Водородные поезда, пароходы и самолеты: футуристическое будущее, ставшее реальностью
Япония, Южная Корея, США, Германия… Совсем скоро к этому списку стран с водородным транспортом присоединится и Украина, а еще скорее – станет экспортером “зеленого” водорода для Европы. Уже в ближайшие годы европейский транспорт будет ездить на нашем экологичном топливе.
Следующая остановка – водород
Страны ЕС хотят достичь нулевого углеродного следа и делают ставку на экологичность. Поэтому все большую популярность приобретает водород. Спрос на него к 2050 году вырастет в Европе в восемь раз – до 2,5 тыс. ТВт-ч. Для сравнения: сегодня европейская энергосистема производит 3-3,2 тыс. ТВт-ч электроэнергии. Дополнительные водородные тераватты будут использоваться для замещения традиционного топлива на транспорте.
После Второй мировой войны паровая тяга на железных дорогах уступила место более эффективным тепловозам. Они работали быстрее и дольше, были более просты в обслуживании и обеспечили послевоенное восстановление экономики в Европе и Северной Америке. Сейчас, в XXI веке, железная дорога трансформируется, чтобы уменьшить влияние человека на изменение климата. В качестве альтернативного топлива железнодорожные компании начинают активно использовать водород.
Первый в мире серийный пассажирский поезд Coradia iLint, работающий на водородном топливном элементе, был произведен компанией в 2016 году. Коммерческая эксплуатация началась через два года в ФРГ. Этот поезд с нулевым уровнем выбросов движется почти бесшумно на максимальной скорости 140 км/ч и преодолевает 600-800 км на одном полном баке.
В ближайшие два года Германия закупит еще 41 водородный поезд на замену менее экологичным дизелям. Для дозаправки водородом будут использовать мобильные и стационарные заправочные станции. Успешные испытания водородных поездов также прошли в Австрии, Нидерландах и Швеции. Италия уже заказала 14 поездов на водороде.
HydroFLEX – первый поезд с водородным двигателем в Великобритании. Он был разработан путем установки водородного блока в модель пассажирского электропоезда, которая используется на железной дороге страны с 1987 года. В настоящее время британская железнодорожная сеть обслуживает дизельные и электрические поезда. Великобритания хочет полностью декарбонизировать железнодорожную сеть благодаря полной замене дизельных поездов на водородные к 2040 году.
Кроме того, водородные поезда – альтернатива дизельному топливу на неэлектрифицированных участках британской железной дороги, расположенных в отдаленных районах страны. Поезда курсируют по таким маршрутам лишь несколько раз в день. Поэтому затраты на электрификацию этих участков значительно превышают смету на закупку поездов на водороде. Во Франции, кстати, тоже курсирует более 1 200 поездов на дизельном топливе. Французы планируют заменить их водородными в течение следующих 10 лет. Мотивация такая же – отсутствие выбросов, низкий уровень шума и тот факт, что это значительно дешевле, чем тянуть электричество в отдаленные регионы.
На Укрзализныце ситуация очень похожа: длина железнодорожных путей составляет почти 20 тыс. км, из них электрифицированы не более половины. Парк дизелей – 1,9 тыс. единиц, электровозов чуть меньше – 1,6 тыс. Это готовая площадка для энергетической трансформации и вместительный рынок сбыта для отечественных производителей водородного топлива.
Водород на море и в небе
Суда, работающие на водороде, вскоре внесут существенный вклад в глобальное сокращение выбросов от судоходства. Ведь члены влиятельной Международной морской организации обязались снизить их по меньшей мере на 50% к 2050 году. Кроме того, благодаря водородному топливу значительно улучшится качество воздуха в портах и припортовых городах.
Пока что в судоходной отрасли массово используется мазут. Это не только выбросы, но еще и опасность утечки этого вида горючего. Например, зимой 2021 года произошла крупнейшая экологическая катастрофа в Израиле: из-за шторма на берег выбросило десятки тонн мазута. Понадобятся годы, чтобы нивелировать последствия этого бедствия.
Водород в этом смысле абсолютно безопасен. Кроме того, недавнее исследование Международного совета по экологически чистому транспорту (ICCT) свидетельствует, что водород может использоваться для 99% контейнеровозов, пересекающих Тихий океан. А это, отмечу, один из самых загруженных судоходных путей в мире. При переходе на водород половина контейнеровозов потребует незначительного увеличения размеров топливного отсека (или дополнительного захода в порт для заправки). Вторая половина контейнеровозов может перейти на водород и без столь незначительных изменений.
Большинство представителей судоходной отрасли признают потенциал водорода и совместными усилиями прокладывают путь к коммерческому внедрению новой технологии. К примеру, международный консорциум из 26 компаний и ассоциаций объединился в рамках совместного проекта MarHySafe, который направлен на создание базы знаний по использованию водородного топлива в судоходстве. Минувшим летом MarHySafe опубликовал справочник судов, которые будут работать на водороде. Это дорожная карта, подробно описывающая, как ориентироваться в сложных требованиях к проектированию и строительству такого транспорта, а также освещает наиболее важные аспекты работы с водородом.
Вслед за формированием теоретической базы лидеры рынка морских перевозок начали работать над практикой. К примеру, под руководством глобальной судоходной компании Wilhelmsen идет реализация проекта по строительству судна с нулевым уровнем выбросов, работающего на “зеленом” водороде. Вспомним и о французском проекте Flagships. В его пределах готовится запуск грузового судна на водороде, которое будет перевозить товары на поддонах и контейнерах по реке Сена.
Кстати, и в Украине, благодаря усилиям ряда аграрных и металлургических предприятий, значительно увеличивается объем грузовых перевозок речным транспортом. Такой вид транспортировки более выгоден, если сравнивать со стоимостью доставки автотранспортом или по железной дороге. Следовательно, речные перевозки – еще один мощный рынок сбыта под будущие объемы производства “зеленого” водорода.
И несколько слов о водородных самолетах. В 2020 году Airbus объявил, что коммерческие водородные самолеты могут быть введены в эксплуатацию до 2035 года. В компании подчеркивают, что решающую роль будет иметь создание соответствующей водородной инфраструктуры. Речь о совместных усилиях со стороны поставщиков водорода, аэропортов и авиационной отрасли в целом. Первые шаги уже сделаны. Так, международный оператор аэропорта Парижа объединился с Airbus, авиакомпанией Air France-KLM и местными властями для создания уникальной экосистемы, которая превратит парижские аэропорты в так называемые водородные хабы. Формирование спроса начнется с использования водорода для грузовиков, логистики, наземного обслуживания.
Похожим путем идет и Украинский водородный совет. Сертифицировав первые водородные автомобили в Украине, мы фактически решили chicken-and-egg problem. Почему в Украине не строили водородные заправки? Потому что не было водородных машин. А не было их потому, что не строились заправки. Мы создали основу для дальнейшего развития инфраструктуры для всего водородного транспорта в Украине – речь идет не только об автомобилях, но и о самолетах, судах и поездах.
Реализация этих амбициозных целей невозможна без расширения использования возобновляемых источников энергии. Развитие производства “зеленого” водорода должно стать одним из главных векторов на пути к полной декарбонизации украинской экономики. Тем более что страны Европейского Союза, и в первую очередь наши немецкие партнеры, видят Украину как основного экспортера “зеленого” водорода. Потенциал для этого есть. У нас есть шесть областей с источниками возобновляемой энергии, которых достаточно для полного обеспечения водородом потребностей стран Европы и спроса на внутреннем рынке. И поможет нам в этом водород.
Кроме того, есть ГТС, с помощью которой уже сейчас можно транспортировать смесь природного газа и водорода европейским пользователям. Понимая возможности Украины, поддержать водородное развитие нашей страны обещают и Европа, и международные и отечественные инвесторы.
исполнительный директор "Украинского института будущего"
