– 15 декабря в Японии стартуют продажи Toyota Mirai – первого в мире серийного автомобиля на водородном топливе. Я почему-то вспомнил детский фильм 70-х: пионер Петька «изобрел» двигатель на воде – она расщеплялась на кислород и водород, который использовался как горючее. Взрослые тут же подсчитали, что это нереально дорого.
– Фильм не смотрел, но если говорить об использовании водородного топлива на автотранспорте, то на сегодняшний день не предполагается использовать водород как «горючее». И конечно, заливать воду в бак и использовать ее как топливо никогда не получится. Дело в том, что автомобиль, работающий на водороде, имеет не двигатель внутреннего сгорания, а энергоустановку на базе топливных элементов (ТЭ). В ней химическая энергия топлива, в нашем случае водорода, сразу преобразуется в электрическую энергию, минуя процесс горения, что обеспечивает высокую энергоэффективность и экологичность. Таким образом, речь по сути идет об электромобиле, водород рассматривается просто как средство хранения энергии – такое же, как аккумуляторная батарея. С ней в сегменте автотранспорта и конкурирует водородная установка. Плюс зарядка обычного аккумулятора электромобиля от сети – несколько часов, а закачка водорода в батарею – три минуты. При этом, действительно, сейчас энергоустановка на ТЭ для пользователя автомобиля обходится дороже, чем обычный двигатель. Но стоимость ее использования ежегодно снижается вследствие совершенствования конструкции и технологии производства. Рано или поздно она составит конкуренцию двигателю внутреннего сгорания.
– Каким образом получают топливный водород?
– Водород можно получать различными способами. В первую очередь, это реформинг тех же углеводородов и электролиз воды. В концепции так называемой водородной энергетики предполагается применять для получения водорода электролизные установки, в которых происходит разложение воды на водород и кислород. Такие установки будут работать от возобновляемых источников энергии (солнечные, ветряные, гидроэлектростанции), при этом компенсировать временную разницу в выработке и потреблении электроэнергии. Опять же, в этой схеме водород выступает средством аккумулирования энергии, которая в дальнейшем может «срабатываться» в топливных элементах.
– Получается, «водородные батареи» можно использовать во многих областях, помимо автотранспорта?
– Разумеется. Раньше водородные технологии применялись лишь в специализированных нишах: технологических процессах (электролиз, реформинг, мембранная очистка газов), в качестве топливных элементов для нужд космоса, морских судов, телекома и т.п. Сейчас добавилась еще одна ниша – беспилотные летательные аппараты. Также не стоит забывать, что стационарные энергоустановки на ТЭ могут применяться для энергоснабжения домостроений, офисов и прочих потребителей.
– Японцы анонсировали стоимость водородного топлива для своего автомобиля на 1 км пробега – $0,09. Это сопоставимо с ценой бензина, наверное, дороже газомоторного топлива. Вряд ли же для обычной энергетики водород будет эффективнее природного газа.
– Сейчас в США, Евросоюзе, Южной Корее действуют программы развития экономически эффективных энергетических систем на ТЭ для автотранспорта и жилья. Если мы заговорили про Японию, то там углеводороды дорогие. И в Японии на государственном уровне поддерживается развитие водородных технологий: уже сейчас по программе ENE-FARM, реализуемой под управлением NEDO (New Energy and Industrial Technology Development Organization), с 2011 года в частных домостроениях установлены около 40 тыс. водородных энергоустановок от Panasonic. Все эти установки имеют высокую энергоэффективность и экологичность производства электроэнергии. Да, сейчас покупка этих установок там субсидируется, но прогресс по снижению цены есть. Это однозначно перспективный рынок.
– Вы в «Сколково» этому направлению тоже уделяете внимание?
– За водородными технологиями большое будущее. Именно поэтому это один из инновационных приоритетов «Сколково». Примерно десяток стартапов нашего кластера заняты инновациями в этой отрасли. Например, компания «Меводена» разрабатывает композитные мембраны для получения водорода из углеводородного топлива. «Фотоводород» создает устройство для фотокаталитического выделения водорода. 18 ноября в Гиперклубе «Сколково» состоялся круглый стол по тематике «Водородные технологии: перспективы разработки и коммерциализации». На нем свои достижения представили и «Меводена», и другие резиденты, среди которых компания «Эй Ти Энерджи», занимающаяся разработкой батарей топливных элементов для беспилотных летательных аппаратов и систем бесперебойного питания. И кстати, сотрудник нашего кластера Илья Киселев даже защитил диссертацию, в которой показал экономическую эффективность энергоснабжения частного дома с помощью энергоустановки на ТЭ.
– Стоит ли ожидать, что водородные технологии произведут революцию в автомобилестроении?
– Займут ли водородные топливные элементы нишу автотранспорта, зависит исключительно от конкуренции между разработчиками ТЭ и аккумуляторных батарей. Возможно, появятся сверхлегкие и быстрозаряжаемые аккумуляторы. Но то, что водородные ТЭ не тупиковое, а самое что ни на есть перспективное направление энергетики, – уже очевидно.