Является ли водородная техническая «революция» надеждой или обманом?

В одной из своих речей о планируемом восстановлении экономики премьер-министр Великобритании отметил, что водородные технологии — это та область, где страна лидирует в мире. Он надеется, что это создаст чистые рабочие места в будущем. Но является ли водородная революция надеждой, или это всё-таки обман?

Еще в начале 2000-х годов сторонники водорода думали, что он будет доминировать на чистом автомобильном рынке. Но обещанная «водородная магистраль» так и не материализовалась, по нескольким важнейшим причинам.

Во-первых, водородная энергетика нуждалась в новой инфраструктуре, в то время как конкурирующие электромобили могли заряжаться от почти повсеместной электрической сети.

Во-вторых, мощные батареи в то время уже были хорошо развиты для других целей, таких как компьютеры, а водород не был.

Так водород проиграл битву за автомобиль. Но теперь он вернулся для тех задач транспорта, промышленности и отопления, которые батареи изо всех сил пытаются выполнить. Возьмите большой механический экскаватор, прототип от JCB. У него есть маленький кузен на батарейках — достаточно маленький, чтобы протиснуться в дверной проем и работать в здании.

Но в JCB говорят, что большой экскаватор будет нуждаться в батарее весом в пять тонн, и потребуется несколько часов, чтобы зарядиться. Водород, с другой стороны, легче воздуха и требует несколько минут, чтобы заполнить бак.

Грузовики относятся к той же категории, что и экскаваторы – иногда батарея была бы такой же тяжелой, как и полезная нагрузка.

То же самое относится и к автобусам, и семья Бэмфорд, которая владеет JCB, говорит, что у нее есть заказы на 80 двухэтажных автобусов от своего завода Wrightbus в Баллимене в Северной Ирландии.

Это все еще оставляет проблему зарядки инфраструктуры – но это может быть решено путем предоставления водородных насосов на автомагистралях для дальнобойщиков. Та же самая сеть могла бы питать гибридные аккумуляторные и водородные автомобили будущего и избавить от необходимости все более тяжелых батарей в подключаемых автомобилях. Автобусы могли бы использовать водород, хранящийся на складах в цистернах, облицованных кевларом, для обеспечения безопасности.

Прошлые опасения по поводу взрыва цистерн с водородом были устранены появлением цистерн, облицованных кевларом, и механизмов высвобождения водорода в случае удара по цистерне.

Аэропорты также могут хранить водород, и первый испытательный полет электрического самолета в Великобритании в Университете Крэнфилда недавно был приведен в действие водородным топливным элементом.

Германия инвестирует €7 млрд в попытку доминировать на водородном рынке. Еврокомиссия тоже хочет получить часть этой истории.

Правительство Великобритании также намерено объявить водородную стратегию. Его подстегивают упреки в том, что Великобритания проиграла битву за аккумуляторные технологии Китаю. Комитет по изменению климата рекомендует правительству начать крупномасштабные испытания в начале 2020-х годов.

Совсем скоро первый британский водородный поезд, разработанный Бирмингемским университетом, будет испытан на обычных путях.

Таким образом, похоже, что водород, наконец, сделал это. Но не так быстро… потому что это ни в коем случае не безотказно.

В настоящее время почти весь водород, продаваемый в Великобритании, производится путем его расщепления из природного газа. Но это дорого и выбрасывает много нагревающего планету углекислого газа. Эта проблема может быть решена путем улавливания CO2 в центре производства водорода, а затем захоронения его с помощью улавливания и хранения углерода. Но это приведет к дальнейшему росту стоимости.

Альтернатива по своей сути чистая — но очень дорогая. Это влечет за собой использование избыточного возобновляемого электричества, например, когда ветер дует ночью, чтобы расщепить водород из воды с помощью топливного элемента.

Этот процесс расточителен, потому что он включает в себя превращение электричества в газ, а затем обратно в электричество – двухступенчатая перетасовка, отвергнутая главой TeslaИлоном Маском как «ошеломляюще тупая». 

Но любители водорода верят, что будущая электрическая сеть будет производить так много дешевой внепиковой энергии, что нам нужно будет найти для нее другое применение. И они надеются увидеть, как стоимость топливных элементов резко упадет, следуя примеру морского ветра.

Конечно, последние события благоприятствовали продвижению водорода. Когда у Великобритании была цель сокращения выбросов углерода на 80% к 2050 году, это оставляло свободу для загрязняющих форм топлива, чтобы занять оставшиеся 20% углеродного «бюджета».

Теперь широко признано, что дома с низкоуглеродными системами отопления, такими как теплообменники, будут нуждаться в охлаждении из другого источника — и это все больше похоже на водород.

В Университете Киля уже ведутся испытания с использованием водорода, смешанного с природным газом. И, в зависимости от того, какую поддержку они получат от правительства — похоже, что технология, проигравшая свою ключевую битву с аккумуляторными автомобилями два десятилетия назад, все еще найдет место в нулевой углеродной экономике завтрашнего дня.

Елизавета Коробкова

Редактор ЭНЕРГОСМИ.РУ