Навіщо в світі переходять на водневий транспорт і де він працює

Країни, що розвиваються все активніше відмовляються від традиційного палива, та прагнуть перейти на більш екологічне – водень. БизнесЦензор зібрав країни, де вже працює транспорт на водні і розповідає, чому це паливо набирає популярність. Публікація за сприяння РГК.

Чому водневе паливо стає популярним

Водень можна отримати з води шляхом електролізу. Для електролізу можна використовувати надлишкову електроенергію, яку виробляють в "піковий період" або вітрові сонячні електростанції.

У результаті виходить екологічно чисте паливо, яке виробляється з води за допомогою "зеленої" електроенергії. Воно не призводить до викиду парникових газів і не залишає "вуглецевого сліду". А значить, не має впливу на клімат і не забруднює навколишнє середовище.

Наприклад, автомобілі на водневих паливних батареях не виробляють шкідливих викидів СО2 в атмосферу. А замість чадного газу з вихлопної труби виходить водяний пар, який перетворюється у воду.

Екологічність робить водневе паливо привабливим. Більш того, водень допоможе замінити не тільки паливо для транспорту, але і природний газ в опаленні, і вугілля в металургії.

Саме тому водень називають паливом майбутнього. А багато країн впроваджують проекти з використання водню замість вугілля у виробництві, щодо часткового заміщення воднем природного газу в опаленні житла і переведення транспорту на екологічне паливо.

В яких країнах працює транспорт на водневому паливі

Водневі поїзда Coradia iLint в Німеччині

Coradia iLint – це перший в світі поїзд на водневих паливних елементах. Два таких поїзди курсують між містами Бремерферде, Куксгафен, Бремерхафен і Букстехуде в Німеччини, у федеральній землі Нижня Саксонія.

У липні 2019 року вони пройшли більше 100 тис. км, через 10 місяців регулярного перевезення пасажирів, з вересня 2018 року.

Ці поїзди мають два електромотори. Електрика для моторів надходить з джерела енергії в самому поїзді. На даху встановлено цистерна з воднем і паливний елемент. У ньому водень з'єднується з киснем, у результаті чого виникає електричний струм.

В результаті реакції в навколишнє середовище виділяється тільки вода, і немає викиду шкідливих речовин. Ще один плюс – такі поїзди практичні безшумні.

Максимальна швидкість Coradia iLint – 140 км на годину. Дальність поїздки на одній заправці – від 800 до 1000 кілометрів. На заправку йде близько 15 хвилин.

До кінця 2021 року в Нижній Саксонії планують відмовитися від дизельних локомотивів. Їх збираються замінити на 14 водневих поїздів, які обійдуться у близько 81 млн євро.

Водневі поїзди будуть використовувати в регіоні Гессен. У травні 2019 року французький концерн Alstom, який випускає такі поїзди, отримав замовлення на 27 одиниць.

Потяги планується використовувати з 2022 року для приміського сполучення з гірським масивом Таунус, у федеральних землях Гессен і Рейнланд-Пфальц.

Так Німеччина планує стати світовим лідером у галузі використання транспорту на водневому паливі.

Японські легкові автомобілі Toyota Mirai

Toyota Mirai – це гібридний автомобіль з водневими паливними елементами від японської корпорації. Його випустили ще в 2013 році. У США і Європі продажі стартували в 2015 році.

Авто не виробляє шкідливих викидів СО2 в атмосферу, а замість вихлопних газів з труби виходить водяний пар.

Під днищем авто розташований акумулятор і два балона, в які закачується водень. Великі повітрозабірники подають повітря в паливні елементи і охолоджують їх. В них подається водень. При з'єднанні водню з киснем виникає електричний струм.

З двома повними резервуарами водню можна проїхати 650 км. Для повної заправки знадобиться 3 хвилини.

Максимальна швидкість 175 км/год, Розгін від 0 до 100 км/год можливий за 9 секунд. Авто оснащене системою автоматичного відключення вихідного клапана резервуара з воднем, щоб водень не потрапив в механізми поза балона.

Всі деталі, пов'язані з воднем, розташовані за межами кабіни, щоб виключити ризик загоряння в салоні. Крім того, для авто створили унікальний каркас, який розподіляє ударну силу навколо салону і паливних елементів, у разі аварії.

Водневі автобуси Лондона

У 2020 році в Лондоні, Великобританія почнуть курсувати 34 автобуса H2.City Gold на водневих паливних елементах. Це розробка португальської компанії CaetanoBus.

Запасу водню вистачить на 400 км, а на заправку знадобиться близько 9 хвилин. Паливні елементи встановлені на даху.

Курсуватиме два варіанти автобуса – 10,7 та 12 метрів в довжину.

Вперше CaetanoBus H2.City Gold представили на виставці Busworld Europe 2019 в Брюсселі.

Цікаво, що в цих автобусах будуть використовуватися ті ж паливні елементи, які використовуються для серійного виробництва Toyota Mirai. Так, CaetanoBus H2.City Gold став першим європейським автобусом з водневими елементами Toyota.

Установка Fuel Cell від Toyota має потужність 60 кВт і працює в парі з електромотором Siemens номінальною потужністю 180 кВт. В автобусі також є невелика акумуляторна батарея LTO.

Водневі автобуси в Токіо

У березні 2018 року Toyota запустила в Японії виробництво автобусів на паливних елементах Sora. До початку Олімпійських та Паралімпійських ігор 2020 компанія розраховувала запустити більше 100 автобусів на водневому паливі в Токіо.

У компанії вважають, що використання екологічних автобусів на дорогах столиці підвищить попит на них в інших містах країни.

Паливні елементи Sora створені на базі системи паливних елементів Mirai (FCEV). Додатково автобус обладнаний акумулятором, який служить системою зберігання енергії для електродвигунів. Також є 10 балонів, які вміщують 600 літрів водню.

Автобуси мають довжину 10,5 метрів, і вміщують 79 осіб (22 сидячих + 56 стоять + 1 водій). У них встановлені системи безпеки і відеоспостереження.

Крім економічності та відсутності негативного впливу на навколишнє середовище, автобуси відповідають стандарту Non-Step2. Це означає, що у них використані технологічні рішення, які полегшують посадку та висадку літніх людей і дітей.

Силова установка автобусів Toyota FC одночасно є джерелом живлення з високою пропускною здатністю. Максимальна потужність (9 кВт) і велика ємність подачі електроенергії (235 кВт/год) дозволяють використовувати автобуси в якості мобільного аварійного джерела живлення в разі стихійного лиха або в якості автономного генератора для живлення побутових приладів.

Водневі поїзда в Нідерландах

В середині березня 2020 року в Нідерландах завершили випробування французької "водневої електрички" Alstom Coradia iLint, яка працює на водневому паливі.

Потяги на водневому паливі замінять собою склади на дизелі, мазуті та інших "брудних" видах палива на тих напрямках, де можна провести електрику. Поки планується, що вони будуть ходити в районі міста Гронінген.

Технологія Alstom Coradia iLint розроблена для поїздів, які не були або не можуть бути електрифіковані.

Як і вже курсують по Німеччині поїзди, поїзди в Нідерландах зможуть проходити близько 800 км на одній заправці. Дозаправка займає менше часу, ніж заправка дизелем і становить близько 10-15 хвилин.

Швидкість поїзда – 140 км на годину. Для розуміння – максимальна заявлена швидкість Intercity Hyundai, який їздить в Україні – 160 км/год.

Ідея переведення транспорту на екологічно чистий – не нова. З 2001 по 2006 рік у Європі діяла програма з випробування автобусів на водневих паливних елементах Clean Urban Transport for Europe (CUTE).

У програмі брали участь Амстердам, Барселона, Гамбург, Лондон, Мадрид, Люксембург, Порту, Стокгольм, Штутгарт і Рейк'явік.

Всі городда отримали по три автобуси Mercedes-Benz Citaro з силовою установкою на водневих паливних елементах. Пізніше до програми приєдналися китайський Пекін і австралійський Перт, запустивши також по три автобуси.

Всего испытание проходили 36 автобусов. Они проехали более 2 млн км. и перевезли более 6 млн пассажиров. После окончания программы, водородные автобусы продолжили курсировать. А власти Австралии приняли решение продлить тестирование водородных автобусов в Перте.

Сегодня власти стран Евросоюза вновь подымают тему экологически чистого транспорта, поскольку он поможет в борьбе против изменений климата. Около четверти выбросов углекислого газа в ЕС вырабатывает транспорт. Именно поэтому власти ищут экологическую замену.

Франция, Германия и Нидерланды внедряют все больше проектов по использованию водорода, и не только для транспортной отрасли. А канцлер Австрии Себастьян Курц заявлял, что планирует превратить Австрию в "водородное государство №1".

2021 год в Европе должен стать "Годом железных дорог". Из-за этого все страны-участники ЕС должны будут уделять внимание развитию экологических видов транспорта.

Незважаючи на розвинену інфраструктуру, деякі ділянки залізниць ЄС важко або невигідно електрифікувати. Для таких ділянок водневий транспорт може стати вирішенням проблеми, замінивши старі дизельні електрички.