Реинкарнация водородомобиля
Первый водородный двигатель внутреннего сгорания создал в 1806 году Франсуа Исаак де Риваз. А первый патент был получен в 1841 году. Водород может использоваться в обычном двигателе внутреннего сгорания. Так, воздушно-водородную смесь применяли в качестве топлива для автомобилей в блокадном Ленинграде. Но из-за высокой теплоты сгорания детали двигателя стремительно изнашиваются, что делает водород неконкурентоспособным даже на случай равной цены с углеводородным топливом.
Вторая технология предполагает использование топливных ячеек, которые являются постоянно перезаряжаемыми батареями. В такой реинкарнации это фактически электромобиль с дополнительным дорогостоящим устройством - электрохимическим генератором, постоянно подзаряжающим батарею.
Прототипы автомобилей на топливных элементах есть почти у всех крупных автогигантов. Наиболее последовательной в их внедрении оказалась Toyota. Но у её седана Mirai - жидкий выхлоп и проблемы, которые привели к отзыву 2800 первенцев, выпущенных с 2014 по 2016 год; как поясняет производитель, из-за изъяна в программном обеспечении. Второй водородный серийный автомобиль - тоже японский. Honda FCV имеет сопоставимые с Mirai характеристики и цену - порядка $60 тыс.
О серьёзности намерений японцев говорит тот факт, что Nissan, Toyota и Honda заключили соглашение о финансовом взаимодействии в развитии национальной сети водородных заправок и готовы покрывать треть расходов на открытие каждой. На эти цели до 2020 года планируется израсходовать до $50 млн. В целом участники консорциума готовы инвестировать в развитие водородных технологий и инфраструктуры около $10 млрд за 5 лет.
Дороговато будет...
Стоимость первых водородных заправок, мягко говоря, смущает: чуть ли не в десять раз выше бензиновых. Калифорния выделила на строительство 28 таких станций $50 млн в рамках программы нулевых выбросов; в Великобритании на строительство одной водородной АЗС выделяется господдержка в размере 1 млн евро.
Для сравнения, создание одной заправочной электростанции обходится в $100-150 тыс. Неудивительно, что и сеть таких станций в мире существенно шире, чем водородных. И развивается настолько активно, что опережает число открытых водородных заправок на порядок.
Дело в том, что водород в чистом виде на Земле не существует. Его необходимо извлекать. Из воды, например, или из углеводородных ископаемых. Так, Honda FCV предусматривает возможность получения водородного топлива из природного газа в домашних условиях. В этом случае водородомобиль может использоваться и как мини-электростанция, обещает производитель.
Однако чтобы высвободить и очистить водород, необходимы большие затраты энергии. А её получают, сжигая те же нефть, уголь или природный газ. Можно выделять водород непосредственно из этих углеводородов. Но в среднем ради 1 тонны водорода в атмосферу выбрасывается от 10 до 30 тонн углекислого газа, что ставит под вопрос экологичность...
Кроме того, цикл получения и преобразования такого топлива в энергию движения отличается низким КПД. Даже самые эффективные авто на топливных ячейках используют только четверть энергии непосредственно на перемещение, а всё остальное - затраты на получение, хранение и превращение вещества в электрический заряд.
Зачем это нужно нефтегигантам - понять легко. Сегодня две трети добываемых нефтепродуктов потребляет именно автотранспорт, и его электромобилизация при параллельном развитии зелёной энергетики снижает потребности в углеводородном сырье. К тому же при глубокой добыче водород приходится бесцельно сжигать, чтобы не разъедал стенки газопроводов.
На каждого Tesla найдётся свой Nikola
Итак, Mirai потребляет около 4 кг топливного водорода на 100 км, а затраты на получение 1 кг в зависимости от источника колеблются от $1 до $8. Самый экономичный вариант получения водорода - использование энергии АЭС в ночные периоды, когда есть избыток электричества. Но в целом схема не выдерживает сравнения с прямой зарядкой электромобилей.
Тем не менее почти все автогиганты имеют свои концепты водородомобилей. Если это направление вдруг станет основным, продукт может быть быстро запущен в серию. А не так давно американская Nikola Motor Company представила первый в мире грузовик на водородных элементах. Производитель уверяет в экологичности получения водорода с использованием солнечной энергии.
На заре автомобилестроения электро- и бензиновые двигатели сражались за первенство, и победу одержали вторые. За ними стояли нефтяные монополии типа Standard Oil, для которых автомобильная эпоха стала золотой эрой. Сейчас сырьевые монополисты пытаются провернуть что-то подобное. На наших глазах разворачивается битва за мировой транспортный рынок.
Впрочем, развитие водородной альтернативы - одно из самых перспективных направлений в авиационной и космической сфере. Самолёты на водороде уже испытываются. Интересным может быть и применение H-элементов как автономных источников питания. И сторонники водородного будущего этим ограничиваться не собираются.
Читайте самые интересные истории ЭлектроВестей в Telegram и Viber
