крекинг метана используется для производства водорода, и 3) применяется водородный топливный элемент .

Электромобили против водородных автомобилей — что более экологично?

Несмотря на упомянутые выше преимущества, сегодня большая часть водорода (95% в США) производится в процессе риформинга метана. Это разрушает весь потенциал автомобилей с водородным двигателем как решения для борьбы с изменением климата из-за образования окиси углерода и двуокиси углерода. Кроме того, не очень убедительна необходимость использования природного газа (ископаемого топлива), который может улетучиваться на этапе добычи и транспортировки (по трубопроводам). Даже если процесс крекинга метана будет улучшен (а усилия не увенчаются успехом), это вряд ли будет долгосрочным решением.

Тем не менее, по мере развития технологий, возможно, процесс электролиза воды с получением водорода может быть улучшен и в дальнейшем использоваться по мере того, как процесс становится более эффективным.Потому что тот факт, что водородные автомобили означают использование энергии дважды (для производства водорода и последующего использования его в транспортных средствах), в то время как электромобили могут сразу же использовать энергию из сети, является сильным аргументом в пользу электромобилей. Все потому, что после преобразования электричества в водород и обратно в электричество может потребоваться потеря энергии до 45% (включая сжатие ее в жидкость и ее хранение), что делает этот процесс не очень эффективным.

Однако, пока разрабатываются новые методы производства водорода, такие как протонообменная мембрана, эффективность которой, по мнению ученых, может достигать 86%, нам нужно подождать и посмотреть, что произойдет.Использование дополнительного источника энергии для производства водорода и создание какой-либо гибридной версии водородно-литий-ионных автомобилей также может быть чем-то, как только появятся новые исследования, выясняющие, более эффективно использовать этот избыток энергии в плотинах (без учета их других воздействий) или производство водорода. На сегодняшний день электромобили являются более доступным транспортным средством — по разным типам автомобилей и точкам зарядки. Они включают в себя более эффективные процессы по сравнению с автомобилями, работающими на водороде, и, если их литиевые батареи будут повторно использоваться для различных целей, они предпочитают оставаться более экологичным решением, по крайней мере, в течение следующих нескольких лет.

Изображение предоставлено водородному автомобилю на Shutterstock, водородному топливу на Shutterstock, трубопроводу природного газа на Shutterstock, электромобилю на Shutterstock и топливным элементам на Shutterstock

.