7Дек

Водород для автомобиля: Водородные автомобили: ТОП-7 моделей на 2019 год

Содержание

Мировой переход на электромобили: могут ли стать весомой альтернативой автомобили на водороде?

Переход на автомобили, приводимые в движение электроэнергией (электромобилям), идёт все более высокими темпами. Уже в 2022 году электромобили, как ожидается, превзойдут по продаваемому количеству машины с гибридной силовой установкой. Японские автопроизводители с переходом на электромобили отстают, но в их распоряжении имеется козырь, которым они намерены воспользоваться по мере развития перехода к электромобилям. Это автомобили, работающие на водороде (водородные автомобили). Рассмотрим стратегию компании Toyota, которая в конце 2020 года выпустила в продажу модель на топливных элементах «Мирай» второго поколения, а также занимается разработкой автомобилей с водородным двигателем.

Лидерство Японии в области водородных автомобилей

В условиях, когда страны и регионы мира демонстрируют стремление свести к фактическому нулю объемы эмиссий парниковых газов или, иначе говоря, берут курс на так называемую «углеродную нейтральность», ожидается, что активное использование получат «машины на водороде». Переход к электромобилям за рубежом ускоряется, однако водородные автомобили, которые точно так же, как электромобили, не выделяют при движении двуокиси углерода, являются областью, в которой Япония может продемонстрировать лидерство своего технологического потенциала.

Компания Toyota повысила функциональные качества своей модели на топливных элементах «Мирай» и стала предлагать технологию сторонним компаниям. Вместе с тем она изучает потенциал автомобилей на водородном двигателе с использованием уже существующих двигателей – с применением водорода, произведенного как в стране, так и за рубежом. При всем обилии требующих решения задач – снижения стоимости производства водорода, создания инфраструктуры для его транспортировки и сетей заправок и т. п., во многом успех или неуспех будет зависеть от того, удастся ли расширить использование водорода за счет создания «круга единомышленников», выходящего за отраслевые рамки.

На летних Олимпийских и Паралимпийских играх 2020 года в Токио, отложенных на год из-за пандемии коронавируса, само проведение которых было под вопросом, компания Toyota, выступающая в роли спонсора самого высокого уровня – «Мирового партнера» – была вынуждена отложить трансляцию своей рекламы.

С учетом того, какой резонанс вызвал во всем мире неординарный поступок Кавамуры Такаси, мэра города Нагоя, который попробовал на зуб золотую медаль участницы женской олимпийской команды по софтболу, связанной с компанией Toyota, совершенно очевидно, что в числе прочего не могло не стать предметом широкого обсуждения и происшествие в паралимпийской деревне, в ходе которого беспилотный автобус e-Palette, созданный Toyota, задел спортсмена-дзюдоиста с нарушением зрения – событие, из-за которого пришлось временно прекратить движение таких машин.

Тем не менее, конечным итогом Игр стало то, что Япония завоевала самое большое в своей истории количество олимпийских медалей (58), а также второе в истории после Игр 2004 года в Афинах число паралимпийских медалей (51).

Помимо результатов состязаний, еще один большой рекорд установила компания Toyota. Этим рекордом стало сокращение эмиссий углекислого газа, к которому так стремится весь мир. «Быть может, объем эмиссий нынешних Игр станет самым низким в сравнении с играми прошлого», – с гордостью сообщал непосредственно перед открытием Ито Масааки, начальник Олимпийского и Паралимпийского отдела Toyota.

Компания поставила 3.340 автомобилей для использования в спортивной деревне, где проживали участники, а также в местах проведения состязаний. Помимо 90% электромобилей, в числе этих транспортных средств дебютировали 475 автомобилей марки «Мирай».

Со вторым поколением «Мирай» снят вопрос низкого потенциалом производства

Автомобили на топливных элементах вырабатывают электроэнергию за счет химической реакции с участием водорода, которым заправляются топливные элементы, а в движение их приводят электродвигатели. В Японии правительство премьер-министра Суга Ёсихидэ заявило о намерении в 2035 году прийти к стопроцентной доле электромобилей в продажах новых автотранспортных средств, а в 2050 году реализовать цель по достижению углеродно-нейтрального общества. В этих планах водороду отводится положение «ключевой технологии», и ставится цель довести его использование в 2030 году до 3 млн тонн, а в 2050 году до 20 млн тонн, а количество водородных станций увеличить к 2030 году с нынешних примерно 150-ти до тысячи.

Несмотря на то, что поступившая в продажу в 2014 году модель «Мирай» первого поколения заслужила прозвище «сверхэкологичный автомобиль» и привлекла большое внимание, по всему миру было реализовано всего около 11 тыс. таких машин. Утверждают, что препятствием для распространения стали высокая цена в 7 млн 410 тыс. йен, а также нехватка водородных заправочных станций, стоимость строительства которых значительно выше в сравнении с бензоколонками, однако коренной причиной был низкий производственный потенциал, позволявший выпускать всего лишь 3 тыс. таких автомобилей в год.

В декабре 2020 года Toyota выпустила в продажу модель «Мирай» второго поколения, в которую были внесены конструктивные изменения. В числе прочего, уменьшилось количество базовых комплектующих – топливных элементов, составляющих «сердце» этого автомобиля, на треть сократились издержки, а производственный потенциал был увеличен десятикратно – до 30 тыс. единиц в год.

Пробег с одной заправки водорода был увеличен более чем в 1,3 раза – до 850 километров. Что касается дизайна, был понижен центр тяжести, длина увеличилась на 85 мм, а ширина на 70 мм. При этом вместимость увеличили с 4 до 5 человек.

Цены несколько снизилась по сравнению с машинами первого поколения – теперь они начинаются с 7 млн 100 тыс. йен. Конечно, это не делает автомобиль массовым и доступным, но то, как он бесшумно и плавно набирает ход, напоминает самые продвинутые и дорогостоящие седаны.

«Как легковой автомобиль он выполнен на очень хорошем уровне», – уверенно комментирует главный инженер-разработчик Ёсикадзу Танака. Главный технолог Toyota Маэда Масахито тоже отмечает: «На эту машину возложена миссия служить отправной точкой полномасштабного распространения водорода».

В апреле 2021 года в продажу поступила модель, оснащенная функцией высокого уровня помощи водителю, способная поддерживать дистанцию, менять полосу движения и выполнять ряд других задач на скоростных автомагистралях, а также снабженная функцией автоматического обновления программного обеспечения.

Работа с партнерами в технологии нового поколения

Компания Toyota также приступила к продаже сторонним компаниям системы, используемой в модели «Мирай». При этом она облегчила задачу по внедрению и снизила издержки по установке, объединив генерирующий и другие основные компоненты в едином пакетном решении. Цель состоит в том, чтобы расширить круг пользователей-единомышленников за счет использования системы в грузовиках, автобусах и других коммерческих автотранспортных средствах, а также на железнодорожном и морском транспорте.

В марте 2021 года компания объявила о финансовом партнерстве для сотрудничества в сфере нового поколения, именуемой CASE, сочетающей автоматизированное вождение, переход на электричество и ряд других направлений, с автомобилестроительной компанией Isuzu. В апреле три компании – Isuzu, Toyota, а также их дочернее предприятие Hino учредили новую фирму. С учетом бизнеса еще одного дочернего предприятия Toyota – компании Daihatsu, имеется вероятность, что использование топливных элементов будет развернуто по всему спектру коммерческого автотранспорта – от крупногабаритных машин до компакт-каров.

С одной стороны, провозглашая цель довести в 2030 году продажи своих новых автомобилей по всему миру до 8 млн единиц, 2 млн из которых составят электромобили и автомобили на топливных элементах, компания Toyota наряду с этими усилиями ввела в автоспорт автомобиль с водородным двигателем – «водородную Короллу».

В проходивших 22 и 23 мая на трассе «Фудзи спидвей» (город Ояма, преф. Сидзуока) 24-часовых гонках на выживание эта машина использовала водород, произведенный в городе Намиэ префектуры Фукусима на специализированном объекте «Фукусимская площадка исследований водородной энергетики». Президент Toyota Тоёда Акио принял личное участие в мероприятии, полностью проехав трассу.

Машины с водородным двигателем движутся, сжигая водород вместо бензина. Большим преимуществом здесь выступает возможность переоборудования большинства уже существующих двигателей. Поскольку двигатель сильно нагревается, предстоит решить ряд задач, связанных с мощностью и снижением нагрева, и массовое производство таких автомобилей затруднительно, но тем не менее, он не только позволяет чувствовать биение и звук «автомобильного сердца» – двигателя внутреннего сгорания – но еще и может стать «спасителем» в деле сохранения трудовой занятости на предприятиях, связанных с производством двигателей и комплектующих, которые неизбежно окажутся не у дел при переходе на электромобили.

Для двигателя «водородной Короллы» за основу взят бензиновый двигатель для модели GR Yaris, причем в нем задействованы отнюдь не только собственные технологии Toyota. Впускные клапаны этого автомобиля – продукт совместной разработки с компанией Denso. Мобильная временная водородная заправочная станция предоставлена компанией, созданной при совместном участии в капитале фирм Toyota Tsusho, Iwatani Corporation и Taiyo Nippon Sanso.

В ходе гонок на трассе «Автополис» (город Хита, преф. Оита) 31 июля и 1 августа использовался водород, предоставленный демонстрационно-промышленным предприятием, которое является частью плана по снабжению промышленных предприятий и других потребителей водородом, выработанным первым в Японии производством, получающим водород с использованием энергии геотермальной электростанции.

Турбины этой электростанции вращает водяной пар температурой 150 градусов Цельсия, которой образуется под землей на глубине около 700 метров, а вырабатываемая электроэнергия используется для получения водорода путем электролиза воды. Использование энергии возобновляемых источников сопряжено с нестабильностью энергообеспечения, однако Obayashi Corporation ставит целью снабдить водородными станциями весь регион Кюсю и реализовать принцип «местное производство – местное потребление».

Первый в мире практический эксперимент с использованием танкера для сжиженного водорода

Сжиженный водород, используемый «Короллой» с водородным двигателем, не является предметом исключительно японского производства. На гонках 18 и 19 сентября на трассе Судзука (г. Судзука, преф. Миэ) решено использовать недорогой водород, полученный из добываемого в Австралии дешевого бурого угля.

Этот водород получен в рамках практического эксперимента с участием компаний Kawasaki Heavy Industries, J-POWER, Iwatani Corporation и др. На сентябрьских гонках решено использовать водород, доставленный самолетом в баллонах, однако уже во второй половине 2021 финансового года (которая начинается с октября) планируется начать практический эксперимент с использованием первого в мире танкера для перевозки сжиженного водорода «Суйсо фронтиа», разработанного компанией Kawasaki Heavy Industries.

Длина судна-перевозчика составляет 116 метров, водоизмещение – около 8 тыс. тонн. Использование позволит осуществлять перевозку больших объемов водорода, сжижаемого охлаждением до минус 253 градусов Цельсия со сжатием до одной восьмисотой объема, занимаемого водородом в газообразном состоянии. К коммерческой эксплуатации планируется приступить в 2030 году. Ожидается, что этот шаг послужит большим вкладом на пути к созданию водородной транспортной инфраструктуры.

Доставляемый судном газ относится к так называемому «серому» водороду, на этапе производства которого возникает углекислый газ. В целом по цветовой градации, помимо «серого», существуют так называемый «зеленый» водород, добываемый электролизом воды с применением электроэнергии, получаемой из возобновляемых источников – при таком способе производства углекислый газ не образуется, а также «голубой» водород, на этапе производства которого ведется сбор всего образовавшегося углекислого газа.

В очередности убывания экологичности они выстраиваются в порядке «зеленый» – «голубой» – «серый», но эффективность для достижения углеродной нейтральности сопряжена с высокими производственными издержками. Мировые предприятия, связанные с использованием водорода, намереваются на первом этапе формировать рынок, добиваясь расширения спроса с использованием как «серого», так и «голубого» водорода.

Европейский Союз демонстрирует курс, предусматривающий запрет в 2035 году продаж новых автомобилей на бензиновом и прочем ископаемом топливе, включая гибридные автомобили, и такие зарубежные производители как немецкая компания Mercedes-Benz или шведская Volvo один за другим выражают намерение сосредоточиться на выпуске электромобилей.

Компания Toyota и другие японские автопроизводители, занимающие сильные позиции в области гибридных автомобилей, сталкиваются с необходимостью скорректировать свою стратегию, при этом руководство ведущих предприятий, спокойно признавая: «В отсутствие иной альтернативы, кроме перехода на электромобили, автопроизводители будут вынуждены перейти на электромобили», вместе с тем уверены в преимущественном положении японских компаний, располагающих технологиями широкого спектра, в том числе водородного.

В условиях, когда в бизнес по выпуску электромобилей вступают все больше предприятий прочих направлений деятельности, таких, как компании сферы информационных технологий, водород обращает на себя внимание как своего рода «козырная карта» – сильная позиция, дающая японским производителям автомобилей шанс выжить в жесткой конкуренции и продемонстрировать весомость своего технологического потенциала.

Фотография к заголовку: седан на топливных элементах «Мирай», который компания Toyota после всесторонних усовершенствований выпустила в продажу в декабре 2020 года (© «Кёдо цусин»)

Эксперты оценили перспективы авто на водороде в России

В Европе назревает водородный бум. В последнее время в СМИ появляется все больше сообщений о пилотных проектах с водородом – и все чаще мелькает химическое обозначение этого газа: h3, сообщает Deutsche Welle.

Эксперты пророчат водородному топливу светлое будущее и считают автомобили с водородным двигателем главными конкурентами электрокаров.

«Водород многими экспертами считается топливом будущего. Это топливо, которое имеет более низкий углеродный след, чем традиционные нефть и газ. Но есть большие проблемы с развитием этой отрасли. Они связаны с недостаточно развитой инфраструктурой, сложностями в его хранении и транспортировки. К 2030 году мировой рынок топлива сильно изменится, поэтому чтобы быть готовыми, надо уже начинать развивать эту отрасль. Сейчас в России эта отрасль находится в зачаточной стадии. Тем не менее, в нашей стране есть все возможности, чтобы занять эту нишу», – рассказал Сергей Суверов, инвестиционный стратег.

По словам эксперта, забота об экологии стала основным трендом в обществе на ближайшие десятилетия. Поэтому стали появляться инициативы по отказу от вредоносных для окружающей среды видов топлива. С 2018 году в ЕС уже отказались от дизельного топлива, а к 2040 году планируется полный отказ и от бензина. Это стало поводом для развития альтернативных источников энергии для транспорта – электрических, гибридных и водородных двигателей.

Если первые два типа двигателя активно сегодня используются по всему миру, то индустрия водородного топлива только начинает свое развитие. По своей сути автомобиль с водородным двигателем – это тот же электрокар, только с другим аккумулятором. Его емкость в десять раз больше, чем у литий-ионного аккумулятора. Баллон с 5 кг водорода заправляется примерно 3 минуты, а запас хода около 500 км.

В мире многие известные автомобильные бренды уже выпустили свои модели с водородным двигателем. Кроме того, водородное топливо применяется во многих других отраслях. Однако в России эта отрасль только начинает развиваться. Владимир Путин уже поставил задачу к 2023 году запустить городской общественный транспорт на водородном топливе.

Водородное топливо эксперты считают экологичным по сравнению с другими источниками энергии. Но есть ряд минусов, который замедляет развитие отрасли. Инфраструктура пока что недостаточно развита для полного перехода на водород, не налажена логистика, а также экологичность и безопасность производства этого топлива остается под вопросом.

Но у водородного топлива есть огромный потенциал. Кроме его экологичности, есть еще одно значительное преимущество – водородные двигатели долговечны. Они могут служить до 10 лет, когда электродвигатель в лучшем случае пять.

Водородные двигатели развиваются по тому же сценарию, что и электродвигатели. Изначально к электрокарам так же относились скептично, отмечали дороговизну аккумуляторов и неразвитость инфраструктуры, но сегодня они стали таким же привычным видом транспорта, как и автомобили на бензине или дизеле. То же самое ждет и автомобили на водороде.

Российские новинки: скоро поедем на водороде

На водороде поедем уже скоро – сразу две российские компании представили свои модели общественного транспорта на двигателе будущего.

Электробус на водородных топливных элементах – это новинка разработки «Группы ГАЗ». Существует в двух вариантах – «Ситимакс Гидроген» на 85 пассажиров, и поменьше – на 22 посадочных места и называется «Газель сити». Самое главное преимущество перед электробусом – запас хода больше. На одной заправке, обещает производитель, проехать можно 350 километров.

«Мы убеждены, что этого будет достаточно. Что касается перспективности, это вопросы более сложный, мы понимаем, что это техника гораздо более дорогая. Водородный автобус будет в три раза дороже электрического, это вопрос политики государства, субсидий, законодательства», —
комментирует представитель «Группы ГАЗ» Вадим Сорокин.

А вот КАМАЗ уже пообещал свой водоробус запустить по столичным маршрутам в следующем году. Двигаться он будет с максимальной скоростью 80 километров в час, проходить без заправки до 250 километров. Ну и что важно для зеленого транспорта – ему ни холод, ни жара не страшны: эксплуатировать водородный электробус можно при температуре от -40 до +40.

Юрий Борисов, КАМАЗ: «Мировые тенденции, связанные с так называемой «зеленой экономикой», переход к электродвижению, к водородным двигателям. Здесь представлены не на макетах каких-нибудь, а уже в реальных образцах. Вы можете увидеть автомобиль КАМАЗ и автобус на водородном двигателе. Это уж,е наверное, буквально завтрашний облик современных транспортных средств. И Россия, что приятно, в этом тренде будет развивать и накапливать компетенции. Вместе со всеми уважаемыми партнерами, коллегами, комплектаторами, которые со всего мира здесь присутствуют».

Локомотивы на водородной тяге – это тоже уже не фантастика, а перспектива ближайшего будущего. На полях Восточного экономического форума соглашение о сотрудничестве подписали Трансмашхолдинг, Росатом и Российские железные дороги. Пилотным полигоном для отработки организации движения поездов на водороде будет остров Сахалин.

Там же во Владивостоке глава Минпромторга Денис Мантуров рассказал, что российский пассажирский самолет ЯК-40 может получить водородный двигатель. На авиасалоне МАКС в этом году модель представили в электрической версии. Сейчас Центральный аэрогидродинамический институт отрабатывает решения по охлаждению электрической системы водородом. А на следующем этапе водород уже будет обеспечивать энергией электрический самолет.

Ну а водородный вариант российского автомобиля «Аурус» гости форума могли увидеть. «Аурус Гидроген» с запасом хода 600 километров – пока это лабораторный образец, но скоро поедет.

Глава Минпромторга Денис Мантуров: «Аурус» – один из флагманов, он оказался в премиальном сегменте, поскольку этот проект не только под премиальный сегмент, но и под разработку технологий по водородной тематике, по электродвижению. Эта повестка распространяется на всех производителей».

В ближайшие два года Россия должна запустить и собственное производство водорода. В 2024 году только на экспорт планируют отправлять 200 тысяч тонн, к 2035 году – 2 миллиона. Это, по прогнозам, составит 10-15 процентов мирового рынка.

Первыми производителями должны стать Газпром, Новатэк и Росатом. Компании запустят пилотные водородные установки в 2024 году. Их построят на атомных электростанциях, объектах добычи газа и предприятиях по переработке сырья.

BMW Group представил водородную силовую установку BMW i Hydrogen NEXT – Новости. Официальный дилер BMW

Силовые установки на альтернативном топливе — одно из приоритетных направлений для концерна. BMW Group представляет водородную силовую установку BMW i Hydrogen NEXT с нулевым уровнем выбросов.

 

Особенности силовой установки BMW i Hydrogen NEXT

 

Силовая установка электрического BMW i Hydrogen NEXT состоит из модуля eDrive пятого поколения с буферным аккумулятором, топливного элемента и преобразователя напряжения. Пиковая мощность силовой установки — 275 кВт (374 л.с.), это гарантирует фирменную динамику BMW и удовольствие за рулем. На борту автомобиля два бака, в которых под давлением 700 бар хранится 6 кг водорода. Этого достаточно для большого запаса хода независимо от погодных условий. Полная заправка водородом занимает 3–4 минуты.

Электрохимический генератор в составе топливного элемента выдает мощность 125 кВт (170 л.с.). В качестве топлива используется смесь водорода и кислорода из окружающего воздуха, вместо вредных выбросов система вырабатывает водяной пар. Преобразователь напряжения регулирует потоки от топливного элемента, аккумуляторной батареи и кинетическую энергию, выделяемую при торможении.

В 2022 году концерн планирует выпустить небольшую тестовую партию BMW i Hydrogen NEXT, а серийная версия появится на рынке не раньше второй половины текущего десятилетия.

 

Перспективы транспорта на водороде

 

Концерн BMW Group уверен в потенциале топливных элементов в долгосрочной перспективе. В данный момент появлению серийного водородного автомобиля BMW препятствует ряд факторов. Водород должен производиться в достаточных количествах для снижения его стоимости. Существуют сложности с инфраструктурой. К моменту появления серийной версии BMW i Hydrogen NEXT концерн планирует снизить стоимость водородной силовой установки. Остаются в силе планы по выпуску к 2023 году 25 электрифицированных моделей, из которых не меньше 12 полностью на электротяге.

Клаус Фрёлих, член совета директоров BMW AG, ответственный за разработки: «Мы убеждены, что альтернативные силовые установки будут существовать параллельно с традиционными ДВС, гибридами и электромобилями. Это обусловлено отсутствием единого решения, которое удовлетворит все потребности клиентов. Технология водородных топливных элементов может стать четвертым направлением развития наших силовых установок в долгосрочной перспективе».

 

Сотрудничество с Toyota Motor Corporation

 

С 2013 года BMW Group работает над развитием водородных силовых установок совместно с Toyota Motor Corporation. Два производителя объединили усилия в работе над топливными элементами, масштабируемыми модульными компонентами и адаптацией технологии для массового производства. В 2017 году BMW Group стал одним из инициаторов создания Водородного совета, в который входит свыше 80 компаний-участников.

Также BMW Group участвует в исследовательском проекте BRYSON. Помимо концерна, в него вовлечены Мюнхенский университет прикладных наук, Технический университет Дрездена, компании Leichtbau-Zentrum Sachsen GmbH и WELA Handelsgesellschaft mbH. Цель проекта BRYSON — разработать новаторские резервуары для хранения водорода под высоким давлением, пригодные для интеграции в архитектуру транспортных средств.

Автомобили на водороде пока приносят убытки владельцам

Максимальный прирост потребления водорода в мире ожидается в транспорте: к 2030 г. спрос здесь может увеличиться со 140 000 т сейчас до 14 млн т в год. Об этом говорится в обзоре НРА, с которым ознакомились «Ведомости».

Но водород остается «крайне неудобным газом» для транспорта и есть риск, что прогнозы по его применению в секторе не сбудутся, вытекает из исследования. Эксперты НРА отмечают «высокую стоимость, размеры оборудования и отсутствие инфраструктуры» и добавляют, что «топливный элемент, работающий на водороде, имеет очень ограниченный ресурс».

Но многие компании уже заявили о планах перевода своего транспорта на водород. А почти все крупные автопроизводители (Honda, Hyundai, Audi, BMW, Ford, Nissan, Daimler и др.) намерены начать выпускать технику на водороде. К осени 2021 г., по данным НРА, в мире было продано около 11 200 водородомобилей. Для сравнения: продажи электромобилей в первом полугодии 2021 г. составили около 2,6 млн шт.

По словам управляющего директора рейтинговой службы НРА Сергея Гришунина, в США транспорт на водородных топливных ячейках пока дорог в обслуживании: около $240 на 100 км, из которых 49% составляют затраты на амортизацию и 51% – операционные затраты. Электромобиль обходится в $166 на 100 км, а автомобиль с двигателем внутреннего сгорания (ДВС) – в $125, добавил эксперт.

Дороговизна водородных машин связана с высокой стоимостью энергомодуля, поясняет он. «Энтузиасты считают, что уже к 2027 г. цена владения для водородомобиля, электрокара и машин с ДВС станет сопоставимой», – отметил Гришунин. Риск того, что ожидания могут не сбыться, по его словам, заключается в возможном резком подорожании платины (используется в топливных элементах). Увеличение потребности в ней, по мнению эксперта, может спровоцировать резкий рост цен на платиноиды, сопоставимый с восьмикратным «палладиевым ценовым рывком», наблюдавшимся при массовом переводе на этот металл автокатализаторов.

В мире развивается также пассажирский городской и грузовой транспорт на водороде. В 2021 г. в Китае продали 993 водоробуса, в Германии в 2020 г. начали эксплуатировать первые 10 водородных автобусов. На железной дороге водородные топливные ячейки позволяют отказаться от электрификации участков, где пока ходят дизельные поезда. С 2018 г. водородные поезда используются в Германии, Австрии, Швеции и Франции, отмечается в обзоре НРА. В авиации также существует ряд водородных проектов. Так, 2008 г. Boeing провел испытания двухместного водородного самолета на базе модели Dimona. Airbus в 2020 г. представил сразу три концепта самолетов на водороде.

Россия отстает в водородной гонке

По оценкам НРА, в России транспорт на водородных ячейках к 2030 г. займет менее 1% от общего потребления этого газа в стране. В феврале 2022 г. РБК сообщал со ссылкой на проект технологической стратегии развития водородной отрасли в России о планах перевести 10% городского и междугородного пассажирского транспорта на водород к 2030 г.

Но эксперты и компании транспортной отрасли не верят в реальность достижения этой цели. Автомобилей на водороде в России нет, а созданный «Камазом» водоробус существует пока лишь в пилотном исполнении. В компании не ответили на запрос «Ведомостей».

Представитель Государственной транспортной лизинговой компании (ГТЛК) указывает на то, что для масштабного перевода общественного транспорта на водород в стране нет ни серийных проектов (например, водоробусов), ни заправочной инфраструктуры. Он добавил, что ориентировочная цена первых российских водоробусов слишком высокая. Такая техника в 7 раз дороже, чем новые автобусы, работающие на газомоторном топливе (ГМТ – компримированный газ или СУГ), которые сейчас пользуются спросом в регионах, отметил он. Собеседник добавил, что ГТЛК будет готова поддержать водородный сегмент транспорта, «как только появится рыночная модель водоробуса и пойдут заявки от транспортных компаний».

Другой российский проект водородного транспорта – поезда для Сахалина, которые «Трансмашхолдинг» (ТМХ) намерен выпустить к 2024 г. Но еще в августе 2021 г. гендиректор ТМХ Кирилл Липа в интервью журналу «Техника железных дорог» признавал, что пока российского водородного топливного элемента необходимой мощности не существует, он появится к 2027–2028 гг. В ТМХ на момент публикации на запрос «Ведомостей» не ответили.

Первым делом поезда и автобусы

По мнению экспертов, водородный транспорт требует существенных вложений частных компаний и государства и будет развиваться в России медленнее. «Инфраструктура требует более значительных инвестиций в сравнении с вложениями в разработку водородных транспортных средств», – отмечает президент НИЦ «Перевозки и инфраструктура» Павел Иванкин.

Гендиректор «Infoline-аналитики» Михаил Бурмистров указывает, что в России пока даже метановые заправки загружены не более чем на 50% и в ряде регионов работают в убыток, несмотря на госпрограммы по переводу автомобилей на газ и частичную компенсацию расходов на переоборудование техники. При этом, по мнению Бурмистрова, у водородных поездов и водоробусов перспектив в России больше, чем у личного водородного транспорта. «Заправочная инфраструктура для них централизована, а решение о закупке принимают, не в последнюю очередь ориентируясь на цели госпрограмм по развитию городского транспорта. Но когда такие проекты станут рентабельными, пока судить сложно», – добавил он.

Аналитик «Финама» Александр Ковалев также обращает внимание на то, что в России «институциональная потребность зеленого перехода пока выглядит неоднозначной». «Даже электромобили у нас пока плохо приживаются в силу отсутствия инфраструктуры и других страновых факторов. И пока предпосылок изменения ситуации к 2030 г. не наблюдается», – говорит он.

От ворот водород – Газета Коммерсантъ № 99 (7061) от 10.06.2021

Автомобили на водороде, внедрением которых заинтересовались российские власти, не смогут конкурировать с электромобилями и тем более машинами с двигателем внутреннего сгорания (ДВС), полагают в «Петромаркете». В частности, легковые машины на водородном топливе останутся более дорогими, чем электротранспорт, а стоимость «зеленого» водорода в ЕС будет выше, чем электроэнергии. В случае РФ сам водород может оказаться дешевле, но «водородомобиль» все же окажется более дорогим для владельца, чем электрический аналог.

“Ъ” ознакомился с исследованием «Петромаркета» «Зеленая революция: что она несет России?», посвященном сравнительному анализу перспектив автомобилей на разных видах «зеленого» топлива. Эксперты консалтинговой компании делают вывод, что машины на водородном топливе, применение которого сейчас активно обсуждают власти России, не смогут составить конкуренции электромобилям. В «Петромаркете» считают перспективы водородных машин «исключительно неблагоприятными»: «Даже в случае радикального снижения их цены (ныне очень высокой) по совокупной стоимости владения они будут проигрывать не только электромобилям, но и автомобилям с двигателем внутреннего сгорания на углеродно-нейтральном синтетическом топливе».

В России до сих пор не определились с приоритетами, параллельно идет разработка госпрограмм развития как электро-, так и водородного транспорта. Причем на данный момент у государства не установлены цели по снижению выбросов от автотранспорта, и пока это не планируется. В то же время чиновники активно обсуждают локализацию низкоуглеродных решений, а также развитие заправочной сети одновременно для компримированного газа, СПГ, электромобилей и водородного транспорта.

В «Петромаркете» полагают, что для продвижения на рынок автомобилей с низкими и нулевыми выбросами СО2 уже в ближайшие пять лет в РФ потребуется установить достаточно серьезные ограничения на выбросы для новых автомобилей.

Среди проблем так называемых «водородомобилей» эксперты «Петромаркета» выделяют дороговизну «зеленого» водорода (производимого с помощью электричества из возобновляемых источников путем электролиза воды) по сравнению с собственно электричеством. По их оценке, производство водорода более энергоемкое, и разрыв не устранить. По расчетам, чтобы водородный автомобиль мог проехать 1 км, необходимо примерно в 2,5 раза больше электроэнергии из ВИЭ, чем для осуществления той же работы электромобилем, заключают в «Петромаркете».

Также в исследовании говорится о крайне высокой стоимости водородного автомобиля по сравнению со стоимостью электромобиля (см. график). «Даже если предположить, что водородный автомобиль к 2050 году упадет в цене в относительном выражении настолько же, насколько электромобиль, то этого все равно будет недостаточно, чтобы соперничать с последним по стоимости владения»,— отмечается в исследовании. Такой сценарий падения стоимости водородных машин достижим только при заметном расширении их производства, отмечают в «Петромаркете», а это пока выглядит нереалистичным из-за «почти единодушной ориентации автопроизводителей на выпуск электромобилей».

Среди других препятствий к распространению водородных легковых автомобилей — неразвитость на территории ЕС сети водородных заправочных станций, что, с одной стороны, будет негативно сказываться на ценах водорода для конечных потребителей, а с другой — будет заметно ограничивать географию использования «водородомобилей».

В ближайшей перспективе автотранспорт на водородном топливе не сможет заместить электромобили на аккумуляторах или ДВС, согласен директор практики стратегического и операционного консалтинга КПМГ в России и СНГ Максим Малков. Водород является взрывоопасным газом, это значительно ограничивает возможности его использования, говорит он: скорее, речь может идти о его применении в карьерной технике или железнодорожных локомотивах для перевозки грузов.

Дмитрий Бабанский из SBS Consulting полагает, что инфраструктура по водороду «подтянется за парком», причем такие машины «требуют «наименьших усилий» из-за того, что плотность энергии водорода у него значительно выше, чем у дизтоплива и литий-ионных батарей, поэтому заправок нужно будет много меньше». Что касается затрат, при использовании «зеленого» водорода его удельная стоимость на 1 кВт•ч энергии выходит дороже электричества, но для «желтого» водорода (производится с использованием электричества АЭС) в России и при промышленных масштабах затраты примерно сопоставимы, полагает он.

В то же время эксперт согласен, что стоимость владения водородным автомобилем останется выше, чем у электромобиля, а стоимость самой машины будет снижаться медленнее.

Кроме того, отмечает Дмитрий Бабанский, если субсидировать такой транспорт по аналогии с практикой развитых стран — то есть компенсировать примерную разницу между электромобилем и аналогом на ДВС — то финансирования на эти цели потребуется больше.

Ольга Никитина

Российские ученые исследовали безопасность водорода в автомобиле

Исследователи из ФГУП «НАМИ», Московского государственного строительного университета и Центра компетенций НТИ «Новые и мобильные источники энергии» при ИПХФ РАН задались целью оценить, насколько безопасен водородный автомобильный транспорт по сравнению с традиционными автомобилями с двигателями внутреннего сгорания на водороде. Статья с результатами изысканий опубликована в российском «Журнале прикладной химии». Новые эксперименты, которые провели сотрудники Института комплексной безопасности в строительстве НИУ МГСУ, подтверждают возможность сравнительно безопасного использования водорода на транспорте.

Одним из барьеров на пути развития водородного транспорта становится психологическое неприятие, основанное на страхе водорода как взрыво- и пожароопасного газа. Поэтому авторы в своем исследовании внимательно сравнили основные характеристики, определяющие процессы горения и потенциальную опасность водорода и используемых углеводородных топлив (жидких – бензина и дизеля, газообразных – природного газа и пропан-бутановой смеси) при их использовании на автомобиле.

Выводы, которые делают исследователи, таковы: при соблюдении технологических правил использования водорода (современные композитные баллоны высокого давления, не позволяющие взорваться с осколками, использование правильных материалов для водородной системы, которые не боятся водородного охрупчивания) водород – достаточно безопасный источник энергии для автомобиля.

«Мы хотели показать, что все виды топлива опасны по природе своей, поскольку содержат в себе энергию в химической форме, которая при неправильном использовании топлива может быть разрушительной. То или другое топливо может представлять бОльшую опасность в сравнении с другими в зависимости от условий. И мы показали, что с водородом можно также безопасно работать – использовать на автомобиле в качестве топлива, если учитывать его специфичные свойства и правильно с ним обращаться. Например, «правильные» композитные баллоны типа IV не дают поражающих осколков, как металлические», – говорит автор статьи, заведующий отделом каталитических систем ФГУП «НАМИ» Андрей Порсин.

«В основу обеспечения безопасности эксплуатации водородных автомобилей должны быть положены соответствующие стандарты и руководящие документы, базирующиеся на результатах научных исследований и конструкторских разработок. К ним можно отнести обеспечение пассивной безопасности не только для людей, но и для энергетического модуля в целом силовой установки, ее надежность и необходимый ресурс работоспособности в условиях эксплуатации, а также наличие средств ликвидации возможных аварийных ситуаций», – комментирует соавтор статьи, доктор технических наук Сергей Цариченко (МГСУ).

Авторы отмечают несколько свойств водорода, делающих его в определенных условиях более безопасным при использовании в автомобильном транспорте.

Во-первых, водород самый легкий газ, и в воздухе он поднимается вверх со средней скоростью в 20 метров в секунду.

Во-вторых, из-за своей текучести водород быстро и рассеивается, что не дает образовать взрывоопасную смесь с воздухом. Например, на открытом пространстве при разливе и возгорании бензина при пробитом бензобаке автомобиль сгорает за несколько минут, а при пробитом баллоне и возгорании струи водорода пожар самостоятельно затухает менее чем за две минуты.

В-третьих, в отличие от углеводородов, при горении водорода не образуется никаких токсичных веществ типа угарного газа – только вода.

В статье не рассматривался вопрос пожарной безопасности литий-ионных батарей, однако один из соавторов статьи отдельно прокомментировал этот вопрос.

«Водородный автомобиль и автомобиль на литий-ионных аккумуляторах объединяет наличие этих батарей. Учитывая то, что батареи на чисто электрических автомобилях должны иметь существенно больший объем, соответственно, их пожарная опасность пропорционально выше, чем водородных автомобилей. Естественно, присутствие водорода на борту автомобиля повышает потенциал опасности в случае развития пожара и нагрева баллона с водородом, однако при выполнении соответствующих мероприятий по безопасному дренированию водорода риск развития серьезных последствий, учитывая совокупность всех факторов окажется ниже», – говорит Цариченко.

Однако, что случится, если взрыв все же произошел?

Эксперименты, которые проведены дополнительно, показывают следующее: водород взрывается гораздо резче природного газа (справочные данные говорят, что скорость детонации гремучего газа – 2820 м/с, скорость детонации стехиометрической смеси метан/воздух – 1800 м/с), однако этот взрыв происходит гораздо «чище»: в случае взрыва метана, пропан-бутановой смеси и особенно паров бензина наблюдается вторичное горение непрореагировавших при взрыве веществ, что приводит, в отличие от взрыва водорода, к последующему пожару.

Центр данных по альтернативным видам топлива: развитие инфраструктуры водородного топлива

Наличие станций, производящих недорогой водород в местах, где будут использоваться транспортные средства, остается ключевой проблемой для внедрения этой технологии. Чтобы решить эту проблему, Министерство энергетики США (DOE) запустило h3USA — государственно-частное сотрудничество с федеральными агентствами, автопроизводителями, поставщиками водорода, разработчиками топливных элементов, национальными лабораториями и другими заинтересованными сторонами.h3USA сосредоточена на развитии водородной инфраструктуры для поддержки большего количества вариантов транспортировки энергии для потребителей в США.

В середине 2021 года в США было 48 открытых розничных водородных станций. Кроме того, не менее 60 станций находились на разных стадиях планирования или строительства. Большинство существующих и планируемых станций находились в Калифорнии, одна на Гавайях и 14 запланированных в северо-восточных штатах. По мере расширения рынка водородные заправочные станции будут совпадать с выпуском автомобилей, поскольку оба они растут вместе.Ожидается, что клиенты будут иметь такой же опыт работы на водородных заправочных станциях, как и на автозаправочных станциях, при этом большинство дозаторов водорода будут добавлены на существующие автозаправочные станции.

Альтернативный локатор заправочных станций позволяет пользователям искать общественные и частные заправочные станции, работающие на водороде. Предложите новые водородные станции для включения в локатор станций, используя форму «Отправить новую станцию».

Безопасность, нормы и стандарты

Многие современные нормы и стандарты безопасности при работе с водородом основаны на практике химической и аэрокосмической промышленности.Министерство энергетики координирует усилия организаций, занимающихся нормами и стандартами, по разработке более надежных норм и стандартов, обеспечивающих безопасное использование водорода для транспорта и стационарных приложений. Одним из результатов этих усилий является NFPA 2, гармонизированный национальный стандарт для инфраструктуры транспортных средств на водороде.

Узнайте больше о безопасности водорода, кодексах и стандартах в офисе технологий водорода и топливных элементов.

Демонстрационные проекты

В дополнение к техническим проблемам, которые решаются с помощью исследований и разработок, существуют препятствия для успешного внедрения инфраструктуры заправки водородом, которые можно устранить только путем интеграции компонентов в полные системы.Министерство энергетики разрабатывает и тестирует полные системные решения, которые проверяют интегрированные технологии водорода и топливных элементов для транспорта, инфраструктуры и производства электроэнергии в системном контексте в реальных условиях эксплуатации.

Узнайте больше о системном анализе и проверке технологий в отделе технологий топливных элементов. Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии также располагает информацией о проверке технологий использования водорода и топливных элементов.

2022 Toyota Mirai Экстерьер Фотогалерея

XLE Limited

кислородно-белый [extra_cost_color]

Цены и цвета могут варьироваться в зависимости от модели.

{ «seriesType»: «single», «enableGradeSelector»: true, «enableNightshadeMode»: false, «useBackgroundImages»: false, «imageFormat»: «png», «imageIndex»: «2», «imageBackground»: «#FFF «, «imagePath»: «https://www.toyota.com/imgix/content/dam/toyota/jellies/max», «год»: «2022», «сериал»: «мирай», «цвет»: «090», «комплектация»: «xle», «комплектация»: «3002», «автомобили»: { «mirai_2022»: { «цвета»: { «8Y7»: { «индекс»: 0, «код»: «8Y7», «grade»: «limited», «name»: «Hydro Blue [extra_cost_color]», «tags»: «», «tooltip»: { «label»: «», «description»: «», «ctaLabel»: «», «ctaLink»: «» }, «trim»: «3003», «desktopBgImage»: «», «tabletBgImage»: «», «mobileBgImage»: «», «backgroundColor» : «» } , «090»: { «index»: 1, «code»: «090», «grade»: «limited», «name»: «Oxygen White [extra_cost_color]», «tags»: «», «tooltip «: { «label»: «», «description»: «», «ctaLabel»: «», «ctaLink»: «» }, «trim»: «3003», «desktopBgImage»: «», «tabletBgImage» : «», «mobileBgImage»: «», «backgroundColor» : «» } , «1L5»: { «index»: 2, «cod e»: «1L5», «grade»: «xle», «name»: «Heavy Metal [extra_cost_color]», «tags»: «», «tooltip»: { «label»: «», «description»: «», «ctaLabel»: «», «ctaLink»: «» }, «trim»: «3002», «desktopBgImage»: «», «tabletBgImage»: «», «mobileBgImage»: «», «backgroundColor» : «» } , «202»: { «index»: 3, «code»: «202», «grade»: «limited», «name»: «Black», «tags»: «», «tooltip» : { «label»: «», «description»: «», «ctaLabel»: «», «ctaLink»: «» }, «trim»: «3003», «desktopBgImage»: «», «tabletBgImage»: «», «mobileBgImage»: «», «backgroundColor» : «» } , «3U5»: { «index»: 4, «code»: «3U5», «grade»: «limited», «name»: » Сверхзвуковой красный [extra_cost_color]», «tags»: «», «tooltip»: { «label»: «», «description»: «», «ctaLabel»: «», «ctaLink»: «» }, «trim «: «3003», «desktopBgImage»: «», «tabletBgImage»: «», «mobileBgImage»: «», «backgroundColor»: «» } }, «grades»: { «xle»: { «colors»: { «090»: { «index»: 0, «code»: «090», «grade»: «xle», «name»: «Oxygen White [extra_cost_color]», «tags»: «», «tooltip» : { «этикетка»: «», «description»: «», «ctaLabel»: «», «ctaLink»: «» }, «trim»: «3002», «desktopBgImage»: «», «tabletBgImage»: «», «mobileBgImage»: «» , «backgroundColor» : «» } , «1L5»: { «index»: 1, «code»: «1L5», «grade»: «xle», «name»: «Heavy Metal [extra_cost_color]», «tags «: «», «tooltip»: { «label»: «», «description»: «», «ctaLabel»: «», «ctaLink»: «» }, «trim»: «3002», «desktopBgImage» : «», «tabletBgImage»: «», «mobileBgImage»: «», «backgroundColor»: «» } , «202»: { «index»: 2, «code»: «202», «grade»: » xle», «name»: «Black», «tags»: «», «tooltip»: { «label»: «», «description»: «», «ctaLabel»: «», «ctaLink»: «» }, «trim»: «3002», «desktopBgImage»: «», «tabletBgImage»: «», «mobileBgImage»: «», «backgroundColor»: «» } , «3U5»: { «index»: 3, «code»: «3U5», «grade»: «xle», «name»: «Susonic Red [extra_cost_color]», «tags»: «», «tooltip»: { «label»: «», «description» : «», «ctaLabel»: «», «ctaLink»: «» }, «trim»: «3002», «desktopBgImage»: «», «tabletBgImage»: «», «mobileBgImage»: «», «backgroundColor » : «» } } }, «limited»: { «colors»: { «8Y7»: { «index»: 0, «code»: «8Y7», «grade»: «limited», «name»: » Hydro Blue [extra_cost_color]», «tags»: «», «tooltip»: { «label»: «», «description»: «», «ctaLabel»: «», «ctaLink»: «» }, «trim «: «3003», «desktopBgImage»: «», «tabletBgImage»: «», «mobileBgImage»: «», «backgroundColor» : «» } , «090»: { «index»: 1, «code»: «090», «grade»: «limited», «name»: «Oxygen White [extra_cost_color]», «tags»: «», «tooltip»: { «label»: «», «description»: «», «ctaLabel»: «», «ctaLink»: «» }, «trim»: «3003», «desktopBgImage»: «», «tabletBgImage»: «», «mobileBgImage»: «», «backgroundColor» : «» } , «1L5»: { «index»: 2, «code»: «1L5», «grade»: «limited», «name»: «Heavy Metal [extra_cost_color]», «tags»: «», «tooltip «: { «label»: «», «description»: «», «ctaLabel»: «», «ctaLink»: «» }, «trim»: «3003», «desktopBgImage»: «», «tabletBgImage» : «», «mobileBgImage»: «», «backgroundColor» : «» } , «202»: { «index»: 3, «code»: «202», «grade»: «limited», «name»: «черный», «та gs»: «», «tooltip»: { «label»: «», «description»: «», «ctaLabel»: «», «ctaLink»: «» }, «trim»: «3003», «desktopBgImage «: «», «tabletBgImage»: «», «mobileBgImage»: «», «backgroundColor» : «» } , «3U5»: { «index»: 4, «code»: «3U5», «grade»: «limited», «name»: «Susonic Red [extra_cost_color]», «tags»: «», «tooltip»: { «label»: «», «description»: «», «ctaLabel»: «», » ctaLink»: «» }, «trim»: «3003», «desktopBgImage»: «», «tabletBgImage»: «», «mobileBgImage»: «», «backgroundColor» : «» } } } } } } }

Топливный элемент Honda Clarity 2021 года — автомобиль с водородным двигателем

УДОБСТВА

Подогрев передних сидений

Устройтесь поудобнее холодным утром или в самый разгар зимы благодаря подогреву передних сидений.

УДОБСТВА

Проекционный дисплей

Следите за дорогой с помощью проекционного дисплея, который проецирует ключевую информацию об автомобиле на нижнюю часть ветрового стекла для дополнительной осведомленности о дороге.

УДОБСТВА

Аудиосистема премиум-класса

Honda Clarity Fuel Cell 2021 года оснащен 8-дюймовым сенсорным экраном Display Audio и аудиосистемой премиум-класса с 12 динамиками мощностью 540 Вт.

УДОБСТВА

Двухзонный автоматический климат-контроль

Вы и ваш передний пассажир можете выбрать идеальную температуру с помощью двухзонного автоматического климат-контроля.

УДОБСТВА

Органы управления на рулевом колесе

Сенсорные элементы управления на рулевом колесе позволяют легко отвечать на звонки, регулировать громкость и получать доступ к информации о водителе.

УДОБСТВА

Сдвиг по проводам

Honda Clarity Fuel Cell разработан с учетом потребностей водителя, от электронного селектора передач одним касанием до спортивного режима, повышающего производительность.

У Илона Маска твердые взгляды на водород. Не все согласны

Генеральный директор Tesla Илон Маск неоднократно высказывал твердые мнения о водороде и водородных топливных элементах.

Несколько лет назад, когда эта тема поднялась во время обсуждения с журналистами на Всемирном конгрессе автомобильных новостей, миллиардер и магнат электромобилей назвал водородные топливные элементы «чрезвычайно глупыми».

«Просто очень сложно… производить водород, хранить его и использовать в автомобиле, — сказал Маск. … это не имеет смысла», — добавил он позже.

«Это станет очевидным в ближайшие несколько лет. У нас… нет причин для этих дебатов, я уже сказал… моя часть об этом, со временем это станет совершенно очевидным, я не знаю, что еще сказать.»

С тех пор после этих замечаний взгляды Маска, похоже, не сильно изменились, если вообще изменились.В июне 2020 года он написал в Твиттере: «Топливные элементы = дурацкие продажи», добавив в июле того же года: «Водородные дурацкие продажи не имеют смысла». Маск не был сразу доступен, чтобы прокомментировать, изменились ли его взгляды на водород, когда он связался через Tesla с CNBC в понедельник.

Технология

Прежде всего: что лежит в основе технологии, к которой Маск так скептически относится?

Агентство по охране окружающей среды США описывает транспортные средства на водородных топливных элементах, которые также известны как электромобили на топливных элементах, как «похожие на электромобили… в том, что они используют электродвигатель вместо двигателя внутреннего сгорания для привода колес.»

Ключевое отличие заключается в том, что у электромобилей есть аккумуляторы, которые необходимо заряжать, подключая транспортное средство к точке зарядки. С другой стороны, автомобили на топливных элементах используют газообразный водород и, согласно EPA, «генерируют электроэнергию на борту». .»

Узнайте больше об электромобилях от CNBC Pro

Проще говоря, с топливными элементами газообразный водород из бака смешивается с кислородом, производя электричество.

Электромобиль на топливных элементах выбрасывает «только водяной пар и теплый воздух», У.Об этом сообщает Центр данных по альтернативным видам топлива при Министерстве энергетики США.

Разнообразие мнений

Маск не одинок в своем неуверенном отношении к использованию водорода в автомобилях.

В феврале этого года по этому поводу высказался Герберт Дисс, генеральный директор немецкой автомобильной компании Volkswagen Group.

«Политикам пора принять науку», — написал он в Твиттере. «Зеленый водород необходим для сталелитейной, химической, аэрокосмической промышленности… и не должен попадать в автомобили. Слишком дорогой, неэффективный, медленный и сложный в развертывании и транспортировке.В конце концов: никаких #водородных автомобилей в поле зрения.»

Хотя на эти продукты, очевидно, не приходится большая часть продаж автомобилей в данный момент — Riversimple на самом деле не будет продавать свои автомобили, вместо этого предлагая их по подписке — тот факт, что такое количество компаний вообще работает над предложениями топливных элементов, показывает, что некоторые видят потенциал в этой технологии.

«Автомобили на топливных элементах, безусловно, сыграют свою роль в обезуглероживании транспорта», — сказал CNBC представитель Toyota. и когда заправочная инфраструктура расширится, они предложат удобную альтернативу электрифицированному транспорту вместо полностью электрического BEV [электромобилей с батарейным питанием]», — сказали они.

Toyota рассматривала водород «как альтернативу ископаемому топливу во всех сферах, включая отопление, освещение, перевозки, общественный транспорт и тяжелую промышленность», — сказал представитель.

«Диапазон применения водорода будет расширяться, обеспечивая более дешевое и эффективное энергоснабжение, и мы будем все чаще видеть водородные двигатели для автомобилей, автобусов, поездов и грузовиков», — добавили они.

В заявлении, направленном CNBC, Ассоциация топливных элементов и водородной энергетики выразила аналогичную точку зрения.

Электромобили на топливных элементах и ​​водородная энергия, по словам FCHEA, предлагали клиентам «вариант с нулевым уровнем выбросов с ожидаемой производительностью и отсутствием изменений в повседневной жизни — большой радиус действия, быстрая дозаправка и возможность масштабирования до более крупных платформ без добавления ограничительных вес и размер».

Далее FCHEA сообщило, что существуют «огромные возможности для электромобилей на топливных элементах и ​​погрузочно-разгрузочных транспортных средств на топливных элементах».

«Кроме того, учитывая ограничения по весу аккумуляторов и подзарядке для дальнемагистральных грузовиков, также существуют значительные возможности для фургонов средней и большой грузоподъемности, грузовиков, автобусов, поездов и самолетов», — говорится в сообщении.

Действительно, в то время как правительства всего мира пытаются разработать транспортные системы с низким и нулевым уровнем выбросов, идея использования водородных топливных элементов в более крупных транспортных средствах начинает изучаться широким кругом компаний.

Узнайте больше о чистой энергии от CNBC Pro

В недавнем интервью CNBC генерального директора Daimler Truck спросили о дебатах между электрическими батареями и водородными топливными элементами. Баланс, утверждал Мартин Даум, был ключевым моментом.

«Мы выбираем оба варианта, потому что оба… имеют смысл», — сказал он, продолжая объяснять, насколько разные технологии подходят для разных сценариев.

«В общем, вы можете сказать: если вы идете в городскую доставку, где вам нужно меньше энергии, вы можете заряжать в течение ночи в депо, то это, безусловно, аккумуляторная батарея», — сказал Даум.

«Но в тот момент, когда вы находитесь в пути, в тот момент, когда вы едете из Стокгольма в Барселону… на мой взгляд, вам нужно что-то, что вы можете лучше транспортировать и где вы можете лучше заправляться, и это, в конечном счете, h3.»

«Решение еще не вынесено, но я думаю, что для компании нашего размера слишком рискованно использовать только одну технологию.»

Универсальность

Комментарии Даума о топливных элементах затрагивают идею о том, что они могут, в конечном счете, найти свое место в более тяжелых видах транспорта, покрывающих большие расстояния, перевозящих грузы и, в некоторых случаях, перевозящих людей из одного пункта назначения в другой.

Он не одинок в своем мнении.Европейский транспортный гигант Alstom, например, разработал Coradia iLint, который он описывает как «первый в мире пассажирский поезд, работающий на водородном топливном элементе». В октябре было объявлено о коммерческих водородно-электрических рейсах между Лондоном и Роттердамом, и те, кто стоит за проектом, надеются, что он поднимется в небо в 2024 году.

В сфере строительства компания JCB, крупный игрок в этом секторе, заявила в прошлом году, что разработала экскаватор, «работающий на водородном топливном элементе».

При весе 20 метрических тонн компания заявила, что автомобиль тестировался более 12 месяцев, добавив, что «единственным выбросом из выхлопных газов является вода».

Задачи

Несмотря на то, что использование технологии водородных топливных элементов в различных приложениях вызывает воодушевление, путь к любому массовому внедрению может быть не всегда гладким.

Ранее в этом году Honda прекратила производство гибридных моделей Clarity и моделей на топливных элементах, хотя компания подчеркнула, что электромобили на топливных элементах будут «сыграть ключевую роль в нашей стратегии нулевого уровня выбросов».

В другом месте правительство США назвало ряд проблем. Они варьируются от долговечности и надежности топливных элементов до стоимости автомобиля.

«Существующая инфраструктура для производства и доставки водорода потребителям еще не может обеспечить широкое внедрение FCV», — добавляет он.

В феврале 2020 года базирующаяся в Брюсселе группа кампании «Транспорт и окружающая среда» заявила о том, с какой конкуренцией столкнется водород в транспортном секторе.

T&E подчеркнула, что зеленый водород, который производится с использованием возобновляемых источников энергии, должен не только «конкурировать с серым и голубым водородом», который производится с использованием ископаемого топлива. «Он будет конкурировать с бензином, дизельным топливом, судовым мазутом, керосином и, конечно же, электричеством», — сказали в T&E.

«Везде, где аккумуляторы являются практичным решением — легковые автомобили, фургоны, городские, региональные и, возможно, дальнемагистральные грузовики, паромы — водород столкнется с тяжелой борьбой из-за его более низкой эффективности и, как следствие, гораздо более высоких затрат на топливо.

Преодоление разрыва между аккумуляторными электромобилями и автомобилями на топливных элементах будет огромной задачей, как отмечается в Global EV Outlook 2021 Международного энергетического агентства. чем электромобили в качестве водородных заправочных станций … не являются широко доступными и, в отличие от электромобилей, не могут быть заряжены дома».

Когда дело доходит до автомобилей, электромобили на аккумуляторных батареях занимают сильную позицию благодаря таким фирмам, как Tesla, лидирующим, но путь к успеху никогда не бывает прямым. Наблюдайте за этим пространством.

8 вещей, которые нужно знать об автомобилях на водородных топливных элементах

1. В чем секрет топливных элементов?

«Автомобиль на водородных топливных элементах» звучит довольно экзотично, но на самом деле это просто электромобиль, в котором громоздкий, тяжелый и дорогой аккумулятор, заряжаемый от сети, заменен относительно небольшой, легкой и дорогой электрохимической системой, вырабатывающей электричество на борту.

Топливный элемент — это силовая установка системы. В нем газообразный водород, извлеченный из бортового резервуара под давлением, вступает в реакцию с катализатором, обычно сделанным из платины. Этот процесс отделяет электроны от водорода, освобождая их для выполнения своих задач — электричества, которое течет через электродвигатель для питания автомобиля.

После завершения своей работы электроны возвращаются в топливный элемент, где они воссоединяются с исходным водородом в присутствии кислорода, поступающего из окружающего воздуха.Они встречаются в соотношении два атома водорода к одному атому кислорода. Престо! Это h3O или вода. Вода помогает охладить дымовую трубу (все эти возбужденные молекулы выделяют много тепла), прежде чем она выльется из выхлопной трубы автомобиля в виде комбинации пара и дистиллированной воды.

Один топливный элемент не производит столько электронов, поэтому автопроизводители объединяют десятки плоских прямоугольных элементов в блок топливных элементов, чтобы получить достаточно энергии для питания автомобиля или грузовика. Стек действует как батарея, вырабатывая постоянный поток электроэнергии для питания электродвигателя автомобиля и вспомогательной электроники.

Блоки топливных элементов, как правило, имеют размеры, обеспечивающие чуть большую мощность, чем транспортное средство может использовать при нормальном ускорении и крейсерских условиях. Избыток, дополненный электричеством от системы рекуперативного торможения автомобиля, хранится в небольшой литий-ионной батарее для использования, когда транспортному средству требуется дополнительный прилив энергии.

После того, как блок топливных элементов совершит свое волшебство, автомобиль станет таким же, как и любой другой электромобиль на дороге, двигаясь почти бесшумно с большим ускорением благодаря огромному крутящему моменту электродвигателя.

Почему Калифорния тратит миллионы на водородное топливо…

В 2016 году я сообщил о строительстве водородного насоса стоимостью 2,8 миллиона долларов для электромобилей на топливных элементах на моей местной заправке.

Сейчас 2022 год, и спустя почти 2 000 дней этот насос еще не выдал в коммерческих целях ни одной молекулы водорода, по словам техника, работающего над насосом, и сотрудника заправочной станции, у которых я недавно брал интервью. Раньше я жил всего в нескольких сотнях ярдов от этой конкретной заправки на бульваре Скайлайн в Вудсайде, штат Калифорния, – горной дороге с эпическими видами, которая привлекает мотоциклистов, туристов и велосипедистов толпами.

Траектории роста аккумуляторных электромобилей и автомобилей на топливных элементах резко разошлись за эти шесть лет. Аккумуляторные электромобили быстро становятся мейнстримом. Автомобили на топливных элементах так же нишевы, как и прежде, а инфраструктура для их поддержки по-прежнему очень ограничена и очень дорога.

Подпишитесь, чтобы получать последние новости Canary

В гонке за экологически чистые автомобили будущего решительно проигрывают модели на топливных элементах. Так почему же штат Калифорния до сих пор тратит десятки миллионов долларов на эту технологию?

Наше будущее автомобилей с нулевым уровнем выбросов

Транспортные средства на топливных элементах используют водород в качестве источника топлива и производят нулевые выбросы в выхлопной трубе, только водяной пар и тепло.

Калифорнийская энергетическая комиссия (CEC) инвестировала почти 166 миллионов долларов и планирует инвестировать в общей сложности 279 миллионов долларов в рамках своей Программы чистого транспорта для создания сети из более чем 100 водородных заправочных станций для поддержки все более маловероятного всплеска топлива с нулевым уровнем выбросов. сотовые электромобили.

По состоянию на 22 октября 2021 года в Калифорнии насчитывалось 52 открытые розничные водородные заправочные станции, финансируемые Программой чистого транспорта, Целевым фондом смягчения последствий Volkswagen и частным сектором.Финансирование программы CEC осуществляется за счет дополнительных сборов за регистрацию транспортных средств, а также сборов за проверку смога и номерных знаков. По данным Министерства энергетики США, в других 49 штатах есть только одна водородная станция в Гонолулу, Гавайи.

CEC финансирует водородную инфраструктуру ряду частных компаний, включая Air Liquide, FirstElement Fuel, HyGen Industries, Institute of Gas Technology, ITM Power, Linde и Hydrogen Technology & Energy Corporation (HTEC).

HTEC построил мой местный водородный насос и получил финансирование CEC на общую сумму 2 125 000 долларов США из общей суммы 2 доллара США.Согласно общедоступным данным, 8 миллионов потребовалось для реконструкции существующей заправочной станции, чтобы обеспечить ежедневную производительность водорода примерно в 100 килограммов. (Электромобиль Toyota Mirai на топливных элементах вмещает 5,6 килограммов в своих резервуарах для хранения.) Предполагается, что станция будет получать поставки газообразного водорода, а также производить собственный водород с помощью небольшого электролизера на месте. CEC также предоставит субсидию в размере до 100 000 долларов США в год в течение трех лет, чтобы помочь покрыть расходы на эксплуатацию и техническое обслуживание станции.

Я обратился к Колину Армстронгу, генеральному директору компании HTEC, базирующейся в Британской Колумбии, чтобы подтвердить, что насос еще не работает, и выяснить, почему это заняло так много времени.Он ответил по электронной почте: «Мы рады, что снова добились прогресса на станции Вудсайд. В настоящее время мы проводим необходимое техническое обслуживание и оцениваем сроки ввода в эксплуатацию. Это была первая станция HTEC, и, как и любое новое предприятие, станция столкнулась с общими эксплуатационными трудностями, которые нам удалось решить. […] Построив несколько станций в Канаде, мы готовы сосредоточиться на станции Вудсайд и ввести ее в эксплуатацию как можно скорее».

Когда насос, наконец, заработает, водородное топливо, которое он будет продавать, может быть даже не таким чистым.По данным ЦИК, «водород, продаваемый через заправочные станции, финансируемые ЦИК, должен на 33% состоять из возобновляемых источников», то есть производиться из биогаза или электролиза воды с использованием возобновляемых источников энергии. Иными словами, водород в программе чистого транспорта может быть грязным на 67 процентов.

Посчитайте

ЦИК заявляет на своем веб-сайте, что электромобили на водородных топливных элементах «имеют решающее значение для достижения цели штата по созданию 1,5 миллиона автомобилей с нулевым уровнем выбросов на дорогах Калифорнии к 2025 году.«Но ЦИК ошибается в этом вопросе; Штат легко выполнит задачу ЦИК, используя только аккумуляторные электромобили. По состоянию на декабрь 2021 года общее количество регистраций подключаемых автомобилей в штате с 2010 года составило 1,072 миллиона единиц. По данным Калифорнийского партнерства по топливным элементам, по состоянию на 1 февраля 2022 года во всей стране насчитывается всего 12 456 автомобилей на топливных элементах.

Автомобили на водородных топливных элементах: что нужно знать

Помимо разреженной сети заправочных станций, есть еще одна причина пока низкого спроса на автомобили на водородных топливных элементах: они относительно дороги для покупки.Несколько моделей автомобилей на топливных элементах, уже имеющихся на рынке, стоят около 80 000 долларов США за автомобиль среднего или выше среднего класса. Это почти в два раза больше, чем у сопоставимых полностью электрических или гибридных автомобилей.

Существует ряд причин, по которым автомобили на водородных топливных элементах все еще дороги. Помимо малых объемов, а это значит, что производство еще предстоит отработать, встает вопрос и о потребности в драгоценном металле платине, выступающем в качестве катализатора при выработке электроэнергии.Количество платины, необходимой для автомобильных топливных элементов, уже значительно снижено. «Общая цель — снизить цены на автомобили с водородным двигателем до уровня, аналогичного ценам на другие электромобили», — объясняет Рюкер.

Еще одна причина высокой закупочной цены заключается в том, что автомобили на водородных топливных элементах, как правило, довольно большие, поскольку водородный бак(и) занимает много места. С другой стороны, привод электромобиля, работающего исключительно от аккумуляторной батареи, также подходит для небольших автомобилей.Вот почему классические электромобили в настоящее время можно найти во всех классах транспортных средств.

В дополнение к затратам на покупку, эксплуатационные   затраты также играют важную роль в рентабельности и приемлемости технологии движения. В автомобилях на водородных топливных элементах эти затраты не в последнюю очередь зависят от цены на топливо. В настоящее время 1 фунт (0,45 кг) водорода стоит около 14 долларов США в США по сравнению с 4,80 доллара США в Германии (это цена, о которой договорились партнеры h3 Mobility).