Эксперты уверены, что будущее у таких технологий в России может быть очень впечатляющим, так как в стране есть и производственно-сырьевая база, и компетенции для развития этого направления водородной энергетики.
Транспортные эксперименты
Один из главных российских водородных проектов, связанных с транспортом, — автомобиль Aurus Senat, представленный в октябре 2021 года ФГУП «НАМИ». По признанию его разработчиков, обратиться к водороду их заставило не только стремление к «зеленым» технологиям, но и ряд недостатков другого экологически чистого транспорта — электромобилей. Речь идет, в первую очередь, о небольшом пробеге после зарядки, который, по словам специалистов, не соответствует ожиданиям потребителей.
«Автомобилисты привыкли проезжать 400–600 км после одной заправки в любое время года, а выпускаемые сейчас электромобили похвастать таким пробегом, особенно зимой, не могут, — отмечает исполнительный
директор по информационным и интеллектуальным системам ФГУП «НАМИ» Денис Ендачев. — Кроме того, не соответствует ожиданиям потребителей и время зарядки электромобилей. Даже при использовании самых современных, супербыстрых технологий оно составляет десятки минут».
Для сравнения: пробег водородного Aurus Senat после одной заправки составляет 700 км, а на ее прохождение он тратит примерно столько же времени, сколько и автомобили с двигателями внутреннего сгорания (ДВС) — 2–4 минуты.
За три года реализации водородного проекта во ФГУП «НАМИ» создали четыре экспериментальных образца на топливных элементах, причем четвертый — с использованием российских комплектующих, таким образом сделав серьезный шаг к технологическому суверенитету в этом направлении. «Новый водородный топливный элемент, который сейчас проходит испытания, нельзя назвать полностью российским, — уточняет Денис Ендачев. — Он состоит из более 100 деталей, но как минимум на 50% их производство уже локализовано».
Все четыре водородных Aurus Senat продолжают проходить испытания. Их тестируют при работе при низких температурах — до минус 50 градусов по Цельсию, и они успешно справляются с этими нагрузками. Во ФГУП «НАМИ» подчеркнули, что создают водородную платформу, которую можно использовать не только в автомобилях компании, но и в других транспортных средствах, в том числе в небольших городских грузовиках и автобусах.
Автомобили с водородными топливными элементами имеют и больший пробег, и лучше приспособлены к эксплуатации в зимнее время, чем электромобили.
На преимущества автомобилей на водороде обратил внимание и
научный руководитель Центра компетенций «Технологии новых и мобильных источников энергии», директор Центра водородной энергетики АФК «Система» Юрий Добровольский. «Зимой, при температуре ниже минус 5 градусов по Цельсию, экологически чистые электробусы порой приходится подогревать с помощью дизеля. При этом их КПД и экологические характеристики значительно снижаются. Автомобили же с водородными топливными элементами имеют и больший пробег, и лучше приспособлены к эксплуатации в зимнее время, чем электромобили, — заявил он на международном форуме «Российская энергетическая неделя-2022» («РЭН-2022»).
Отсутствие заправок и водородобоязнь
Развитие водородных транспортных проектов в России серьезно осложняет отсутствие соответствующей инфраструктуры, отмечают во ФГУП «НАМИ». На сегодня в стране работает всего три водородных заправки: в Москве, Дмитрове и Черноголовке. До конца 2022 года планируется открыть еще одну — также в Московском регионе.
Практически полное отсутствие водородных заправок в регионах сдерживает развитие не только отечественных проектов, но и использование в стране зарубежных машин на этом виде топлива, считают в петербургской компании «Гефест». Несколько месяцев назад она взяла на просмотр у китайских партнеров водородный грузовой тягач и представила его на Петербургском международном газовом форуме-2022.
«Интерес к тягачу, который работает и от водородных топливных элементов, и от аккумуляторов, на форуме был очень большим. Но, к сожалению, запас водорода, которым его заправили в Китае, фактически закончился, и сейчас мы вынуждены использовать его в Санкт-Петербурге только как электромобиль. Водородных заправок в регионе нет, поэтому далеко на нем не уедешь, — рассказывает
исполнительный директор компании «Гефест» Василий Геревич. — При этом потребность в такой технике в России растет с каждым месяцем. Недавно к нам обратилась компания из Челябинска «Эковывоз», которая хочет перевести свой парк мусоровозов на бесшумные двигатели и экологически чистое топливо. В крупных городах такой транспорт очень востребован».
По словам Василия Геревича, в Китае наблюдается бум водородных транспортных проектов, прежде всего, потому что их активно поддерживает государство. В китайской компании, с которой сотрудничает «Гефест», создан целый отдел по развитию технологий, связанных с альтернативным топливом.
Впрочем, недавно в России была похожая ситуация и с сетью заправок автомобилей сжиженным природным газом (СПГ). Но за считанные годы их количество в стране резко возросло. Повторится ли такая история с водородом, сказать пока трудно.
Эксперты говорят, что водородные заправки намного безопаснее, чем бензиновые и газовые. Этому способствует легкость газа.
В Минпромторге РФ подготовлена масштабная программа по развитию сети водородных заправочных станций (ВЗС). К 2030 году в соответствии с Концепцией по развитию производства и использования электрического автомобильного транспорта в РФ планируется установить тысячу таких объектов. «Российские машиностроители совместно с научными институтами разрабатывают различные варианты водородных заправок. Поддержка этих научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ запланирована в рамках федерального проекта «Чистая энергетика», — отметили в Минпромторге.
При этом в министерстве считают, что нельзя ограничивать подходы к проектированию ВЗС. Для разных условий применения должны быть разработаны разные решения.
Любопытно, что одним из сдерживающих факторов по развитию сети ВЗС Юрий Добровольский называет водородобоязнь. «Один мой знакомый недавно заметил, что водородная заправка может снести половину Кутузовского проспекта в Москве. Таким людям я советую посмотреть в ютубе, как взрываются бензиновая, газовая и водородная заправки. В третьем случае последствия ЧП наименее катастрофичны, так как водород — все-таки очень легкий газ. Он, скорее, улетучится, чем взорвется. Да и в случае пожара или взрыва ударная волна или пламя будут направлены вверх, а значит, скорее, разрушится крыша здания, чем оно само».
Водородный потенциал
Как ни странно, но первые водородные транспортные проекты появились в СССР еще в середине прошлого века. В блокадном Ленинграде известный ученый Борис Шелищ использовал водород в качестве топлива для двигателей, приводивших в действие лебедки аэростатов, а затем перевел на водородно-бензиновую смесь и двигатели 500 грузовиков ГАЗ-АА.
«В блокадном городе бензин был на вес золота, поэтому пришлось искать ему замену», — объяснил эти эксперименты
профессор Российского государственного университета нефти и газа им. И. М. Губкина Валерий Бессель. Первый опыт использования водорода в двигателях внутреннего сгорания оказался успешным, но в дальнейшем проект пришлось закрыть — из-за того, что новое топливо было слишком сложно перевозить, сказывалось его свойство вступать в реакцию с другими элементами и «проходить сквозь стены» — диффундировать.
По словам Валерия Бесселя, у российской научной школы было еще несколько крупных водородных проектов. Достаточно вспомнить о самолете Ту-155, который свои первые пять рейсов в 1987 году сделал на сжиженном водороде, а в 1988 году почти 100 рейсов — на сжиженном метане. А также о самой мощной в мире ракете «Энергия», у которой четыре двигателя второй ступени работали на водород-кислородном топливе, что позволяло ей выводить на орбиту нагрузку до 200 тонн.
В Минпромторге РФ подготовлена масштабная программа по развитию сети водородных заправочных станций (ВЗС). Цель — к 2030 году установить 1000 объектов.
Сейчас более перспективными для использования водорода считаются топливные элементы, а не ДВС, отмечает Валерий Бессель. Ученые научились бороться и с водородной летучестью. Один из вариантов решения этой проблемы — хранение водорода в связанном состоянии в металлогидридных баках. При их нагревании водород переходит в свободное состояние, и его можно использовать в качестве топлива.
Высокий потенциал российской научной школы отмечает и
доцент факультета энергетики и экотехнологий НИУ ИТМО Владимир Воронов. Однако комплексного инженерного подхода к реализации водородных проектов в России, по его мнению, по-прежнему нет.
«В России нет ни одного автомобиля, который изначально был бы создан под водородное топливо, как, например, Toyota Mirai, — подчеркнул он. — Пока речь идет в основном о переоборудовании электромобилей.
Водородные транспортные проекты на «РЭН-2022» поддержал и
министр энергетики России Николай Шульгинов. «Мы не собираемся отказываться от водородной энергетики, которая сегодня активно развивается во всем мире. Но, возможно, придется скорректировать часть наших планов и подходов, ведь раньше мы рассчитывали на международную кооперацию в этой сфере», — отметил глава Минэнерго.
WhatsApp
ВКонтакте
.svg)
