№12(201) 2018
ТЕХНОЛОГИИ

Водородные технологии: на сломе времён

Впервые в России в рамках выставки «АВТОКОМПЛЕКС» фирмой «ТАТСУНО РУС» была представлена водородная заправочная колонка нового поколения – HYDROGEN-NX Series производства японской компании TATSUNO CORPORATION. Редакции журнала «Современная АЗС» удалось пообщаться с представителями TATSUNO и узнать, откуда у компании такой интерес к водородной теме…



Как оказалось, одним из направлений компании TATSUNO является разработка и производство водородных топливораздаточных колонок. Компания уже не один год успешно реализует проекты по созданию инфраструктуры водородного топлива на территории Японии, Китая, Южной Кореи и США. Более того, на территории Японии TATSUNO является единственной уполномоченной компанией, которая проводит тестирование, поверку и пуск в эксплуатацию водородных заправочных станций. В компании уверены в перспективности водорода как топлива и успешно занимаются разработкой, созданием и внедрением водородной инфраструктуры. А водородную заправочную колонку они привезли в Москву, чтобы показать, что будущее уже наступило.

Перспективный водород
Запасы водорода на нашей планете фактически не ограничены, в отличие от углеводородов. Водород можно получить из любого органического вещества. По словам представителей компании TATSUNO, сегодня основными видами сырья для промышленного производства водорода являются газы нефтепереработки, природные горючие и коксовые газы. Его также получают из воды посредством электролиза в местах с доступной электроэнергией. Одним из важнейших методов производства ресурса из природного газа считается каталитическое взаимодействие углеводородов, в основном метана, с водяным паром (т.н. конверсия). Водород, производимый из природного газа, по данным представителей компании TATSUNO, на сегодняшний день является самым дешевым!

Водородные АЗС
Водородные заправочные станции можно разделить на три типа:
• мобильные;
• стационарные;
• домашние.

Мобильные станции предназначены для заправки техники в местах, где нет другой водородной инфраструктуры. Например, для выставочных образцов и под.

Стационарные станции предназначены для продажи водорода, произведённого на самой станции или в другом месте.
Домашние заправочные станции создаются как решение проблемы отсутствия водородной инфраструктуры. Они могут производить 200–1 000 кг водорода в год, что достаточно для заправки 1-5 авто в сутки.



Подавляющая часть водородных заправочных станций продаёт газообразный водород. Из общего количества заправочных станций, построенных с 2004 по 2017 гг., всего 8% работают с жидким водородом, остальные — с газообразным.
Современное оборудование позволяет заправлять транспорт водородом за 3-5 минут, что сопоставимо со временем заправки бензинового транспорта.

Заправочные станции можно условно разделить по размерам на:
• малые – с производством до 20 кг водорода и заправкой до 10 легковых автомобилей в день;
• средние – с производством 50-1250 кг водорода и заправкой до 250 легковых автомобилей или до 25 автобусов в день;
• промышленные – с производством 2500 кг (и более) водорода и заправкой до 500 легковых автомобилей или до 50 автобусов в день.

Малые и средние заправочные станции могут самостоятельно производить водород как электролизом воды, так и риформингом углеводородов (природный газ, керосин и т.д.).



В США стоимость водорода, произведённого электролизом воды на заправочной станции среднего размера, состоит на 58% из стоимости электроэнергии и на 32% из капитальных затрат. У малой заправочной станции в стоимости водорода на долю капитальных затрат приходится 55%, а на долю электроэнергии 35%.

На данный момент в Японии функционирует 91 водородная заправка и насчитывается около 2 200 автомобилей на водородных топливных элементах. Но к 2021 году правительство Японии поставило цель увеличить количество водородных заправочных станций до 40 000!



По словам представителей компании TATSUNO, строительство одной водородной заправочной станции оценивается на сумму от 0,5 до 5 млн долл.

Водородный транспорт
Основное преимущество внедрения топливных элементов в наземные транспортные средства (например, на автомобили) – это предполагаемый высокий КПД. КПД современного автомобильного двигателя внутреннего сгорания достигает 35%, а водородного топливного элемента — 45% и более. Во время испытаний автобуса на водородных топливных элементах был продемонстрирован КПД в 57%. КПД классического свинцового аккумулятора выше – 70-90%. Но основной фактор, сдерживающий массовое производство электромобилей – дороговизна и несовершенство аккумуляторов.

А вот главным барьером на пути развития технологий водородного топлива остается стоимость производства водородных автомобилей и заправочных станций. Как мы уже отмечали, стоимость водородной заправочной станции составляет до 5 млн долл. Что касается автомобилей, например, Toyota Mirai стоит около 59 тыс. долл., что примерно вдвое больше цены на сравнимый по техническим характеристикам электромобиль.



Но дело в том, что водородный автомобиль – это и есть, по сути, электромобиль, только вместо аккумулятора у него стоит ячейка, которая из водорода и кислорода вырабатывает электро­энергию. Но при этом на сегодня запас хода на одной зарядке у электромобиля 200-500 км, а время полной зарядки до 8 часов и время эксплуатации батареи 3-5 лет, а потом утилизация. Есть вопросы и по электроэнергии, уже сегодня некоторые страны сталкиваются с ее нехваткой, особенно в пиковые нагрузки.

Национальная лаборатория по изучению возобновляемой энергии (National Renewable Energy Laboratory, США), которая в своих расчётах использует среднюю дальность пробега легкового автомобиля в 12 000 миль (19 200 км) в год, оценила потребление водорода в 1 кг на пробег 60 миль (96 км). Т.е. обычному легковому автомобилю требуется 200 кг водорода в год, или 0,55 кг в день.

Поэтому в TATSUNO считают, что с небольшими городскими электромобилями водородным машинам будет конкурировать тяжело. Но что касается крупного автотранспорта, грузовиков, автобусов, трамваев, поездов, самолетов и т.д., тут будущее именно за водородными технологиями, как более экономичными и экологичными.

А что же Россия?
Водородной темой в качестве источника энергии в России начали заниматься ещё во времена Советского Союза. Сегодня техническое регулирование в области строительства водородных заправочных станций в Российской Федерации обеспечивается серией национальных и межгосударственных стандартов, идентичных международным стандартам ISO. Система данных стандартов уже содержит необходимые разрешительные документы для строительства водородных АЗС и организации эксплуатации парка водородных автомобилей, автобусов и автопогрузчиков с системами топливных элементов. Так что технологии уже давно созданы. Сейчас идут разработки по их удешевлению, и правительства развитых стран всячески поощряют внедрение таких разработок. Ведь эти технологии еще и экологически чистые: в них нет процессов горения.

В «ТАТСУНО РУС» отмечают, что развитием и внедрением в жизнь водородных технологий занимаются негосударственные структуры. Государство лишь помогает компаниям в расширении внедрения, так как этот процесс взаимовыгодный.



Популяризировать эту тему в развитых странах не приходится. Все понимают, что это тема не будущего, а уже настоящего. «Мы же в России, как страусы, засунули голову в песок и не хотим видеть, что происходит вокруг нас. Оттого что мы даже не пытаемся не отстать от всего мира, проиграем только мы сами!» – констатирует руководитель «ТАТСУНО РУС». И уточняет, что рыночная цена одного литра водорода в России сегодня 78 рублей. Беря во внимание, что один литр водорода равен 5 литрам углеводородного топлива, несложно посчитать, сколько российские потребители переплачивают, катаясь на бензине. И это не принимая во внимание экологию и то, что с каждым годом технологии производства водорода и водородного транспорта становятся все дешевле. «Мы привезли водородную заправочную колонку нового поколения HYROGEN-NX Series на «АВТО­КОМ­ПЛЕКС», чтобы проде­мон­стрировать нашему бизнесу, что будущее уже наступило. Водородные технологии позволят уменьшить количество вспомогательных площадей, исключить огромный парк дорогих батарей и обслуживаемого персонала и уменьшить затраты на закупаемую электро­энергию. И не нужно ждать, что государство за нас с вами все решит, или придут зарубежные компании и все нам построят. Компания TATSUNO в лице своего филиала «ТАТСУНО РУС» готова поделиться своим опытом и знаниями», – отмечает представитель «ТАТСУНО РУС», добавив, что отечественному бизнесу уже давно пора «достать голову из песка».

На сегодняшний день автомобили с силовыми установками на водородных топливных элементах производят и испытывают:
• Ford Motor Company – Focus FCV;
• Honda – FCX;
• Hyundai – Tucson FCEV (топливные элементы компании UTC Power);
• Nissan – X-TRAIL FCV (топливные элементы компании UTC Power);
• Toyota – Highlander FCHV, Mirai, автобус Sora;
• Daimler AG – Mercedes-Benz A-Class, GLC-Class Fuel Cell, автобус Citaro,
и другие компании в Бразилии, Китае, Чехии и пр.
Первый в мире серийный автомобиль на водороде поступил в продажу в конце 2014 года, им стала Toyota Mirai.
Помимо этого, в мировом автопроме представлены разработки муниципального и вспомогательного транспорта, а также железнодорожного, авиационного и водного транспорта, использующего в качестве топлива водород, к примеру:
• поезд на водородных топливных элементах в 2010 году запустил в эксплуатацию японский Железнодорожный исследовательский технологический институт;
• в Дании водородный поезд курсирует между городами Vemb, Lemvig и Thyboron, протяженность маршрута – 59 км;
• в Германии производятся подвод­ные лодки класса U-212 с топливными элементами производства Siemens AG;
• испанская судостроительная компания Navantia, S.A. планирует начать производство подводных лодок класса S-80 с силовыми установками на PEM водородных топливных элементах мощностью 300 кВт;
• Fraunhofer Institute (Германия) разрабатывает беспилотный вертолет с силовой установкой на водородных топливных элементах, вес топливного элемента – 30 грамм, мощность – 12 ватт.
Также беспилотные летательные аппараты на топливных элементах разрабатываются компаниями США и Израиля.
На главную страницу | Вывести на печать | Закрыть окно
© «Современная АЗС» 2002-2019. Все права на материалы, опубликованные на сайте, защищены в соответствии с законом об авторском праве. В случае использования текстовых и фотоматериалов ссылка на «Современную АЗС» обязательна! В случае полной или частичной перепечатки текстовых материалов в Интернете ссылка на «Современную АЗС» обязательна! Адрес электронной почты редакции: pr@sovazs.com