ENGЯпонский автомобильный гигант Toyota выпустил на рынок модульную систему для электрокаров на топливных элементах питания (FCEV, Fuel Cell Electric Vehicle). Технологию водородного двигателя смогут приобретать и другие автопроизводители, что ускорит развитие сегмента.
Toyota твёрдо намерена продвигать использование водорода и начнёт продавать водородные системы уже с весны этого года.
«Модуль водородных топливных элементов поможет достичь глобальных целей декарбонизации и движения за углеродную нейтральность», — говорится в сообщении производителя.
Интересно, что японский автоконцерн делает ставку на развитие водородных технологий, тогда как популярный бизнесмен и инфлюенсер отрасли Илон Маск (основатель бренда Tesla) настаивает на аккумуляторном будущем. Еще пару лет назад Маск высмеивал водородные автомобили, называя топливные элементы «кучей мусора», и давал им эпитеты вроде «дурацкие» или «умопомрачительно глупые». По мнению Маска:
«Успех просто невозможен».
Но японцы идут «водородным» путём. Toyota уже продает автомобиль Mirai на топливных элементах и планирует десятикратный рост продаж марки на мировом рынке после выпуска Mirai второго поколения. Новая Toyota Mirai на 30% увеличит дальность пробега на одной заправке, то есть до 650 километров, сообщил автопроизводитель в конце ноября. Кроме выпуска собственных автомобилей, японский автогигант Toyota будет продавать модуль на топливных элементах другим автопроизводителям.
«Модуль на топливных элементах достиг высочайшего уровня удельной мощности на единицу объема», — утверждает Toyota.
Добавляется, что техническое обслуживание не требует особых забот. Новая система топливных элементов может сыграть решающую роль в отрасли. Модуль может быть использован компаниями, разрабатывающими топливные элементы для грузовых автомобилей, автобусов, поездов и судов, а также стационарных генераторов. Модуль может быть непосредственно подключен к существующему электрическому транспортному средству, снабженному двигателем, инвертором и батареей.
Преимущества
В электромобилях на топливных элементах (FCEV) водород, хранящийся в резервуаре, соединяется с кислородом из воздуха для производства электроэнергии, а в качестве отходов выделяется безвредный водяной пар.
В отличие от более распространенных электромобилей с батарейным питанием, автомобили на топливных элементах не нуждаются в долгом подключении для зарядки. Они «заполняют бак» почти так же быстро, как традиционные газовые и дизельные автомобили. Все современные модели превышают 300 миль дальности поездки на полном баке.
Да, но и развитие аккумуляторов для электрокаров не стоит на месте — производители также работают над сокращением времени подзарядки электромобилей. Тем не менее у водородного топлива есть еще одно преимущество перед электрическими батареями — долговечность. Если аккумулятора в электрокаре хватает на три-пять лет, то водородной топливной ячейки — уже на восемь-десять лет. При этом водородные аккумуляторы лучше приспособлены для холодной погоды: они не теряют заряд на морозе, как происходит с электрокарами.
Возражения
Хотя сами электромобили на топливных элементах выделяют только водяной пар из своих выхлопных труб, к загрязнению окружающей среды может привести производство водорода. Об этом говорит Союз заинтересованных ученых (Union of Concerned Scientists (UCS), некоммерческая научная правозащитная организация, базирующаяся в США). В их докладе говорится: несмотря на то, что возобновляемые источники водорода, такие как сельскохозяйственные угодья и свалки отходов, растут, большая часть водорода, получаемого в качестве топлива, поступает из традиционной добычи природного газа.
Но основной упрек критиков — дороговизна водородного топлива. Средняя цена на водородное топливо в Калифорнии составляет около $16/кг (бензин продаётся галлонами 3,7 литра, а водород — килограммами). Бензин стоит $3 за галлон. Для сравнения: 1 галлон бензина имеет примерно такое же количество энергии, как 1 кг водорода. Однако электромобиль на водороде преодолевает большее расстояние, чем автомобиль с двигателем внутреннего сгорания (с эквивалентным количеством топлива).
Кроме того, стоимость заправки водородных автомобилей, скорее всего, снизится в ближайшем будущем. Международное энергетическое агентство прогнозирует, что цена водорода к 2030 году упадет минимум на 30%. Это сделает водородное топливо сопоставимым по цене с другими источниками энергии для транспортных средств.
Кто еще за водород?
Инвестируют в развитие инфраструктуры для автомобилей на топливных элементах и другие крупные японские производители. Так, Honda и Toyota объединились с Shell Oil для строительства новых водородных заправочных станций в Калифорнии. В настоящее время в США продано более 1,1 тысячи электромобилей Honda Clarity на топливных элементах.
Корейский автогигант Kia Hyundai тоже вкладывает деньги в развитие водородных технологий и заявляет, что работает над тем, чтобы сделать водородные топливные элементы коммерчески жизнеспособными. Примером корейских водородных автомобилей является Nexo — технологический флагман Hyundai.
«Nexo создан c ориентиром на наш общий свободный и чистый завтрашний день. Такой, в котором автомобиль существует с человеком в единой среде, не мешая ему, не издавая лишних шумов и не оставляя загрязнений. Это свобода от долгих часов простоя для зарядки электрических батарей», — так позиционирует водородные автомобили рекламная служба Huyndai.
Рейтинг дальности корейского водородного кроссовера по версии EPA (Агентство по охране окружающей среды США) составил 380 миль, что больше, чем у любого аккумуляторного электромобиля на рынке.
«Производитель поставил себе цель продавать несколько тысяч автомобилей Nexo в год», — сообщают СМИ.
Работают в направлении углеродно-нейтрального будущего и промышленные гиганты General Motors и Ford Motor Company. В январе 2021 года GM заявила, что «идет ва-банк к полностью электрическому будущему, стремясь устранить все выбросы выхлопных труб от новых легковых автомобилей через 15 лет».
Ford также говорит о своих намерениях перейти на полностью электрическую линейку автомобилей. До 2025 года компания инвестирует $22 млрд в электромобили, а к 2030 году — перейдет на полностью электрические пассажирские автомобили в Европе.
Какая доля будет принадлежать автомобилям на топливных элементах, сказать сложно. Но модуль, который презентовала Toyota, может послужить серьезному росту в этом сегменте.
В России в 2014 году появился свой производитель водородных топливных ячеек — AT Energy. Компания специализируется на аккумуляторных системах для дронов, в том числе военных. Именно ее топливные ячейки использовали для беспилотников, которые снимали Олимпиаду-2014 в Сочи.
После того как в 2019 году Россия подписала Парижское соглашение по климату, которое подразумевает постепенный переход стран на экологичные виды топлива, «Газпром» и «Росатом» подготовили совместную программу развития водородной технологии на десять лет.
В конце 2020 года власти Санкт-Петербурга анонсировали запуск каршеринга на водородном топливе совместно с Hyundai. В случае успеха проект расширят и на другие крупные города России.
Главный фактор, который может обеспечить России преимущество на рынке водорода, — богатые запасы пресной воды (внутренние водоемы, тающие ледники Арктики и снега Сибири). Здесь уже есть добывающая инфраструктура от «Роснефти», «Газпрома» и «Новатэка».
Водород как надежда на чистое будущее
Последователи «водорода» говорят: как на смену лошадям пришло дизельное топливо, так и на смену нефти придёт новый источник топлива, не загрязняющий атмосферу вредными веществами, — водород. Водород — самое распространённое химическое вещество во Вселенной. Побочные продукты производства электричества из водорода — вода и тепло. Водород поступает в топливный элемент, который затем преобразует его в ток, необходимый для питания электродвигателя.
Различные компании работают над созданием автомобилей на водородных топливных элементах вот уже на протяжении шести десятилетий. Еще в 1966 году концерн General Motors представил первый прототип подобного автомобиля Electrovan, однако в массовое производство тот запущен не был.
Вокруг водородных двигателей немало противоречивых заявлений. Одни безоговорочно верят в их будущее, другие, как Илон Макс, напротив, всячески критикуют инвестиции в автомобили на топливных элементах и настаивают на развитии аккумуляторов для электрокаров. Как всегда, время рассудит.
Автор: Екатерина Воробьева
