Легковой транспорт довольно безапелляционно переводится на электротягу в сочетании с литиевыми аккумуляторами, но представители грузовой отрасли подчёркивают, что в их сегменте рынка находится место для машин на водородных топливных элементах. Они имеют меньшую массу, обеспечивают больший запас хода и быстрее его восполняют.

Источник изображения: Daimler Truck

В интервью Reuters генеральный директор компании Daimler Truck Мартин Даум (Martin Daum) заявил: «Факт заключается в том, что нам нужны как аккумуляторные электромобили, так и водород. Количество электроэнергии, требуемое аккумуляторными электромобилями, настолько велико, что нагрузка на сети будет слишком высокой для их обеспечения питанием». По словам Даума, Daimler Truck в ближайшие десять лет потратит 15 млрд евро на разработку топливных ячеек.

Представитель крупной сети супермаркетов Asda в Великобритании, которая располагает парком из 1000 дизельных грузовиков, пояснил, что машины на водородных топливных ячейках не требуют длительного времени на заправку и предлагают больший запас хода. Если бы компании пришлось использовать исключительно аккумуляторные грузовики, то их число пришлось бы заметно увеличить с учётом необходимости постоянно заряжать часть автопарка.

Имеется в подобных планах и определённая проблема с неразвитостью сети водородных заправочных станций, но в этом отношении участники рынка предпочитают полагаться на государственные субсидии. Компания Symbio, выпускающая водородные топливные ячейки, рассчитывает, что к 2030 году ежегодно будет продаваться по 2 млн машин с этим типом силовых установок. Этот производитель претендует на 10 % соответствующего рынка.

Другим примером могут служить расчёты итальянской транспортной компании Fulvi Transporti, которая располагает парком из 60 дизельных магистральных тягачей, способных за четыре дня проезжать по 2000 км без дозаправки. Если бы компании пришлось перейти на аккумуляторные грузовики, то полезная нагрузка сократилась бы на 15 %, а заряжать машину пришлось бы каждый день. Пришлось бы увеличить количество используемых грузовиков как минимум на 10 %, поскольку часть машин постоянно простаивала бы. В случае с рефрижераторной техникой пришлось бы тратить часть заряда на охлаждение груза.

General Motors и Toyota разрабатывают грузовую технику на водородных топливных ячейках, а руководство Honda Motor считает, что данный тип силовых установок в легковом сегменте не особо востребован. При поддержке властей Великобритании Toyota намеревается построить к лету этого года прототип пикапа Hilux с водородными топливными элементами. Подобные пикапы собирается разработать при поддержке властей США и корпорация General Motors. Volkswagen для своего грузового подразделения Traton разрабатывать водородные топливные ячейки не собирается, но в случае необходимости готова полагаться на силовые установки сторонней разработки.

Крупнейший в мире производитель железнодорожного транспорта — китайская корпорация CRRC — представил свой первый пассажирский поезд на водородном топливе. Четырёхвагонный состав оказался самым быстрым в мире в своём роде. Он может развивать скорость до 160 км/ч, что на 20 км/ч опережает немецкий аналог компании Alstom.

Источник изображений: CRRC

Немцы начали работать над водородными поездами намного раньше китайцев, поэтому в прошлом году в Германии в эксплуатации было уже 14 четырёхвагонных поездов Coradia iLint на водородном топливе. Разработка оказалась удачной, и другие страны ЕС уже разместили заказы на десятки подобных составов. По всему маршруту движения поезд на водородном топливе выделяет в процессе работы силовой установки лишь чистую воду.

В то же время следует понимать, что в развитии водородного транспорта в любой стране главную роль играет инфраструктура. В этом отношении Китай опередил всех на планете. По данным аналитиков Information Trends, в мире сегодня чуть больше 1000 водородных заправочных станций и треть из них развёрнуты в Китае. С сохранением подобных темпов Китай обещает стать лидером в развёртывании транспортных маршрутов с использованием водорода в качестве топлива.

В чём китайская разработка уступает немецкой — это в запасе хода. Поезд компании Alstom способен на одной заправке преодолеть до 1000 км, а поезд CRRC — только до 600 км. При этом состав CRRC обладает рядом других преимуществ: он поддерживает связь 5G, способен двигаться на автопилоте, самостоятельно возвращаться в депо, пробуждаться, стартовать и делать остановки.

Компания ZeroAvia создала и подняла в воздух крупнейший на данный момент в мире водородно-электрический пассажирский самолёт Dornier 228. Вчера 19-местный двухмоторный самолёт, оснащённый прототипом водородно-электрической силовой установки, совершил 10-минутный полёт в Великобритании.

Источник изображения: ZeroAvia

Непродолжительный полёт из аэропорта Котсуолд стал частью проекта HyFlyer II — финансируемой государством программы, предусматривающей разработку малых пассажирских самолётов, более безопасных для окружающей среды, чем используемые сегодня модели. Силовая установка питается за счёт «сжатого газообразного водорода, вырабатывавшегося с помощью находившегося на борту электролизёра». Тестовая конфигурация включала два стека топливных ячеек и литийионные аккумуляторы, на время теста размещённые в салоне.

Впрочем, при коммерческом использовании предусматривается крепление источников питания снаружи фюзеляжа, чтобы обеспечить место для пассажиров. Кроме того, на правом крыле имелся стандартный турбированый двигатель Honeywell TPE-331 для создания дополнительной тяги при взлёте, а также обеспечения «страховки» на случай сбоев в работе экспериментальных систем.

В ZeroAvia заявляют, что намерены сертифицировать технологию уже в этом году, коммерческие рейсы планируется выполнять к 2025 году. Компания также работает над программой создания силовой установки на 2‒5 МВт, что позволит использовать технологию с лайнерами, рассчитанными на 90 пассажиров. Конечной целью является расширение использования технологии на узкофюзеляжные самолёты в следующем десятилетии. Такими, например, являются авиалайнеры серии Boeing 737.

Sitronics Group, являющаяся дочерним предприятием основанной Владимиром Евтушенковым АФК «Система», объявила о намерении начать производство электрических судов на водородном топливе. Инженеры компании ведут разработку электрохимического генератора на топливных элементах, который будет устанавливаться на уже выпускаемый Sitronics электрический катамаран.

Источник изображения: Emperium

По данным источника, испытания катамарана на водородном топливе пройдут в этом году. Отмечается, что использование водорода позволит в несколько раз увеличить дальность хода электрического судна. В Sitronics водород считают одним из перспективных видов топлива. По данным пресс-службы компании, вложения в разработку и переоснащение судна составят «несколько сотен миллионов рублей». Научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы проводятся за счёт инвестиций Sitronics. Разработку проводят специалисты Sitronics и Центра водородных технологий, который также планирует внедрять энергоустановки в горную технику, коммунальную технику и др.

Для продвижения водородных технологий на российском рынке АФК «Система» образовала активы на основе своих бизнес-компетенций и научных компетенций Российской академии наук. Проект по созданию водного водородного транспорта реализуется совместно с серийным производителем электрических судов Emperium, дочерним предприятием Sitronics. Используя собственную верфь в городе Отрадном Ленинградской области, Emperium создаёт несколько видов пассажирских судов речного и озёрного типов на электрической тяге.

Что касается катамарана на водороде, то предполагается, что он будет заправляться газом на причале. Процесс заправки будет занимать 5–10 минут, после чего катамаран сможет работать до 20 часов. При разработке катамарана на водородном топливе специалисты компании ориентируются на лучшие мировые образцы, а также используют наработки, накопленные в советское время при создании подводной лодки «Катран». Опытный образец компания представит потенциальным заказчикам, среди которых могут быть как коммерческие предприятия, госкомпании, так и иностранцы. В Emperium сообщили об интересе к своим судам о стороны представителей азиатских и арабских стран.

В октябре этого года Федеральный суд присяжных в Манхэттене признал основателя компании Nikola Motor Тревора Милтона (Trevor Milton) виновным в одном случае махинации с ценными бумагами и двух случаях мошенничества с использованием электронных средств. Теперь обвиняемый просит судью пересмотреть дело, поскольку утверждает, что одна из присяжных ввела суд в заблуждение относительно своего пользования социальными сетями.

Источник изображения: Nikola Motor

Как отмечается в заявлении Тревора Милтона, во время судебного заседания одна из присяжных утверждала, что не пользуется социальными сетями и получает новости исключительно через просмотр YouTube, но записи в социальных сетях, предположительно принадлежащие присяжной, свидетельствуют о наличии у неё множества каналов получения информации и предвзятого отношения к состоятельным людям. По крайней мере, в одном из постов присяжная призывает ввести дополнительное налогообложение для миллиардеров, сравнивая их доходы с минимальным размером оплаты труда в США. Всё это позволяет усомниться в объективности присяжной, что могло повлиять на исход судебного заседания в октябре.

Представители Тревора Милтона настаивают на проведении нового судебного заседания, а если судья откажется от этого, то следует хотя бы провести слушания и допросить присяжную на предмет предоставления суду недостоверных сведений о своей активности в социальных сетях. Одновременно Милтон просит снять с него обвинения по поводу мошенничества с использованием электронных средств, которое якобы было направлено на введение инвесторов в заблуждение. По мнению обвиняемого, сторона обвинения так и не доказала его вину.

Напомним, что Тревор Милтон стал фигурантом уголовного дела и лишился поста руководителя Nikola Motor после того, как активисты доказали, что он вводил инвесторов в заблуждение по поводу положения дел с разработкой электрических грузовиков. В частности, способный лишь катиться с горы грузовик выдавался в видеоролике за полноценный ходовой макет, а упоминание о существовании образца электрического пикапа Badger вообще было ложью. Дезинформировал Милтон инвесторов и относительно способности Nikola выпускать водород для топливных элементов по цене $4 за килограмм, что в четыре раза ниже среднерыночной цены. По совокупности обвинений основателю компании грозит до 25 лет тюрьмы.

Компания Nikola готовится выпускать как аккумуляторные электрические грузовики, так и машины на водородных топливных элементах. В последнем случае она уже заявила о готовности продать 75 грузовиков с такой силовой установкой компании Plug Power, которая занимается разработкой технологии изготовления водородных топливных ячеек. В свою очередь, Plug Power будет использовать грузовики Nikola для перевозки цистерн с сжиженным водородом по территории Северной Америки. Партнёры также построят в Аризоне топливный хаб, позволяющий ежедневно выпускать по 30 тонн водорода. Со временем производительность предприятия будет увеличена до 150 тонн водорода в день. Из других источников Power Plug будет снабжать Nikola Motor примерно 125 тоннами водорода в день, и сотрудничество будет расширяться. Автопроизводитель рассчитывает, что федеральные субсидии позволят ему со следующего года уменьшить стоимость своих электрических грузовиков и водородного топлива. К 2026 году Nikola собирается построить до 60 водородных заправочных станций и поставлять не менее 300 тонн топлива этого типа ежедневно.

В позапрошлом году в должность генерального директора Nikola Motor вступил Марк Расселл (Mark Russell), у которого были противоречия с основателем компании Тревором Милтоном, но это до сих пор не мешает им владеть 8 % акций автопроизводителя через компанию, находящуюся в совместной собственности. В ноябре стало известно, что Расселл покинет пост руководителя Nikola на два месяца раньше запланированного изначально срока. Его преемником станет ветеран отрасли Майкл Лохшеллер (Michael Lohscheller), который работал в General Motors и Volkswagen. Рассел сохранит за собой место в совете директоров Nikola Motor, но с середины сентября этого года он продал более трети принадлежащих ему акций компании на сумму более $17 млн.

Являясь крупнейшим автопроизводителем в мире, корпорация Toyota Motor до сих пор шла своим путём в части миграции на альтернативные энергоносители. Даже серьёзно продвинувшись в использовании водородных топливных ячеек, японский автогигант не забрасывает идею превращения водорода в топливо для ДВС с минимальными переделками. Очередной прототип позволяет ездить на водороде, сохраняя место в салоне для пятерых человек.

Источник изображения: CNET, Toyota

Как поясняет CNET, компания Toyota продемонстрировала прототип кроссовера Corolla Cross Hydrogen Concept, который оснащён модифицированным под работу на водороде двигателем внутреннего сгорания. Ранее компания уже испытывала на гоночном треке версию спортивного хэтчбека Yaris с силовой установкой такого типа, но тогда её элементы занимали не только багажник, но и пространство сидений второго ряда. В случае с кроссовером Corolla Cross в салоне машины остаётся достаточно места для пятерых человек. В качестве основы силовой установки используется турбированный ДВС объёмом 1,6 литра от GR Corolla.

Источник изображения: CNET, Toyota

Известно и о совместных экспериментах Toyota с компанией Yamaha по созданию двигателей внутреннего сгорания большого объёма, способных работать на водороде. По мнению руководства японского автогиганта, использование водорода в сочетании с ДВС способствует достижению экологических целей без серьёзных потрясений для отрасли по производству таких силовых установок. Как отмечается, сейчас Toyota находится примерно на 40 % пути к выпуску серийной версии машины с таким типом двигателя, а в случае с прототипом Corolla Cross Hydrogen Concept испытания в условиях зимы должны начаться на севере Японии уже в этом году.

При всех достоинствах электромобилей и машин на водородных ячейках и те и другие имеют проблемы с восполнением запаса хода. Обойти сразу все барьеры и не создать новых решили в марокканской компании NamX, попросив о помощи итальянскую Pininfarina. Инженеры предложили концепцию внедорожника на водородных картриджах — таким машинам не нужны будут заправки, достаточно будет заказать картриджи и самостоятельно их заменить.

Источник изображений: NamX

Дизайн машины изначально строится на системе сменных картриджей, которые помещаются в задней части автомобиля под прозрачные и красиво подсвеченные колпаки. Всего предусмотрено шесть посадочных мест для картриджей, каждый из которых обеспечивает запас хода до 150 км. Все вместе они позволят проехать более 800 км. В принципе, можно заказать доставку картриджей по маршруту движения и по пути менять их. Очевидно, это поможет при перемещении по местности, где водородные заправки скоро не появятся или вообще не появятся в обозримом будущем.

Ожидается, что в базовой конфигурации стоимость автомобиля на водородных картриджах дизайна Pininfarina составит около $68 200. Заднеприводный силовой агрегат мощностью 300 л.с. позволит двигаться со скоростью не выше 200 км/ч. С места до 100 км/ч машина будет разгоняться за 6,5 с, что уступит возможностям чистых электрокаров. Лучше динамика будет у версии GTH с приводом мощностью 500 л.с. Она будет разгоняться до 100 км/ч за 4,5 с и развивать скорость до 250 км/ч. Но и стоимость ощутимо возрастёт: до $99 600.

Разработчики концепции утверждают, что продажа автомобилей на сменных водородных картриджах начнётся с 2026 года. Компания NamX уже начала принимать предварительные заказы, хотя предстоит ещё много работы как дизайнерам, так и инженерам, чтобы концепция воплотилась в автомобиле из стали и пластика.

В компании Airbus заявили о намерении протестировать в полёте силовой агрегат мегаваттного уровня, работающий на жидком водороде, уже к 2026 году. А первый полномасштабный авиалайнер с подобной двигательной установкой с нулевым выбросом должен быть введён в эксплуатацию к 2035 году.

Источник изображения: Airbus

Передовые силовые агрегаты будут заключаться в большие капсулы, закреплённые под крыльями в тех местах, где обычно располагаются турбины лайнеров, каждая капсула будет иметь внутри ёмкость для водорода и криогенное охлаждающее оборудование для поддержания водорода в состоянии ниже температуры кипения (при -253 °C). Также каждая капсула будет иметь собственную топливную ячейку для преобразования жидкого водорода в электричество, которое будет питать электродвигатели.

Так разработчик сможет освободить место в фюзеляже для груза и пассажиров. Кроме того, сами капсулы предполагается сделать сменными для обслуживания и большего удобства в целом, по имеющимся данным, предусмотрена даже замена в воздухе.

Пока же речь идёт о разработке прототипа, чьи водородные ёмкости будут расположены внутри фюзеляжа полноразмерного авиалайнера A380, а капсула с водородными ячейками для выработки электричества и двигателем будет расположена вверху над хвостовым оперением. При этом в Airbus заявляют, что такая конструкция не должна негативно повлиять на аэродинамику лайнера.

Использование водородной ёмкости внутри негерметичной части корпуса позволит имитировать «внешнее» расположение капсул, позволит держать водородное топливо отдельно от кабины и, наконец, обеспечит экстренную вентиляцию в случае утечки топлива.

Прототип водородного авиадвигателя. Источник изображения: Airbus

Конечной целью является создание авиалайнера с нулевым выбросом углекислого газа, способным нести достаточно экобезопасного топлива, чтобы летать теми же линиями, что и классические самолёты. Пока системы с электродвигателями и аккумуляторами слишком тяжелы и громоздки, а варианты с газообразным водородом хранят слишком мало горючего. С другой стороны, жидкий водород обеспечивает достаточное количество энергии на заданный объём и открывает широчайшие перспективы для экобезопасной авиации.

Тем не менее, передовая технология должна быть очень тщательно протестирована — пока её элементы использовались в космических программах и не предназначались для Земли. Впрочем, именно у Airbus имеется достаточно опыта и ресурсов для её подготовки к коммерческому использованию.

Airbus рассчитывает ввести в эксплуатацию первый авиалайнер с нулевым выбросом к 2035 году. В компании заявляют, что тестовый вариант на водородном топливе будет готов к 2026 году для начала испытаний, а в Тулузе, компания совместно с ArianeGroup построит первую в мире «заправку» жидким водородом для экобезопасных лайнеров, которая, как ожидается, будет работоспособной уже к 2025 году.

Недавно наземное тестирование варианта водородных двигателей провела компания Rolls-Royce.

Концерн BMW Group сообщил о начале мелкосерийного производства водородной версии внедорожника iX5. Масштабные демонстрации и испытания машины на водородном топливе начнутся в следующем году, что поможет собрать исчерпывающий набор данных до начала массового производства таких автомобилей в 2025 году.

Источник изображений: BMW Group

Мелкосерийное производство iX5 Hydrogen осуществляется на экспериментальном заводе в Мюнхенском центре исследований и инноваций (FIZ). Этот первый для компании спортивно-активный автомобиль (SAV) с технологией водородных топливных элементов уже завершил программу испытаний в сложных условиях на этапе разработки, и в дальнейшем будет использоваться в качестве демонстратора технологии для локально безуглеродной мобильности в отдельных регионах с весны 2023 года.

«Топливные элементы не требуют критически важных сырьевых материалов, таких как кобальт, литий или никель, поэтому, инвестируя в этот тип системы привода, мы также укрепляем геополитическую устойчивость BMW Group. Наш испытательный парк BMW iX5 Hydrogen позволит нам получить новые ценные сведения, которые позволят нам представить клиентам привлекательный ассортимент продукции, когда водородная экономика станет повсеместной реальностью», — сказал ответственный за развитие концерна член правления BMW AG Франк Вебер (Frank Weber).

Водород в качестве топлива позволяет совершать автомобильные пробеги на большие дистанции и тратить на заправку считаные минуты, а не часы, как в случае электромобилей. К тому же зарядная инфраструктура пока недостаточно развита. Оставаясь экологически нейтральным, водородное топливо даёт множество преимуществ, что обеспечит ему свою впечатляющую нишу в мире безуглеродной экономики.

Кузова для сборки iX5 Hydrogen поставляются с американского завода BMW Group в Спартанбурге. В кузовном цехе экспериментального завода на автомобили устанавливается новый пол, позволяющий разместить два водородных бака в центральном тоннеле и под блоком задних сидений. Электрические системы 12 В и 400 В, высокопроизводительная батарея, электродвигатель и топливный элемент интегрируются на этапе сборки наряду со стандартными серийными деталями.

Электродвигатель расположен в районе задней оси вместе с батареей — это решение BMW eDrive пятого поколения, которое уже используется в электрических и гибридных моделях BMW. Системы топливных элементов с августа этого года производятся в собственном «водородном» центре BMW в Гархинге к северу от Мюнхена. Расположены топливные элементы под капотом.

Множество компонентов для iX5 Hydrogen производятся исключительно для машин с водородным двигателем. Некоторые изготавливаются методом 3D-печати в центре BMW Additive Manufacturing Campus. После сборки машины проходят обычный этап окраски и приёмки, а затем поступают в эксплуатацию.

После обкатки мелкосерийного производства iX5 Hydrogen концерн BMW Group совместно с Toyota планируют наладить масштабное производство автомобилей на топливных ячейках. Произойдёт это ориентировочно в 2025 году, но это уже другая история.

Компания Rolls-Royce при сотрудничестве с авиакомпанией easyJet впервые в мире провела наземный запуск современного авиадвигателя, работающего на водороде. Партнёры называют это важной вехой на пути к доказательству концепции, согласно которой водород может стать авиационным топливом будущего.

Источник изображения: easyJet

Модель использовала «зелёный», экобезопасный водород, выработанный с помощью ветряных и приливных электрогенераторов. Помимо прочего, эксперимент косвенно подтверждает верный выбор стратегии декарбонизации, избранной как Rolls-Royce, так и easyJet. Обе компании намерены доказать, что газ может безопасно и эффективно обеспечивать энергией гражданские авиадвигатели — уже планируется второй этап тестов, в долгосрочной перспективе планируются и лётные испытания.

Тест проводился в Великобритании с использованием модифицированного двигателя Rolls-Royce AE 2100-A, предназначенного для использования в самолётах для региональных авиаперевозок. «Зелёный» водород поставлялся Европейским центром морской энергетики (EMEC) и генерировался с использованием возобновляемой энергии на Оркнейских островах Великобритании.

По словам технического директора Rolls-Royce Грации Виттадини (Grazia Vittadini), «успех этого водородного теста стал захватывающей вехой. Только в июле мы объявили о нашем сотрудничестве с easyJet и уже совершили невероятный старт со знаковым достижением. Мы раздвигаем границы исследования возможностей углеродной нейтральности водорода, который сможет изменить будущее полётов».

В easyJet заявили о поддержке продолжения сотрудничества, поскольку водород обеспечивает большие возможности для ряда самолётов, включая модели, соответствующие размерам небольших самолётов, используемых easyJet. Эксперимент стал важным шагом на пути к достижению углеродной нейтральности к 2050 году. По результатам анализа наземного теста планируется серия дальнейших стендовых испытаний и, в результате — полномасштабный наземный тест двигателя Rolls-Royce Pearl 15.

Партнёрство организовано в рамках кампании Race to Zero, предусматривающей достижение нулевого углеродного выброса к 2050 году. Rolls-Royce активно участвует в развитии «зелёных» технологий. Только летом этого года компания заявила о намерении протестировать некоторые из своих двигателей, оптимизированные для водородного топлива, а также предложить водородные двигатели компании Airbus, которая уже работает с CFM International — совместным предприятием французской Safran и американской General Electric, тоже разрабатывающим двигатель для экспериментального авиалайнера.

Разработчик и производитель водородного суперкара XP-1 — компания Hyperion готовится к развёртыванию в США сети мобильных водородных заправок, дополнительно способных служить в качестве зарядных станций для электромобилей. При этом такие заправки довольно автономны — они не требуют подвоза водорода и добывают его электролизом непосредственно из воды.

Источник изображения: Hyperion

Согласно статистике, в США имеется 72 296 автозаправочных станций, а по данным компании GLP Autogas, водородных заправок в стране всего 107, включая частные. Если не учитывать Калифорнию и Гавайи, водородных заправок не останется вообще. Впрочем, ситуация всё равно лучше, чем, например, в Австралии, где на всю страну имеется три водородных заправочных станции. Даже в Японии и Южной Корее, продвигающих водородные топливные элементы, таких станций пока всего 166 и 34 соответственно.

Проект компании Hyperion может столкнуться с некоторыми трудностями. Одним из главных преимуществ электромобилей является возможность заряжать их дома или на работе, поэтому возвращение к заправкам вряд ли вызовет восторг потенциальных клиентов. Тем не менее не исключено, что водородному автопрому в мировой истории придётся уделить больше внимания, чем ожидается — пока в мире элементарно не производится достаточно лития, чтобы обеспечить всё население мира аккумуляторами в ближайшие десятилетия.

Источник изображения: Hyperion

Впрочем, решение Hyperion, разработавшей водородный гиперкар с запасом хода 1600 км, довольно эффективно и не полагается на традиционные цепочки поставок водорода. Заправки будут производить водород из воды там, где есть её источники и электричество. Хотя заправки будут оснащаться солнечными элементами питания, этого вряд ли будет достаточно для производства газа в значимых количествах для массовой заправки машин, поэтому, вероятно, размещать их будут в зоне доступа к обычной электроэнергии.

Станции предусматривают самообслуживание. Более того, такие заправки могут служить и для зарядки обычных электромобилей, позволяя заряжать машины на электрической тяге до 80 % за 20 минут. На заправку водородом будет уходить около 5 минут.