Електромобільність, як важливий фактор скорочення викидів CO2, набирає обертів. Однак чи економічно відправляти на великі відстані тягач з 40-тонним вантажем, який використовує виключно електроенергію з акумуляторів? З огляду на вагу АКБ, тривалий період їх заряджання та обмежений запас ходу, електричні силові агрегати – не найкращий вибір для великогабаритних вантажівок. Альтернативною може стати силовий агрегат Bosch на паливних елементах. Використання водню, як джерела енергії дозволяє зробити транспортування сировини та товарів безпечним для клімату. Bosch вже робить перший крок у цьому напрямку – розробляє паливні елементи для трансмісії, яка буде використовуватися в комерційному транспорті. Серійне виробництво планується до запуску у 2022-2023 роках. Застосування паливних комірок у трансмісіях Bosch для вантажних автомобілів прокладе шлях для інтеграції аналогічного рішення в легкових автомобілях. Це зробить паливні комірки невіддільною частиною трансмісій майбутнього.

7 причин, чому водневі паливні елементи є важливим фактором становлення мобільності

1. Кліматична нейтральність.
Усередині паливної комірки водень (H2) реагує з киснем (O2). Енергія, яка виділяється в результаті цієї реакції, перетворюється в електрику, що використовується для руху автомобіля. Виробництво цієї електроенергії з поновлюваних джерел робить трансмісію на паливних елементах повністю кліматично нейтральною. Якщо порівняти кількість викидів CO2, які утворюються в процесі виробництва, експлуатації та утилізації акумуляторних батарей, з водневими паливними елементами, останні залишать менший вуглецевий слід. Окрім водневого балона вантажівкам на паливних елементах потрібна лише невелика батарея для буферного зберігання енергії. Такий підхід значно знижує негативний вплив на навколишнє середовище.

«Переваги паливних елементів по-справжньому проявляють себе там, де електричні трансмісії залишають бажати кращого, - пояснює д-р Уве Гакстаттер, президент підрозділу Bosch Powertrain Solutions. - Це означає, що між паливними елементами та батареями немає конкуренції, натомість вони ідеально доповнюють один одного».

2. Потенціал застосування
Водень має високу енергетичну щільність. Один кілограм водню містить стільки ж енергії, скільки 3,3 літра дизельного пального. Наприклад, щоб подолати 100 кілометрів, легковому авто знадобиться близько 1 кг водню, а 40-тонній вантажівці – 7 кг. «Паливні елементи – краще рішення для транспортування великих вантажів на далекі відстані», – зазначає Гакстаттер. У рамках проєкту H2Haul, що фінансується ЄС, Bosch співпрацює з іншими компаніями задля створення і тестування невеликого парку вантажівок на паливних елементах. Окрім розв`язання питання мобільності, Bosch також працює над батареями паливних елементів на основі технології твердооксидних паливних елементів (SOFC) для стаціонарного застосування. Зокрема для невеликих електростанцій у містах, центрів обробки даних і пунктів заряджання електромобілів. Якщо мета Паризької кліматичної угоди з боротьби зі зміною клімату буде досягнута, водень знадобиться для роботи не лише легкових і комерційних автомобілів, але також поїздів, літаків і кораблів. Водень також планують використовувати енергетична й сталеливарна промисловості.

3. Ефективність
Ефективність використання паливних елементів доведена їх екологічністю та рентабельністю. Показник ефективності паливних комірок на чверть вищий, ніж в автомобілів з двигунами внутрішнього згоряння. А використання рекуперативного гальмування ще більше підвищує ефективність.

4. Вартість
Вартість зеленого водню значно знизиться після розширення виробничих потужностей та зниження ціни на електроенергію, отриману з відновлюваних джерел. Рада з водневих технологій - асоціація, до складу якої входить понад 90 міжнародних компаній, - очікує, що вартість застосування водню в деяких галузях стане вдвічі меншою в наступні десять років. Це зробить їх конкурентоспроможними в порівнянні з іншими технологіями. Наразі Bosch спільно зі стартапом Powercell ведуть розробку стека (ядра паливного елемента), щоб зробити його готовим до масового виробництва. Наша мета – отримати високопродуктивне рішення за низькою ціною. «У середньостроковій перспективі використання автомобіля з паливним елементом не буде дорожчим за використання транспортного засобу з традиційною трансмісією», - коментує Гакстаттер.

5. Інфраструктура
Наявна сьогодні мережа водневих заправних станцій не забезпечує повного покриття. Проте близько 180 водневих заправних станцій, що є в Європі, вистачає для ряду важливих транспортних маршрутів. У багатьох країнах компанії за підтримки державних субсидій об'єднують зусилля, щоб сприяти розширенню мережі таких заправок. У Німеччині важливість водню в декарбонізації економіки була визнана на державному рівні та закріплена в Національній водневій стратегії. Наприклад, спільне підприємство H2 Mobility побудує в Німеччині близько 100 загальнодоступних заправних станцій до кінця 2020 року. В Японії, Китаї та Південній Кореї також передбачені комплексні програми підтримки.

6. Безпека
Рівень безпеки використання газоподібного водню в транспортних засобах є таким само, як використання будь-якого іншого автомобільного пального або акумуляторів. Резервуари з воднем не становлять підвищеного ризику вибуху. Дійсно, при взаємодії з киснем H2 загоряється, а суміш цих двох речовин за умови неправильного співвідношення, є вибухонебезпечною. Але водень приблизно в 14 разів легший за повітря і тому надзвичайно летючий. Наприклад, будь-який H2, який виходить з бака транспортного засобу, підіймається швидше, ніж може реагувати з киснем навколишнього середовища. Під час випробування, яке проводили американські дослідники у 2003 році на автомобілі з паливними елементами, виник спалах, проте він швидко згас. Автомобіль залишився практично неушкодженим.

7. Питання часу
Виробництво водню – перевірений і технологічно простий процес. Це означає, що його можна швидко масштабувати для задоволення високого попиту. Крім того, паливні елементи сьогодні досягли необхідної технологічної зрілості для їх комерціалізації та широкого використання. На думку Ради з водневих технологій, воднева економіка може стати конкурентоспроможною в найближчі десять років за умови наявності достатніх інвестицій і політичної волі. «Настав час водню», - підсумовує Гакстаттер.