Нещодавно став доступним для замовлення перший у світі електричний позашляховик, який отримує електрику не з літій-іонних акумуляторів, а з водню. Водень вже кілька десятиліть вважається перспективним джерелом енергії. І, здається, останніми роками розвиток відповідних технологій лише пожвавився – у новинах регулярно з’являються повідомлення про нові досягнення водневої енергетики. Однак чи дійсно водень є технологічною революцією, а може це звичайний хайп?
Водень вже багато років тестують в таксі, вантажівках, човнах, фургонах, автобусах, літаках. Перспективним це паливо вважається тому, що воно викидає в атмосферу воду.
Революція ось-ось і так десятиліттями
Особливо активно тему водневої енергетики почали розробляти на початку 2000-х років. Вони пророкували, що водень швидко витіснить інші типи палива в транспортній індустрії, особливо на автотранспорті.
Але воднева революція залишилася фантазією і цьому існує кілька причин. Головна – це інфраструктура – водень потребує зовсім нових систем виготовлення, транспортування, використання.
Підписуйтесь на наш канал в Telegram: https://t.me/techtodayua
А ще водень – це паливо швидкого вжитку. Наприклад, водневий балон автомобіля спорожніє десь за тиждень навіть якщо машина увесь час стояла. Водень – це газ, а зріджувати його можливо лише за кріогенних температур. Якою б доброю не була теплоізоляція балону, тепло атмосфери все одно нагріватиме водень всередині. Тиск у балоні підвищуватиметься і для запобігання руйнування балону захисний клапан випускатиме надлишки водню в повітря.
Остання причина – уже комерційно доступні потужні та ємнісні акумулятори. Їх можна заряджати за допомогою наявної інфраструктури, а також для них простіше розбудувати нову інфраструктуру.
Може, революція все-таки буде
Існуючі літій-іонні батареї впритул наблизилися до свого максимуму, а нові акумуляторні технології ще далекі від комерційного використання. Ентузіасти водневої енергетики знову згадали про нього.
Поширення водневого палива може відбутися з іншого боку, ніж очікується. Не з легких приватних автівок, а з важкого транспорту. Наприклад, важка дорожня техніка – екскаватори, бульдозери, – сьогодні також пробують конвертувати в електротранспорт. Однак їхні батареї важать по кілька тонн, забезпечуючи недовгий час роботи. Водневий бак на такій техніці важитиме значно менше.
Вантажівки та автобуси також намагаються електрифікувати, але вага батареї в них наближається до максимальної корисної ваги.
Влада сприймає водень серйозно
Німеччина планує інвестувати 7 млрд євро у мережу водневих заправок. Країна хоче стати лідером на водневому ринку.
Євросоюз загалом не хоче відставати – Єврокомісія найближчим часом готується опублікувати стратегію розвитку водневих технологій. Ідея в тому, щоб євро стало такою ж міжнародною валютою на водневому ринку як долар США на ринку нафти.
Водень насправді не екологічний
Коли говорять про викиди водню на транспорті – згадують лише воду, яка виходить в результаті хімічної реакції з киснем. Однак у повітрю кисню лише 21%, а решта – інші гази.
При спалюванні водню в двигуні внутрішнього згоряння чи в котлах електростанцій ці гази також поєднуються з воднем, генеруючи шкідливі речовини, наприклад, NOx, CO, CO2, CH.
Водень також не добувають екологічно чистим методом – розкладанням води на водень та кисень при пропусканні крізь неї електричного струму (електроліз). Цей метод вимагає більше енергії, ніж потім можна отримати від зворотнього поєднання водню та кисню.
В промислових масштабах водень видобувають із природного газу, значна частина якого є метаном. Метан, в свою чергу, – головний парниковий газ. Він в 30 разів більше генерує парниковий ефект, ніж призначений на посаду головного чинника парникового ефекту газ CO2.
Водневі паливні комірки
Із водню можна видобувати електроенергію, не спалюючи його. Подібне дозволяють паливні комірки, в яких водень поєднується з киснем без згоряння.
Однак ця технологія пропонує низьку ефективність – спершу потрібно витратити енергію, отримавши водень, а потім витратити енергію, поєднавши водень з киснем.
Ілон Маск називає паливні комірки комірками для дурнів, граючи на співзвучності англійських слів fuel (фьюл – паливо) та fool (фул – дурень), а також cell (селл – комірка) та sell (селл – продажі).
Ефективність водневого транспорту на паливних комірках не перевищує 22%. Електротранспорт має ефективність 73%. Це ефективність повного ланцюга – від початкового видобутку енергії до її потрапляння на колеса автомобіля.
Надія для водню
Прихильники водневої енергетики кажуть, що водень можна добувати екологічно електролізом води і мати економічну вигоду. Для цього вони пропонують використовувати електрику з відновлюваних джерел.
Вони прогнозують, що «зелена енергетика» даватиме так багато надлишкової електрики, що її можна буде без проблем використати для розкладання води на водень та кисень.
Прихильники водневої енергетики також сподіваються, що з часом знизиться вартість паливних комірок і перехід на водневу енергію буде дешевшим.
За матеріалами: IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, climatechange.lta.org, BBC, cleantechnica.com
