Как водород становится самых экологичным топливом для транспорта
На протяжении всей истории человечества мобильность выступала верным индикатором прогресса. От колеса, конной тяги и парового двигателя до двигателя внутреннего сгорания и электробатареи – с появлением новых средств передвижения жизнь человека выходила на качественно новый уровень. Одно из многообещающих решений на этом пути – водородная энергетика.
Использование водорода в качестве топлива – идея не столь новая: способность этой молекулы производить большое количество энергии была открыта еще в XIX веке. Им можно заправить как двигатель внутреннего сгорания, так и газотурбинный двигатель, но из-за ограничений, которые он накладывает на работу этих механизмов, и возможных неблагоприятных последствий для окружающей среды водород сегодня преимущественно используется в специальных топливных элементах.
В них происходит элементарная электрохимическая реакция, которая позволяет водороду высвобождать энергию, оставляя после себя лишь водяной пар. Эта энергия, в свою очередь, превращается в электричество, которое питает электродвигатель, приводящий транспортное средство в движение.
Главное преимущество этого вида топлива – отсутствие выхлопных газов и шума. Этим же могут похвастаться и электромобили, но в отличие от них, автомобилям на водороде достаточно пятиминутной заправки, чтобы подготовиться к длительному путешествию на более чем 500 км. И что немаловажно, эффективные способы производства этого топлива уже давно освоены.
У водородного топлива огромный потенциал, и убедиться в этом можно, взглянув на то, как его используют на различных видах транспорта уже сейчас.
Водородные автомобили
Первые автомобили на водородных топливных элементах появились на рынке в 2013 году Большую ставку на эту технологию сделали азиатские автогиганты, и сейчас водителям доступны три водородные модели: Toyota Mirai, Hyundai Nexo, Honda Clarity.
По данным Международного энергетического агентства, на конец 2018 года в мире насчитывалось 11 200 водородных автомобилей, и их продажи в тот год возросли на 80% в сравнении с 2017 годом.
Наиболее популярны эти автомобили в США (Калифорния), Японии, Южной Корее и Германии. Главным фактором распространения личного водородного транспорта является наличие соответствующей заправочной инфраструктуры, и неудивительно, что упомянутые выше страны являются также лидерами по числу водородных станций. Наращиванием инфраструктуры занимаются отнюдь не автопроизводители, а компании, для которых газы, и, в частности, водород, являются основой бизнеса.
Например, французская компания Air Liquide, мировой лидер в производстве газов, технологий и услуг для промышленности и здравоохранения, уже установила более 120 заправочных станций в Европе, Азии, Северной Америке и на Ближнем Востоке.
«Переход на водородное топливо – это уже не вопрос инноваций. У нас есть все необходимые технологии, чтобы его осуществить. Сейчас важно наращивать производственные мощности и выстроить полноценную заправочную инфраструктуру наравне с существующей «ископаемой», и здесь важна поддержка государства, а главное, инвесторов, заинтересованных в создании новых бизнес-моделей для эры чистого топлива», – говорит вице-президент Air Liquide по водородной энергетике Пьер-Этьен Франк.
В космос на альтернативном топливе
У водородного топлива есть перспективы и в общественном транспорте. Он заправляется централизовано и не нуждается в масштабной заправочной инфраструктуре. Водородные автобусы уже курсируют в нескольких европейских городах, включая Осло, Роттердам и Аргау, а регион Нижняя Саксония в Германии пошел еще дальше – там водородный поезд перевозит пассажиров по 100-километровому маршруту.
Для сознательных пассажиров в Париже есть целый таксопарк, полностью состоящий из водородных автомобилей. Компания Hype насчитывает более 1000 автомобилей.
Водород также проникает в сферу складского транспорта. Им заправляют свои вилочные погрузчики Coca-Cola в США, Walmart в Канаде и Carrefour во Франции. Даже разъезжая по замкнутому пространству, эти машины накатывают километры ежедневно. В этой связи такое свойство водородного топлива, как экономичный расход, приходится очень кстати.
Использование водорода в качестве топлива не ограничивается наземным транспортом. В 2017 году в воды Мирового океана вышло судно будущего – Energy Observer. Его уникальность заключается в том, что его энергообеспечение осуществляется исключительно за счет природных ресурсов: энергии солнца, ветра и водорода, получаемого из морской воды.
Это своего рода плавучая лаборатория, где экологически чистые технологии тестируются и оптимизируются в экстремальных условиях. За шесть лет плавания команда Energy Observer обошла 50 стран и совершила 101 остановку, и их одиссея красноречиво говорит о надежности и целесообразности использования водородного топлива.
К таким выводам пришли и специалисты аэрокосмической отрасли. Хотя авиаконструкторы пока только подступаются к идее самолета на электродвигателе, возможность обеспечить его бортовые функции чистой дешевой энергией кажется слишком привлекательной, чтобы не попробовать.
Водород также способен помочь человечеству в его амбициях покорить космос: существует целое семейство ракет – Ariane – основным топливом для запуска которых, помимо жидкого кислорода, является жидкий водород.
Молекула водорода составляет основу жизни на планете. Как и движение. На дорогах, на складах, в море и небе водород показывает себя как серьезная альтернатива традиционным видам топлива. Его потенциал заметили и испытывают страны, города, автоконцерны, компании-производители газов и визионеры.
ВОДОРОД — ТОПЛИВО БУДУЩЕГО
Водород — самое распространённое химическое вещество во Вселенной! Он находится буквально везде. Практически неисчерпаемый запас и возможность извлечения из широкого спектра веществ делает водород идеальным источником энергии.
Его легко хранить и транспортировать, используя в том числе возобновляемые источники энергии в полную силу.
И главное — выбросы CO2 нулевые! Когда вы превращаете водород в электричество, единственным побочным продуктом реакции будет обыкновенная вода.
ПОЧЕМУ ВОДОРОД?
Практически весь водород на Земле находится в виде соединений, поэтому для использования его сначала необходимо получить. Огромным преимуществом водорода является то, что получить его можно из огромного количества веществ, включая нефть, газ и воду.
В своих разработках в области получения водорода, в том числе и в оборудовании для заправки водородного транспорта, мы используем метод электролиза.
Чаще всего используются три способа получения водорода: паровой риформинг, газификация угля и электролиз.
Три самых распространённых способа получения водорода.
Электричество трудно хранить, а для транспортировки на дальние расстояния требуется создание мощной инфраструктуры из электростанций и сетей проводов.
В то время как водород, полученный с помощью электричества, можно хранить и транспортировать на любые расстояния. Такой подход предусматривает наиболее эффективное использование ресурсов, в том числе энергию из возобновляемых источников, таких как энергия ветра и солнечная энергия, которые зачастую зависят от времени года и местоположения.
При превращении водорода в электричество, будь то автомобиль или домашняя энергоустановка, углекислый газ не образуется. А использование возобновляемых источников энергии для получения водорода снижает все выбросы до нуля. Такой подход делает водород идеальной формой «зелёной» энергии, благодаря которой, мы все сможем немного легче дышать.
Одно из многочисленных преимуществ водорода заключается в том, что он позволяет создать инфраструктуру локального производства энергии, а это значит, что регионы и области могут производить энергию самостоятельно, полностью обеспечивая себя, а избыток поставлять в соседние регионы или общую сеть. Это значит, что наши дети смогут не беспокоиться об энергоресурсах на протяжении многих поколений.
Более того, водородная энергетика позволит использовать более широко «зелёные» источники энергии, зависящие от погоды и места, такие как энергия ветра, солнечного света, гидроэнергия, геотермальная, энергия волн и т. д. Такое сочетание позволит достичь большей энергетической устойчивости.
И мы уже сейчас создаём будущее, в котором множество «зелёных» источников энергии поддерживают друг друга. Будущее, которое заботиться об окружающей среде. Будущее, в котором будут жить наши дети через 100, 200 лет. Будущее водородных технологий!
- Галерея
- Политика конфиденциальности
- Пользовательское соглашение
© Все права защищены и принадлежат ООО Первая Инновационная Межотраслевая Компания Водородных Технологий «Русский Водород»
Почему водородное топливо до сих пор не стало спасением человечества?
Тема вечного двигателя будоражит умы человечества не одно столетие. На заре науки изобретатели активно экспериментировали в этой области, но все их начинания перечеркнула фундаментальная физика с законами термодинамики. Они показали, что создание вечного двигателя невозможно. И хотя этот факт охладил многих, вопрос с повестки дня не снял, а просто немного его переформатировал: «Хорошо, не вечный, но что нам мешает создать двигатель, работающий на неисчерпаемом источнике?». Так и стали топливом дрова, уголь, нефть, газ и другие. Но оказалось, что всё не то.
Наконец, после долгого периода исканий и разочарований человечество обратило внимание на водород. На первый взгляд в нём всё сошлось: высокая энергоёмкость, экологичность, нетоксичность и самое главное — бесконечные запасы. Как сообщает «Википедия», «одноатомная форма водорода — самое распространённое химическое вещество во Вселенной, составляющее примерно 75% всей барионной массы». Первые эксперименты с водородом в качестве топлива случились еще в начале XIX века, и вот уже в 2014 году Toyota выпустила в продажу первый в мире серийный автомобиль на водороде (стоит отметить, что первенство оспаривают и другие производители).
На фоне мирового дефицита энергоносителей многие европейские политики призывают отказываться от «грязного» российского газа и переходить на «чистый» водород. Даже недавний Парижский автосалон прошел под знаменем водородных автомобилей, что должно показать всему миру, куда следует двигаться (подробно о мероприятии рассказал Владимир Нимин в отдельном материале.
Итак, путь проложен, перспективы огромны, но почему же водород до сих пор не вытеснил все другие виды топлива? Ответ на этот вопрос нам дадут физика, экономика и, как ни странно, экология.
Первое, что и так понимает большинство потребителей: водород — очень дорогое топливо. Но не просто дорогое: главная проблема экономики водорода в том, что для получения этого вида топлива нужно потратить больше энергии, чем полученный водород даст впоследствии. Закон сохранения энергии никто не отменял! Потери при получении водорода зависят от способа производства, но избавиться от них не получится. В копилку отрицательного энергобаланса также следует добавить затраты на очистку этого вещества и сложности с транспортировкой и хранением. Сейчас водород чаще всего либо «пакуется» в баллоны высокого давления (до 700 атм), либо сжижается при очень низких температурах (на один-два десятка градусов выше абсолютного нуля, который равен −273,15 °С). Несложно догадаться, что такие экстремальные условия требуют больших экономических и энергетических затрат.
С экономикой разобрались. Но тут можно возразить: «Пусть дорого, пусть энергозатратно, зато экологию спасём». И здесь всё не так просто. Дело в том, что 75% водорода добывается из природного газа, а практически вся оставшаяся часть приходится на уголь. Например, метан, не считая примесей, состоит из углерода и водорода. Этот газ разлагают на составляющие, после чего полезный водород забирается, а оставшийся углерод образует оксиды — печально известные угарный и углекислый газы, что идет вразрез с современными экологическими установками (первый вообще смертельно опасен для человека). Кратко из «Википедии» (статья «Водород»): «При производстве водорода в атмосферу поступает около 830 млн тонн [углекислого газа] CO2». При этом в данном процессе в год расходуется около 205 млрд м 3 природного газа, того самого газа, зависимость от которого так мечтает побороть Европа.
Неделю использовал смартфон с батареей 10 000 мАч. Какие выводы сделал
Сегодня на тесте UMIDIGI Power 7 Max. Это смартфон с …
Субботний кофе №277
Налейте чашку ароматного субботнего кофе и познакомьтесь с новостями недели. Meizu выпустила флагманский смартфон, Cybertruck вышел в продажу, а Redmi предлагает купить немного Lamborghini…
21 октября
Две новинки от Livan
Как и было обещано летом, китайский автомобильный бренд Livan пополнил свой модельный ряд в России двумя новинками…
Обзор рекордера Sony PCM-D100
Портативный рекордер с лучшим звуком, тихими предусилителями и необычными возможностями? Да, это Sony PCM-D100, флагман, созданный в 2014 году и прочно удерживающий свои позиции.
Однако можно смириться с вредностью где-то там на производстве, главное, чтобы у нас в городах ездил экологичный транспорт. Ведь, по идее, при сжигании водорода в двигателе автомобиля будет выделяться полезная энергия, а в качестве отходов образуется вода, а не выхлопные газы. Но это лишь отчасти так. В воздухе, помимо кислорода, который будет участвовать в процессе горения, присутствует другой газ — азот. И при сгорании водорода будут образовываться такие вредные вещества, как оксиды азота. Даже небольшие их концентрации могут вызвать нарушения самочувствия, боли, легочные заболевания и отравления. Кислотные дожди, которыми нас пугали в школе, тоже вызваны испарениями в атмосферу оксидов азота (справедливости ради стоит отметить, что оксиды азота образуются при использовании любого топлива с температурой сжигания выше 600 °С).
Теоретически, для снижения вреда окружающей среде ответственные производители должны ставить специальные улавливающие ёмкости для углекислого газа на производстве водорода и катализаторы в автомобилях. Но мы-то знаем, что начнётся при действительно массовом переходе на это топливо. К этому еще добавятся проблемы со взрывоопасностью водорода и его текучестью (молекулы водорода очень маленькие и легкие, так что они могут проникать сквозь материалы, способные удерживать обычные газы).
Казалось бы, тупик. Но не всё потеряно, как обычно, нас выручит электричество. Оказывается, есть ещё один способ получения водорода — электролиз. С его помощью наш полезный газ можно получать из воды, при этом побочным продуктом будут не вредные газы, а очень даже полезный кислород. Только почему-то этим методом вырабатывается не более 0,1% от всего промышленного водорода. Причина проста: очень высокие цена и энергозатраты. Для сравнения, при получении водорода из газа себестоимость 1 кг составит $1,5-3, тогда как при электролизе этот показатель может превышать $10.
Также для этого метода желательно иметь развитую традиционную энергетику, которая сможет сгенерировать необходимые «излишки» для получения водорода. Это могут быть гидро- или атомные электростанции, так как себестоимость производства электричества на них наиболее низкая. Альтернативные источники, например, ветровые или солнечные станции, не смогут выдать достаточного количества энергии для производства водорода во всемирном масштабе, да и стоимость электричества на них (без учета субсидий) высокая. Получается, что даже в водородную эпоху без традиционных электростанций никуда и шагу не ступишь.
С выбросами в атмосферу при производстве топлива разобрались, теперь надо победить выхлопы в автомобилях. Это возможно благодаря отказу от ДВС и переходу на топливные элементы. Топливный элемент — это почти как аккумулятор, только активные вещества (в нашем случае водород) не находятся внутри корпуса, а подаются извне. Никаких выбросов в процессе работы, так как энергия вырабатывается в результате «холодной» реакции, ещё и КПД гораздо выше, чем в традиционных двигателях. Ставим такие элементы на автомобиль, периодически дозаправляем водородом, и всё, победа!
Но если подумать критически, то вот что мы получили: высокие денежные и энергетические затраты, технологические сложности, проблемы с транспортировкой и хранением топлива, а на выходе — всего лишь электромобиль, пусть и с немного увеличенным запасом хода.
Кратко подведём итоги:
- для государства производство водорода убыточно и экономически, и энергетически;
- водородная энергетика всё равно требует наличия ископаемого топлива или традиционных источников энергии;
- водород — очень проблемное вещество с точки зрения безопасности, хранения и транспортировки;
- при массовом производстве и использовании водорода неизбежны выбросы в атмосферу и другие вредные факторы.
Неудивительно, что экономики абсолютно всех стран не спешат с переходом на водород, а такие планы озвучивают только легкомысленные политики. Уж лучше использовать дефицитную энергию напрямую, избегая таких неудобных посредников. Так что пока удел водорода — применение в промышленности, например, в нефтепереработке или производстве удобрений. А ещё он продолжит нас радовать в дорогих и красивых автомобилях «из будущего».
Однако хотелось бы закончить на оптимистической ноте и заявить, что вечный (почти) двигатель у человечества уже практически есть! Но об этом — как-нибудь в другой раз.
Переход на водород
Технологические решения для широкого использования самого эффективного топлива уже существуют
Водород — это самое энергоемкое и легкое вещество из всех видов топлива. Его производство не относится к инновациям — он производился миллионами тонн еще в советские времена, когда его использовали для производства аммиака для получения азотных удобрений.
Выйти из полноэкранного режима
Развернуть на весь экран
Экспериментальная установка Wendelstein 7-X для исследования управляемого термоядерного синтеза. Грайфсвальд (Германия)
Фото: Getty Images
Водород и сегодня используют для производства удобрений, повышения качества бензина, улучшения свойств стали, а также в пищевой промышленности для производства маргарина и твердых кондитерских жиров методом гидрогенизации растительных масел. Без него не обходятся все процессы гидроочистки, гидрообессеривания, гидрокрекинга, регенерации катализаторов. Его также широко применяют для охлаждения генераторов на электростанциях.
С тех пор как появилась перспектива перехода на водородную энергетику с углеводородной, потребность в водороде увеличилась на порядки. Сегодня эта перспектива стала реальностью, поскольку примерно десять лет назад была решена одна из основных проблем с его хранением для дальнейшего использования в качестве автомобильного топлива. Вместо тяжелых, дорогих и небезопасных стальных баллонов для сжатого под высоким давлением водорода стали применять легкие композитные емкости из углепластика, которые прекрасно помещаются в легковых автомобилях. Кроме того, стало возможным получать водород прямо по месту употребления. Появление таких технологий зажгло для водородной энергетики зеленый свет.
Около 20 лет назад во всем мире начали появляться автомобили на водороде, и бывшие выставочные центры пилотных моделей превратились в салоны-магазины серийных образцов. Количество автомобилей на водородном топливе сегодня исчисляется тысячами. Их стоимость составляет около $50–60 тыс. Серийные автомобили на водороде есть у Toyota, Hyundai, Honda. Предсерийные образцы тестируют Audi, Mercedes, BMW, Mazda, Ford и ряд других производителей. Все технические препятствия, столько десятилетий казавшиеся непреодолимыми, пройдены за считаные годы, и теперь вопрос только в экономической целесообразности для массового потребителя. В России такой автомобиль приобрел себе житель Красноярска, но в связи с отсутствием заправок в своем городе перевез машину в Москву и получает топливо в одном из научных институтов.
Как получить водород?
Для развития водородной энергетики нужно будет на государственном уровне решить вопрос, в каком виде доставлять водород к месту его получения. Дело в том, что водород содержится в очень многих видах ископаемых топлив.
«Наиболее дешевый водород получается методом паровой конверсии метана,— рассказывает заведующий отделом гетерогенного катализа Института катализа СО РАН Павел Снытников.— Другой способ — из аммиака. Для его транспортировки, как и для природного газа, в нашей стране даже существует трубопровод, так как аммиак сжижается всего при давлении 8,5 атмосферы. Третье решение — перевозка будущего водорода в виде метанола. В Китае метанол используют как автомобильное топливо. Но в России против метанола почему-то предубеждение, по-видимому, в связи с тем, что с давних пор у нас простой народ пил все, что горело, в том числе и метанол, и люди лишались зрения».
А вот получать его лучше всего там же, где будут потреблять, чтобы уйти от проблем транспортировки чистого водорода. Чтобы использовать водород, например, как автомобильное топливо, нужно закачать его в баллоны под давлением 700 атмосфер. Правда, на сжатие нужна дополнительная энергия. Не меньше энергии требуется на сжижение водорода, так что один из подходящих способов его транспортировки — это перевозка в химически связанном состоянии, например в виде метана, из которого водород должен производиться там же, где будет использоваться. То есть до заправки везут метан, а уже на самой заправке устанавливается небольшое производство, например, конвертер метана в водород. Но этот способ не очень хорош для экологии, поскольку на небольших производствах сложно обеспечить качественную очистку выбросов. Зато экономически он себя вполне оправдывает. Опыт Японии, Кореи и ряда других стран показал, что километр пробега на водороде выходит не дороже бензина. 4 кг водорода, закачанного в баллон, хватает примерно на 800 км пути обычного седана.
Получать водород можно практически из любого углеводородного топлива: из бензина, дизельного топлива или пропан-бутановых смесей. В Институте катализа им. Г. К. Борескова СО РАН ведется работа по гранту РНФ по тематике получения водорода из дизельного топлива. Также разрабатываются методы получения водорода даже из органических носителей, например из бор-гидридов. Главные задачи на будущее развитие водородной энергетики — это не только получение водорода, но и его хранение. Жидкий водород можно хранить только при низких температурах, поэтому его использовали только в критически важных областях, например, как ракетное топливо.
Если отвлечься от автомобилей и обратить внимание на энергообеспечение более крупных стационарных объектов, например жилых или промышленных комплексов, то вся идеология водородной энергетики строится на ее связке с другими источниками энергии. Например, с возобновляемыми — гидро-, ветряными, солнечными электростанциями или с крупными атомными электростанциями. Производство такой энергии идет в одном режиме, а тратится потребителями она в другом, поэтому, когда есть излишки энергии, ее можно тратить на получение водорода даже из обычной воды методом электролиза.
Голубая мечта о зеленом водороде
Электролиз — это способ получения водорода из воды, который, к сожалению, требует больших энергозатрат, поэтому он оправдан только в тех случаях, когда вырабатываемую энергию необходимо запасти, пусть даже и с невысоким КПД. Лучше всего использовать для этого источники, где постоянно возникают достаточно большие излишки энергии. Емкости аккумуляторов для ее сохранения не хватает, кроме того, аккумуляторы быстро разряжаются, а полученный методом электролиза водород — это гарантированный запас энергии, можно сказать, воплощение мечты о чистой энергии, так называемом зеленом водороде. К сожалению, пока всего 2% общего объема водорода в мире производится методом электролиза. 75% водорода получают из природного газа и 25% — сжиганием угля. Цены топлива, полученного по этим технологиям, также несопоставимы: $1,7 за 1 кг водорода из природного газа и $5–10 за водород, полученный электролизом. Впрочем, стоимость зависит от источника энергии. Например, от энергии АЭС зеленый водород вдвое дешевле ($3–5), чем от возобновляемых источников энергии.
Основные организации в России, заинтересованные в получении водорода — это компании «Росатом» и «Газпром». Атомные электростанции нуждаются в сохранении избытка энергии в виде водорода и дальнейшего его использования. А добывающая компания хочет перерабатывать природный газ в водород, имея соответствующие установки непосредственно в местах использования, например на автомобильных заправках. Для решения проблемы транспортировки водорода можно переводить его в спирты — метанол, диметиловый эфир, чтобы получать из них водород, что называется, «по требованию» для дальнейшего использования на энергоустановках. Это химия получения водородсодержащих компонентов, и она достаточно хорошо освоена.
Выйти из полноэкранного режима
Развернуть на весь экран
Как перестать сжигать топливо
Вообще, заявления о том, что водород — это экологически чистое топливо, не совсем справедливы. Из школьного курса химии мы помним, что после сжигания водорода получается вода. Но горит-то он в воздухе, где высокое содержание азота, и в результате реакции кислорода и азота при высоких температурах мы получаем те же токсичные оксиды азота, что и при сжигании бензина, только в меньшем объеме. Собственно, водород здесь ни при чем: любое высокотемпературное горение вызывает в воздухе реакцию взаимодействия кислорода и азота с образованием оксидов. По этой причине получать электричество с помощью сжигания любого топлива — это не самый экологичный способ. А тем более углеводородного, которое сгорает с выделением выбросов углекислого газа в атмосферу. Чтобы решить проблемы с выбросами в атмосферу, нужно прекратить сжигать топливо и снизить градус его потребления до комнатной температуры. В этом могут помочь топливные элементы.
Применение водорода в топливных элементах является самым экологичным. Разные топливные элементы используют водород при разных температурах и могут быть более или менее привередливы к его чистоте. Низкотемпературные топливные элементы работают на чистом водороде, а высокотемпературные вполне удовлетворяются синтез-газом. Топливный элемент — это электрохимическое устройство, которое преобразует химическую энергию водорода в электрическую (процесс, обратный электролизу) с достаточно высоким КПД. Институт катализа СО РАН сотрудничает с российскими производителями топливных элементов — ГК «ИнЭнерджи» и Институтом проблем химической физики РАН, где были разработаны и созданы сверхлегкие топливные элементы для беспилотных летательных аппаратов. В настоящее время там ведутся разработки более крупных топливных элементов для автомобильных передвижных платформ. Рынок топливных элементов еще только формируется, поскольку область их применения постоянно растет. Появляются новые возможности в разработке — осваивается новый экономический сектор. Вопросы могут быть самые разные — например, обеспечение дальних трасс или камер видеонаблюдения источниками связи или возможность установки автономных вышек сотовой связи. Источники водородной энергии всегда работают как тандем «топливный элемент на водороде плюс аккумулятор». Аккумулятор способен сглаживать пиковые нагрузки, а топливный элемент обеспечивает длительную выработку электроэнергии.
Сегодня в мире на топливных элементах работают тысячи небольших энергоустановок. В США, Японии и некоторых странах Европы они уже около 30 лет снабжают водородной энергией небольшие частные поселки, большие и удаленные от города супермаркеты или промышленные объекты. В отличие от дизель-генераторов это намного более бесшумные системы, так что их широко используют как запасные источники энергии в случае сбоев в работе основного источника энергообеспечения.
Сколько стоит чистый воздух
В качестве грантового финансирования на развитие индустрии водородной энергетики некоторые страны ЕС ежегодно выделяют сотни миллионов евро, США — сотни миллионов долларов. Совокупные вложения Европы и США в эту отрасль исчисляются миллиардами. Сейчас многие компании во всем мире делают попытки использовать источники энергии на топливных элементах в самых разных областях. В ближайшие десятилетия может измениться сама концепция человеческого энергопотребления.
В России развитие топливных элементов исторически связано с космическими программами в середине ХХ века. Щелочные топливные элементы использовались во многих космических проектах, где требовались автономные энергоустановки.
В 2020 году правительство России утвердило энергетическую стратегию Российской Федерации на период до 2035 года и ключевые меры развития водородной энергетики. В этом же году был создан консорциум по водородной энергетике, куда вошли ведущие научные институты: Томский политехнический университет, Институт катализа СО РАН, Институт проблем химической физики РАН, Институт нефтехимического синтеза РАН, Самарский государственный технический университет и Сахалинский государственный университет. В программе развития водородной энергетики РФ намечено создание водородных кластеров и пилотных проектов по производству и экспорту водорода. Планируется развитие первых коммерческих проектов производства водорода. Сегодня в РФ появляются отдельные пилотные проекты с использованием водородной энергетики, но до массового внедрения пока не дошло: скорее производители демонстрируют свою готовность к реализации подобных проектов в случае выделения финансирования со стороны, например, госкорпораций. Так, в конце 2019 года в Санкт-Петербурге был запущен трамвай на водородном топливе, а ОАО «Газпром» и ОАО «РЖД» в качестве пилотного проекта обсуждают возможность запуска поезда на Сахалине на топливных водородных элементах.
- Журнал «Коммерсантъ Наука» №23 от 23.06.2021, стр. 21