Време е да погледнем отново към друг устойчив източник на гориво. Водородът може да замени електромобилите.
През 2021 г. Конгресът одобри план на стойност 7,5 млрд. долара под ръководството на администрацията на Байдън за изграждане на хиляди нови станции за зареждане на електромобили в цялата страна. В действителност са изградени по-малко от 10 станции. Коментарът е на motor 1.
През трите години след приемането на законопроекта ентусиазмът на електромобилите силно намаля. Държавите започнаха да оттеглят призивите си за забрана на двигателите с ДВГ. Някои собственици на електромобили се връщат към бензина. Автомобилни производители като General Motors и Ford – два от най-големите производители на електромобили в САЩ – насочват повече средства към хибриди и хибриди с възможност за включване към електрическата мрежа.
Проблемът е, че бензиновите двигатели продължават да отделят емисии, докато Земята се затопля. Националната океанска и атмосферна администрация (NOAA) твърди, че има 60% вероятност 2024 г. да бъде най-топлата година в историята и 100% шанс да се нареди в челната петица.
И така, накъде ще вървим?
Решението може би е било пред нас през цялото време. Водородът. Въпреки че не е бил добре приет в исторически план, водородът – подобно на електричеството – задвижва превозните средства още преди началото на века. През 1860 г. белгийският изобретател Етиен Леноар построява първия „Хипомобил“, задвижван с водород.
Загрижеността за околната среда през 70-те години на миналия век бележи първия експеримент на съвременните производители на автомобили с тази технология. През 80-те години на миналия век тя се разпростира и върху военната употреба. Но през 90-те години на ХХ век водородът отстъпва на заден план в САЩ и в началото на 2000-те години е почти изоставен.
Едва през 2008 г. – принудени от японското правителство – Honda и Toyota разработиха своите модели FCHV и Clarity (съответно). Първите водородни автомобили, достъпни за потребителите в голям мащаб. Днес тези две компании продължават да се интересуват от технологията, докато General Motors, Hyundai и дори Ferrari се опитват да я използват.
Проблемът е следният: как да направим така, че водородът да работи в масов мащаб?
Производството на водород в масов мащаб със сигурност не е толкова просто. Първо и най-важно, то изисква много пари. Дженерал Мотърс хвърля 35 милиарда долара за разработване на водородни горивни клетки, електромобили и автономия до 2025 г. 85 милиона долара са съвместните инвестиции от Хонда. Партньорството включва съоръжение за разработка на горивни клетки с площ 70 000 кв. метра в Мичиган. Част от тези пари отиват за платформата Ultium EV. Тя в момента е в основата на всеки Chevy EV и Honda Prologue.
FCEV на Honda – първият модерен SUV на компанията – е доказателство за тези огромни инвестиции в изследванията на водорода. Той ще бъде пуснат в продажба в Калифорния по-късно тази година. Honda планира да продава около 300 бройки годишно. Пазарът на водородни автомобили остава ограничен. Компанията ще покрие разходите за зареждане с гориво на стойност 15 000 долара, за да накара повече хора да преминат на водород.
Но реалността е, че водородът, насочен към потребителите, не е основен приоритет за Honda в момента.
„Основната ни дейност в областта на водорода, честно казано, не е FCEV в момента“. Казва Крис Мартин.
“По-скоро става дума за разрастване на цялостната водородна икономика. И в крайна сметка виждаме FCEV като по-голяма част от личния транспорт на по-късен етам. Първо трябва да развием водородната икономика до момент, в който тя вече може да бъде въведена в подкрепа на потребителите и обикновените шофьори.“
Тази водородна икономика започва от търговската страна.
Заедно с водородния CR-V Honda наскоро представи ново полуремарке клас 8, задвижвано с водород. Той може да измине до 600 км с един резервоар. Това е първият от многото търговски автомобили, които Honda се надява да бъдат задвижвани с водород.
Разни машини, разни нужди
„По-широката стратегия е да се насочим към тежкото оборудване“, казва Мартин. „Електрическите батерии не са непременно чудесно решение за строителна техника, минно оборудване или камиони от клас 8, които извършват превози на дълги разстояния.
В момента тези машини се задвижват предимно с дизелово гориво. То очевидно е с високи въглеродни емисии, но също така и с високи емисии на твърди частици.“
Индустриите, които разчитат на дизелово гориво, имат корпоративни цели за намаляване на емисиите и парниковите газове, казва Мартин. Водородът предлага решение, което тези индустрии търсят. След като водородът се утвърди на индустриално ниво, Honda вярва, че технологията ще достигне до потребителите.
„Когато това се случи, когато има промишлено производство на водород в цялата страна, това отваря възможност за производство на FCEV в достъпен мащаб“, казва Мартин. „И ако това има смисъл, тогава по-широка гама от превозни средства, задвижвани с горивни клетки, ще достигне до ръцете на потребителите.“
Все още обаче има много препятствия, преди да стигнем до този момент
Един от най-големите проблеми е при източника. Извличането на водород не е съвсем чист процес. Поне все още не. Към 2021 г. повече от половината от цялото производство на водород в САЩ се извършва чрез природен газ и въглища. Излишната енергия от слънцето и вятъра може да помогне за ограничаване на тези предизвикателства, свързани с потреблението. Националната лаборатория за възобновяема енергия предполага, че 1 милиард метрични тона водород могат да бъдат произвеждани годишно с помощта на възобновяеми ресурси. Но този вид масово производство на чист водород все още е далеч от нас.
Извличането на водород не е точно чист процес – поне все още не
Разделянето на водата на водородни и кислородни молекули също е изключително енергоемко. Около 60% от енергията, използвана по време на процеса на електролиза, се губи. И мнозина биха възразили, че използването на електричество като междинно звено за производството на водород е загуба на енергия (буквално), когато съществуват самите електрически автомобили с батерии.
Освен това то е изключително скъпоструващо. Изчисленията сочат, че производството на водород е скъпо – до 12 долара за килограм. Изкопаемите горива струват около 1,7 долара за килограм. Електроенергията от възобновяеми източници – 8 долара. А това в крайна сметка означава по-високи цени в бензиностанциите.
В началото на тази година разходите за водород скочиха до 36 долара за килограм. Това означава, че зареждането на 5,6-килограмовия резервоар на вашата Toyota Mirai ще ви струва повече от 200 долара. При очакван пробег от 600 км, експлоатацията на Mirai струва около 0,50 долара на миля – плюс-минус няколко цента. Традиционните хибриди като Toyota Prius работят на цена от 0,10 до 0,15 долара на километър (в зависимост от цените на горивата). Tesla Model 3 струва само около 0,7 долара на километър. Естествено, потребителите не виждат никакви ценови ползи от преминаването към водород.
Инфраструктура – йок
Производството на водородни станции също не е евтино. Енергийната комисия на щата Калифорния посочва обща цена от поне 6,5 млн. долара за една водородна станция за зареждане. Цифрите варират в широки граници в зависимост от това кого питате. Когато цената на една станция за зареждане на електромобил е приблизително 110 000 долара, водородът все още е огромна инвестиция в сравнителен план.
В момента в САЩ има само 53 станции за зареждане с водород. 52 в Калифорния и една в Хавай. Има и няколко в Канада. Наскоро Shell затвори седемте си станции за зареждане с водород в Калифорния за лекотоварни автомобили. Позовава се на „усложнения в доставките на водород и други външни пазарни фактори“. Вероятно можете да тълкувате „външните пазарни фактори“ като недостатъчна необходимост. През 2023 г. в целите САЩ са продадени по-малко от 3000 водородни автомобила.
Проблемът: яйцето/кокошката
Мартин казва, че това е класически случай на кокошката или яйцето. Дали повече водородни станции ще доведат до повече водородни автомобили? Или е обратното? Не е ясно и на този етап никой не е склонен да отстъпи.
„Опитахме се да направим автомобилите FCEV първата стъпка. Инфраструктурата за зареждане и доставките на водород да дойдат по-късно“, казва Мартин. „За съжаление, това не се получи толкова добре, за да се разшири приемането на автомобилите и да се създаде по-голяма инфраструктура за зареждане.“
Освен това има и проблеми с безопасността, свързани с шофирането с водородна горивна клетка под капака. Вътрешният консорциум за противопожарна безопасност, здраве и околна среда казва, че „опасността от токов удар е голяма“ при автомобилите с горивни клетки. „Опасенията за запалимост на горивото се отразяват на нуждите на конструкцията на самото превозно средство“. Казано по-просто. Водородните автомобили трябва да бъдат конструирани по-безопасно от автомобилите с ДВГ.
Безопасност, anyone?
Honda се отнася сериозно към тези проблеми с безопасността. Четвъртото поколение горивни клетки на компанията е по-здраво и по-устойчиво на корозия. Алуминиевата обвивка е обвита с въглеродни влакна. Вместо силиконова гума Honda вече използва две високоякостни метални плочи, прецизно заварени за по-голяма издръжливост. В същото време позволяват на охлаждащата течност да преминава между тях.
„Имаме горивни превозни средства на пазара от години и не вярвам някога да сме имали потребителски случай с пожар“, казва ми Мартин. „Така че ние знаем какво правим в това отношение. Резервоарите са изключително добре проектирани и изключително добре защитени от сблъсъци.“
Това равнище на специално проектиране и прецизно производство изисква също толкова специален процес на изграждане. Вместо да се изгражда e:FCEV заедно с обикновените CR-V, водородният SUV се произвежда в Performance Manufacturing Center (PMC) на Honda в Охайо. Там Honda произвежда своя суперавтомобил NSX.
В PMC Honda може да предприеме изключителни мерки, за да гарантира безопасността и жизнеспособността на горивните клетки.
„Това е добро място за изграждане на такъв вид специализиран автомобил, който изисква малко повече прецизност“, отбелязва Мартин. „За нас е доста важно да направим всеки един от тях правилно.“
И все пак – кокошката или яйцето
Ще доведат ли повече водородни станции до повече водородни автомобили? Или е обратното? Ако приемем, че можем да преодолеем тези на пръв поглед невъзможни препятствия, ползите за потребителите са твърде големи, за да бъдат пренебрегнати.
Зареждането на водороден автомобил отнема пет минути на бензиностанцията. Приблизително същото време като при нормално спиране за зареждане с гориво. В наши дни дори най-бързите електрически автомобили се зареждат за около 20 минути. Единственото нещо, което се отделя от ауспуха на автомобила с водородно задвижване, е водна пара. А много от съвременните водородни горивни клетки рядко се влияят от екстремни топлини и студове. BMW твърди, че неговият iX5 напълно „не се влияе от атмосферните условия“.
Това означава, че за пет минути зареждане ще изминете 450 км с напълно чист горивен източник, отново на теория. Ако приемем, че са взети правилните мерки за осигуряване на безопасност и наличност, почти няма недостатъци.
„Искаме да дадем на потребителите неща, които работят за тях“, казва Мартин. „Но в същото време имаме огромни цели за намаляване на въглеродните емисии. Така че, ако бяхме фокусирани единствено върху това, което можем да продадем сега, веднага, нямаше да инвестираме в цялото това бъдещо изследване. Но ние гледаме в много по-дългосрочен план и в това има твърде голям смисъл. Водородът има твърде голям смисъл, за да го оставим настрана.“
Ефектът Байдън
От правителствена гледна точка, докато повечето заглавия се фокусират върху огромните усилия на администрацията на Байдън в областта на електрическите превозни средства. Te досега не са дали кой знае какви резултати, правителството на САЩ също тихо работи по водородната транспортна технология на заден план.
Само през март тази година Министерството на енергетиката (ДЕО) отпусна 750 млн. долара за 52 проекта за водородни технологии в САЩ в рамките на двупартийния закон за инфраструктурата. Тези пари ще отидат за подобряване на технологиите за електролиза, намаляване на разходите и подпомагане на производството на водород като цяло. В процеса на работа ще бъдат създадени и 1500 нови работни места, особено в райони, засегнати от нарастваща загуба на работни места в енергетиката, като Апалачите и Големите равнини.
Важен аспект на тази инвестиция е определянето на точния начин за производство на водород в САЩ. Все още няма ясно очертание, но Министерството на енергетиката предлага по-задълбочено разглеждане на своя уебсайт. В него са изложени някои от изискванията за чист водород за новите съоръжения. Този план включва също така до 10 години данъчни облекчения за по-стари съоръжения, които желаят да преминат към възобновяеми енергийни източници (раздел 48).
Все пак, както и при Honda, по-голямата част от производството на водород – поне в началото – няма да бъде за леки автомобили. Водородът трябва да работи първо в транспортния сектор. Полуремаркета, товарни кораби, товарни самолети и т.н. Идеята е, че след като водородът стане жизнеспособен за превоз, той (на теория) може да бъде жизнеспособен и за употреба от потребителите.
Но това ни връща в началото на историята
Инвестицията от 750 млн. долара в производството на чист водород е чудесна на теория. Трябва да бъде приведена в действие. Както видяхме при плана на администрацията на Байдън за 7,5 млрд. долара за електромобили, почти няма движение по законопроект, приет преди повече от три години. Законът може да бъде изцяло премахнат през ноември, ако на власт се върне Доналд Тръмп. Той планира да отмени много от предложените от администрацията на Байдън решения за чиста енергия.
Препятствията
Разбира се, все още има много препятствия, които трябва да се преодолеят, преди водородът да стане жизнеспособен източник на енергия. Въздействие върху околната среда, липса на станции за зареждане, разходи, проблеми с безопасността и правителствени разпоредби. Но както доказа преминаването на пазара към електрификация, това не е невъзможно.
Първият Nissan Leaf започна да се произвежда едва през 2010 г. Повечето компании за зареждане се появиха едва през последните 15 години. За сравнително кратко време видяхме как електрическите превозни средства се издигнаха до ниво, което някога се смяташе за безпрецедентно. Те все още съставляват само около 16% от общия пазарен дял. Сравнете това с 2010 г. – когато този дял беше едва 0,01% – и те изминаха дълъг път.
Ако приемем, че през следващото десетилетие сме готови да инвестираме във водорода толкова много, колкото и в електрификацията – финансово и екологично – има съвсем реален шанс масовите водородни автомобили да станат факт през следващите 15 години. Предимствата? Зареждане като с ДВГ. Намалена тревога за пробега и малко или никакво въздействие върху околната среда. Те биха улеснили преминаването към водород дори и на най-нежелаещите да използват електромобили клиенти.
Всичко важно от света на технологиите, директно в пощата ти.
С абонирането приемате нашите Условия и Политика за поверителност. Може да се отпишете с един клик по всяко време.
Коментирайте статията в нашите Форуми. За да научите първи най-важното, харесайте страницата ни във Facebook, и ни последвайте в Google Новини, TikTok, Telegram и Viber или изтеглете приложението на Kaldata.com за Android, iPhone, Huawei, Google Chrome, Microsoft Edge и Opera!
