Хотя ископаемые виды топлива предлагают преимущества, связанные с удобством транспортировки, доступностью и высокой энергоемкостью для повседневного использования, при сжигании таких энергоресурсов выделяются загрязняющие вещества, которые накапливаются в воздухе, снижая его качество и угрожая здоровью жителей.
Мир уже давно ведет поиск альтернативных способов передвижения людей и товаров, основанный на других источниках энергии, и у электромобилей есть огромный потенциал, чтобы занять эту нишу.
Но известно ли Вам, что не все автомобили с электрическим двигателем получают электричество одинаково?
Водород – альтернативный путь развития электромобилей
Мир одержим аккумуляторными технологиями и такими автопроизводителями, как Tesla, однако есть и альтернативный источник топлива, который применяется в ракетостроении и готов к использованию. Водороду суждено стать одним из важнейших видов топлива в энергобалансе будущего.
На этой инфографике, подготовленной по данным Канадской ассоциации водорода и топливных элементов (CHFCA), мы рассказываем об использовании водорода в качестве источника топлива.
Предложение и спрос на рынке водорода
Некоторые ученые утверждают, что совсем не водород привел к печально известному крушению дирижабля «Гинденбург». По их мнению, истинным виновником было покрытие цеппелина из порошкового алюминия, благодаря которому он был серебристым. Фактически, применявшееся в те времена покрытие для дирижаблей из химических соединений было исходной формой ракетного топлива.
Промышленные и коммерческие предприятия безопасно используют, хранят и перевозят водород вот уже 50 лет, а электромобили с водородным двигателем подтвердили свою безопасность, проехав уже более 16 миллионов километров. Если взглянуть на факты, то у водорода есть несколько преимуществ, благодаря которым он безопаснее ископаемых видов топлива:
- Водород в 14 раз легче воздуха и быстро рассеивается в атмосфере
- Пламя от горения водорода обладает низким тепловым излучением
- Более низкая горючесть
- Он не токсичен
Поскольку водород является самым распространенным химическим элементом во вселенной, его можно получить практически где угодно с помощью самых различных методов, в том числе из таких видов топлива как природный газ, нефть или уголь, а также путем электролиза. Ископаемые виды топлива могут подвергаться высокотемпературной обработке для разрыва углеводородных связей, в результате которого водород высвобождается в качестве побочного продукта. При электролизе для разделения воды на водород и кислород применяется электричество.
Оба метода применяются для производства запасов водорода, предназначенных для дальнейшего использования в топливных элементах.
Топливный элемент или аккумулятор?
Аккумуляторный транспорт и автомобили, работающие на водороде, преследуют одну и ту же цель – сократить негативное воздействие потребления нефти на окружающую среду. Экологическое воздействие транспортных средств можно измерить с помощью двух подходов – «от скважины до колес», с помощью которого оценивается топливная экономичность с учетом полного цикла производства топлива, и «от колыбели до могилы», который используется для оценки с точки зрения всего жизненного цикла.
Подход «от скважины до колес» используется для оценки общего количества выбросов на этапах производства топлива и его потребления в повседневной жизни. В отличие от него, второй подход («от колыбели до могилы») предназначен для измерения выбросов во всем цикле от производства транспортного средства, до его эксплуатации и утилизации.
Согласно одному из исследований, в рамках которого применялись оба этих подхода, водородные топливные элементы позволяют значительно сократить выбросы парникового газа и загрязняющих веществ. Автомобили на водороде за один километр своего пути выделяют всего лишь 2,7 грамма диоксида углерода, в то время как для аккумуляторных электромобилей этот показатель достигает 20 граммов на километр.
При повседневном использовании обе технологии предлагают нулевой уровень выбросов, высокую эффективность, электрический привод и низкий уровень шума при движении, однако водородные модели также могут похвастаться низким весом, чего нельзя сказать об аккумуляторном электротранспорте.
Согласно одному из сравнений, максимальная дальность хода модели Toyota Mirai составляет 502 километра, что на 41% больше, чем у Tesla Model 3 (354 км). На заправку Toyota Mirai уходят считаные минуты, тогда как Tesla Model 3 за восемь с половиной часов подзаряжается всего на 45%, при этом на специальной станции быстрой зарядки авто, которых не так много.
Однако в мире еще отсутствует развитая инфраструктура, способная обеспечить широкомасштабное использование водородного топлива в будущем.
Водородная инфраструктура
Широкомасштабное производство водорода способно обеспечить необходимые объемы для его коммерческого применения в качестве топлива. Чтобы достичь таких масштабов, нужно создать огромную инфраструктуру трубопроводов и заправочных станций. Однако для этого миру потребуется координация и совместные усилия на уровне всей планеты.
В настоящее время страны закладывают основы для водородного будущего. В 2017 году руководители предприятий из разных государств сформировали Всемирный водородный совет, задача которого состоит в стимулировании инвестиций в развитие водородной инфраструктуры.
Страны со всей планеты заявили о планах по строительству 2 800 станций заправки водородом к 2025 году. Немецкий оператор трубопроводных сетей представил план по созданию водородопровода общей протяженностью 1 200 километров к 2030 году для транспортировки топлива по стране, который стал самым масштабным из планируемых проектов.
Технология топливных элементов готова к использованию, а водородная инфраструктура стремительно развивается. Водород станет надежным топливом для новой эры экологически чистой энергии.
