Массовое производство водородных машин будет революцией

Заправка автомобиля, ездящего на водороде. Иллюстративное фото. Фото: Daimler AG

В начале прошлого десятилетия в средствах массовой информации много говорилось о водороде как источнике топлива будущего, однако из-за отсутствия реальных результатов тема постепенно утихла.

 Развитием топливных элементов в Эстонии занимается Институт физической химии Тартуского университета, и, как сказал его директор Энн Луст, сейчас результаты изысканий находятся на расстоянии вытянутой руки. По его словам, автомобили с элементами водородного топлива уже ездят по дорогам.

«Toyota пообещала в 2015 году запустить свою первую полностью автоматизированную линию по сборке автомобилей, работающих на топливных элементах, — сказал Луст. — Однако уже тысячи экспериментальных экземпляров разных производителей проходят тестирование».

Более того, японская компания по производству автомобилей Toyota пообещала, что в 2015 году понизит высокую стоимость автомобилей с топливными элементами до 50 000 долларов.

По словам Луста, элементы водородного топлива сейчас находятся в заключительной фазе перед массовым производством. «В Японии они уже продаются в виде модульных систем, — сказал он. — Топливный элемент стоит дорого только в момент его приобретения — большинство систем работает 20-30 лет».

Детали исчерпавшего себя элемента отправляются на вторичное использование. Сейчас стоимость топливных элементов повышает использование сверхдорогой платины и особой полимерной мембраны, однако ученые активно ищут альтернативы этим материалам.

Проблема — акцизы
По словам Луста, производство самого водорода не является неразрешимой проблемой, несмотря на то, что сейчас его получают в основном из ископаемых источников.

«Вопрос в том и состоит, как производить водород, — пояснил академик. — Если это делать «зеленым» способом, то нужно использовать солнечную энергию или электричество, которое производят ветрогенераторы. Сейчас водород получают в основном путем каталитического разложения природного газа».

По словам Луста, массовое использование топливных элементов в будущем не вызывает ни малейших сомнений. «Что тут гадать — если посмотреть на Японию, США или Германию, то никак нельзя сказать, что у водородного топливного элемента нет будущего», — сказал академик.

Что же касается цены водорода, которым будут заправляться автомобили с топливным элементом, то, как считает ученый, проблемой будет не стоимость его производства, а, скорее, будущая акцизная политика государств.

Сейчас топливный акциз составляет значительную часть стоимости дизельного топлива и бензина, но и в будущем государства наверняка найдут способ, чтобы получить свою долю с водородного топлива. Сейчас, как сказал Луст, проезд одного километра на водороде стоит в три-четыре раза дешевле, чем на бензине или дизтопливе.

Электричество и водород
Даже если производить водород из природного газа, то в результате выброс углекислого газа (CO2) автомобилем все равно будет более чем в два раза меньше, чем в случае с обычным бензиновым двигателем. Если же производить водород в больших парках ветрогенераторов в открытом море, то эмиссия CO2 будет в десять раз меньше.

Тем не менее, Луст не сбрасывает со счетов и электромобили — скорее всего, в будущем будут в ходу машины, работающие как на аккумуляторах, так и топливных элементах.

«Все зависит от того, каков дневной проезд автомобиля, — пояснил он. — Если километраж составляет менее 100-200 километров в день, то разумнее пользоваться электромобилем с суперконденсатором и аккумулятором, а если километраж больше, то лучше ездить на машине с топливным элементом и суперконденсатором».

И аккумулятор, и суперконденсатор накапливают и дают энергию, хоть и делают это совершенно разными способами. В топливном элементе энергия высвобождается в результате реакции кислорода с водородом, а в аккумуляторе — в ходе электрохимической реакции, и это относительно медленный процесс.

Суперконденсатор быстро высвобождает разом много энергии, его зарядка тоже происходит в считанные секунды или минуты. С другой стороны, суперконденсатор сам собой теряет заряд за пару дней.

По словам Луста, на эксперименты с всевозможными топливными элементами уже израсходованы десятки тысяч рабочих часов, однако действительная работоспособность топливных элементов станет известна только тогда, когда снабженные ими автомобили будут выпускаться серийно.

Согласно прогнозам энергетического агентства США, в 2017 году во всем мире будет 305 000 автомобилей с топливными элементами, а в 2020-м — уже два миллиона.

«В этот прогноз еще не включен план Toyota, которая собирается начать производство автомобилей с новым типом топ­ливного элемента в 2015 году, — пояснил Луст. — Вероятно, в этих машинах не будут использоваться платиновые катализаторы, я думаю, что там будет какая-то комбинация из золота, никеля и платины».