Водень проти електрики. Як японці стали ворогами Ілона Маска

Вже через три роки, до 2020 р., на дорогах Японії буде близько 40 тис. легкових автомобілів і автобусів на водневих паливних батареях. До 2025 р. число зареєстрованих в країні машин, що працюють на водні, передбачається довести до 200 тис., а до 2030 р. — до 800 тис. "Наша мета — першими в світі побудувати суспільство, засноване на використанні водню", — зазначив прем'єр-міністр Японії Сіндзо Абе на нараді з проблем нової енергетики в Токіо. Абе впевнений, що поступовий перехід на екологічно чисті паливні батареї на основі водню дозволить з часом повністю відмовитися від використання нафти і природного газу в якості палива, повідомили Новини України.

Стратегія переходу на водневий транспорт повинна бути розроблена до кінця цього року. Поставлена мета більш ніж втричі знизити ціни на автомобілі, що працюють на водні, — приблизно до $18 тис. Крім того, планується до 2025 р. побудувати мережу з 320 водневих заправних станцій, в основному у великих містах.

Японський уряд обіцяє, що майбутню літню Олімпіаду-2020 в Токіо будуть обслуговувати автомобілі тільки на водні. Муніципальний уряд Токіо теж оголосив про велики плани розвитку водневої енергетики перед Олімпіадою. Він планує до 2020 року побудувати в столичному регіоні 35 водневих заправок. Це дозволить дістатися до найближчої заправки протягом 15 хв. від більшості місць в Токіо.

Всесвітня змова

У справі впровадження водневого транспорту Японія не буде білою вороною. У січні про інвестування 10 млрд євро у розвиток і просування водневої енергетики домовилися 13 компаній-гігантів. У їх числі всесвітньо відомі представники автомобілебудівної галузі Toyota Motor, BMW, Daimler, Honda Motor і Hyundai Motor, нафтові і газові компанії Royal Dutch Shell, Total, Air Liquide і Linde, гірничодобувна Anglo American, електрична Engie, залізнична компанія Alstom і виробник мотоциклів і важкої техніки Kawasaki Heavy Industries.

Щоб ефективно агітувати інші компанії наслідувати їх прикладу, створена спеціальна рада Hydrogen Council. Нафтові і газові компанії, які вирішать приєднатися до просування водню, консорціум збирається щедро заохочувати грошима. Представники нової організації будуть працювати і з урядами країн, переконуючи їх у необхідності розвитку нової інфраструктури та внесення змін в законодавство.

Через два тижні після цієї заяви стало відомо про його перші плоди. General Motors і Honda вирішили спільно виробляти водневі паливні елементи. Кожна компанія інвестує $85 млн у будівництво та обладнання фабрики в Мічигані, яка почне роботу в 2020 р.

Японська компанія має великі плани на американський ринок. Півроку тому Honda заявила, що готується до випуску, Clarity седан, який працює на водні, буде володіти запасом ходу в 590 км. Агентством з охорони навколишнього середовища США цей показник визнаний кращим серед всіх інших автомобілів, які не використовують двигун внутрішнього згоряння, включаючи і електричні автомобілі. На новій моделі умовний витрата палива, еквівалентний роботі двигуна внутрішнього згоряння, складає 0,9 л на 100 км.

Зрозуміло, що Honda Clarity Fuel Cell буде продаватися лише там, де для заправки автомобіля є необхідна інфраструктура. Тому компанія докладає всі зусилля, щоб розширити мережу водневих станцій, і обіцяє домогтися, щоб володіння водневим автомобілем стало таким же зручним, як і володіння автомобілем з бензиновим мотором.

"Мало того, що Clarity вміщує п'ять пасажирів і заправляється протягом трьох-п'яти хвилин, ця модель має запас ходу на рівні автомобілів з бензиновим двигуном", — підкреслює віце-президент з розвитку екологічного бізнесу Honda Стів Центер. За його словами, завдяки можливості далекої поїздки, зростаючої мережі водневих станцій і швидкому часу заправки Clarity перестане бути машиною з області наукової фантастики.

Вартість автомобіля в США складе від $60 тисяч. Перший час компанія має намір здавати автомобілі в оренду з місячною платою менше $500. Можливо, запуск фабрики по виробництву паливних елементів в Мічигані дозволить знизити собівартість, а отже, і ціну машини.

Конкуренція заправок

Легковими авто на водні займається багато компаній. Вже з'явилися і моделі водневих вантажівок. Наприкінці минулого року американський стартап Nikola Motor, що базується в штаті Юта, представив сідельний тягач Nikola One, що працює на водневому паливі. Новинка відноситься до класу тягачів, призначених для перевезення великих вантажів, і обіцяє запас ходу 1300-1900 км між заправками. Це дуже багато не тільки за українськими мірками (територія України витягнута з заходу на схід на 1316 км), але і з американським.

Крім Nikola One був представлений Nikola Two — більш компактний і маневрена вантажівка, що володіє тим же запасом ходу. Компанія поки не вирішила, де саме буде збирати свої вантажівки, ціна на них теж поки не повідомляється. Однак на сайті Nikola Motor вже можна оформити попереднє замовлення.

Компанія планує налагодити масовий випуск своїх тягачів у 2020 р. А до того обіцяє побудувати на території США і Канади безліч водневих заправних станцій. Без них буде зовсім неважливо, наскільки ефективні вантажівки Nikola.

Щоб заманити покупців, компанія оголосила, що забезпечить їм безкоштовне водневе паливо на відстань до 1,6 млн км. тобто на тисячу поїздок по 1600 км. Також Nikola Motor обіцяє, що навігаційна система її вантажівок буде вибирати найбільш оптимальні маршрути між точками призначень. Техобслуговуванням авто буде займатися Ryder System, яка має понад 800 СТО в США і Канаді.

Для виробництва водню Nikola Motor має намір побудувати сонячні ферми, де з допомогою сонячної енергії вода буде розкладатися на водень і кисень. Таким чином, це буде абсолютно чистий вид транспорту з точки зору екології. Водень буде зберігатися на станціях Nikola в рідкому вигляді, а потім подаватися в транспортні засоби у вигляді стиснутого або рідкого водню. "Вертикальна інтеграція знизить ринкову невизначеність, дозволить Nikola контролювати ціни на паливо і утримувати їх на низькому рівні для клієнтів Nikola", — сподівається компанія.

Не виключено, що мережі водневих заправок, створені різними фірмами, будуть відрізнятися один від одного заправними пристроями, так що автомобілі і заправки різних фірм будуть технологічно несумісні. Але і в цьому випадку ціна на паливо буде важливим чинником конкуренції між заправилами водневого світу.

За автомобілями — літаки

У водневу гонку включилися і авіабудівники. Тут є своя особливість: на відміну від більшості звичайних літаків, які використовують крила для зберігання палива, водневі літальні апарати зазвичай проектуються з розміщенням рідкого водневого палива усередині фюзеляжу, щоб мінімізувати площу поверхні і зменшити випаровування.

Перший запуск літака з силовою установкою на водневих паливних елементах відбувся ще в квітні 2008 р. Провела його американська компанія Boeing. В Європі пальму першості тримає словенська компанія Pipistrel. У вересні 2016 р. вона виробила в Німеччині в аеропорту Штутгарта успішний запуск літака HY4. Компанія підкреслює, що це перший в світі чотиримісний пасажирський літак, оснащений двигуном з водневим паливним елементом з нульовим рівнем викидів.

HY4 скоїв 15-хвилинний демонстраційний політ над громадськістю та засобами масової інформації. На цей період аеропорт зупинив прийом-відправлення всіх інших літаків, щоб глядачі могли переконатися, що політ HY4 майже повністю безшумний. На випробуванні була присутня представник Словенії в Єврокомісії єврокомісар з питань транспорту Віолета Булк. "Я пишаюся тим, що європейські дослідники і виробники запускають цей літак на водневому паливі. Єврокомісія рішуче підтримує такі ініціативи, які повністю відповідають нашої нової стратегії мобільності з низьким рівнем викидів. ЄС продовжить підтримувати такі ініціативи, щоб просувати інновації вперед", - заявила єврокомісар.

А в січні 2017 р. стало відомо про успішні польоти першої моделі китайського літака на водневих паливних елементах. Політ відбувся поблизу міста Шеньян в північно-східній провінції Ляонін. В ході випробувань двомісний літак піднявся на висоту в 320 м. Як відзначають інженери, що спостерігали за польотом, двигун продемонстрував стабільну безперебійну роботу при температурі навколишнього середовища 20°C.

Розроблений літак конструкторами Даляньского бюро хімічних досліджень Академії наук Китаю спільно з фахівцями Ляонинского авіаційного науково-дослідного інституту. За основу конструкції був узятий літальний апарат RX1E з електродвигуном. Винахідникам вдалося внести в конструкцію зміни, які дозволили замінити електродвигун аналогом на водневому паливі. Крім того, літак оснащений декількома акумуляторами, що заряджаються під час польоту. За твердженням Міністерства науки і технологій КНР, продуктивність, безпеку і надійність повітряного судна, а також екологічна адаптивність системи паливних елементів відповідають технічним вимогам під час польоту.

Війна технологій

Будь-яка інновація потребує витрат на впровадження. Оголошені урядом Японії плани перевести весь автотранспорт в країні на водень означають, що чималу частину необхідних витрат (зокрема, на створення мережі заправок) візьмуть на себе центральні та місцеві влади. Це стане потужною підтримкою для японських компаній і полегшить їм просування своїх водневих авто не тільки на японському, але і на американському і європейському ринках. Нарощування виробництва дозволить знижувати ціну, а значить, і збільшувати продажі — як авто, так і палива.

В той же час це полегшить завдання міжнародного консорціуму Hydrogen Council, який лобіює розвиток водневої енергетики на всій планеті. Фактично автомобілебудівна галузь у світовому масштабі втягується у водневу гонку за принципом "хто забарився, той програв".

Лобістські можливості Hydrogen Council підкріплені екологічними аргументами. Водневий паливний елемент, що виробляє електроенергію завдяки реакції водню з атмосферним киснем, у результаті якої в атмосферу виділяється лише нешкідливий водяний пар. Назавжди позбавити міське повітря від смердючих вихлопних газів — це дуже вдале гасло, щоб від нього відмахнулася якась партія.

Але під тим же гаслом виступає ще одна технологія — електромобілів на акумуляторах. І у неї теж є могутні захисники, наприклад, Ілон Маск зі своєю Tesla. Між прихильниками двох технологій йде справжня інформаційна війна, а тепер вона ще більше загостриться.

Можна було б довго наводити аргументи обох сторін — і з екологічної ефективності (при різних технологіях виробництва водню і акумуляторів), і за ціною і зручністю (з урахуванням витрат грошей і часу на заправку або зарядку, а також порівнюючи густоту мережі заправних і зарядних станцій). Проте зараз, схоже, справа йде до того, що вирішальне значення будуть мати вже не всі ці аргументи, а лобістські можливості обох сторін і політичні міркування влади різних країн. Прикладом цього є Японія.

Цілком можливо, що через кілька років політичні партії в багатьох західних країнах поділяться на водневі та акумуляторні. У нас — теж, але пізніше. Спочатку нашому ринку належить довго і нудно перетравлювати вживані бензинові автомобілі, від яких будуть позбавлятися європейці.

Водневий конкурент дизель-поїздів

Перехід на водень можливий також і на залізничному транспорті. Ще в 2006 р. японська компанія JR East провела перші випробування вантажного поїзда на водні. У 2015 р. в Китаї був представлений перший водневий трамвай, а у вересні минулого року в Берліні показали перший у світі пасажирський поїзд на водневому паливі. Розробку поїзда Coradia iLint протягом двох років вела французька компанія Alstom.

Бак з воднем розташовується на даху поїзда і забезпечує роботу паливного елемента, а той, у свою чергу, виробляє електроенергію. Повного бака має вистачити, щоб проїхати відстань у 600-800 км. Можна сподіватися, що водневим поїздів, на відміну від водневих автомобілів, не доведеться зіткнутися з проблемою браку заправних станцій.

Очікується, що перший потяг почне курсувати з грудня 2017 р. на одній із залізничних гілок у Нижній Саксонії. Надалі планують впровадити інноваційну розробку в свою систему залізничного транспорту влади земель Баден-Вюртемберг, Гессен і Північний Рейн-Вестфалія. Інтерес до Coradia iLint також висловили в Нідерландах, Данії і Норвегії.

Вартість водневого поїзда не повідомляється, але відомо, що вона вища, ніж у звичайних дизельних аналогів. Зате у Coradia iLint має таку перевагу, як тиха робота двигуна. Навіть при максимальній швидкості у 140 км/год шум виробляють тільки колеса і опір повітря при русі.