Топливо будущего?

Использование водородного топлива в транспортных средствах

В докладе организации OGCI («Инициатива по климату в нефтегазовой отрасли», международная отраслевая организация, в которую входят 12 крупнейших компаний нефтегазовой отрасли) «Пути использования водорода в транспортной отрасли», опубликованном в марте 2025 г., приводится углубленный анализ возможностей применения водорода и препятствий на пути к решению данной задачи.

Преимущества и проблемы

Водород можно использовать непосредственно в топливных элементах или в качестве компонента синтетического топлива. OGCI подчеркивает большой потенциал водорода для сокращения вредных выбросов, особенно в секторах, которые трудно электрифицировать, таких как дальние перевозки тяжелыми грузовиками, в авиации и морском транспорте. К тому же недавно были приняты международные законы в поддержку разработки и использования водородных двигателей внутреннего сгорания (аббревиатура: H2-ICE), и еще водород используется в топливных элементах электромобилей (аббревиатура: FCEV) – все это повышает значение водорода в деле создания экологичного транспорта без вредных выбросов. Автомобили на водородном топливе по сравнению с электромобилями на аккумуляторах обладают такими преимуществами, как более быстрая зарядка (пополнение запаса энергии) и больший запас хода, что делает их привлекательными для логистических компаний и для использования в общественном транспорте.

Однако увеличение объемов производства низкоуглеродного водорода (т.е. водорода, при производстве которого достигается снижение выбросов парниковых газов по сравнению с производством водорода из ископаемых ресурсов) и обеспечение его бесперебойных поставок всё еще остаются большими проблемами.

Водородные хабы

Успех водородной экономики во многом зависит от развития инфраструктуры. OGCI подчеркивает важность для оптимизации цепочек поставок так называемых водородных хабов – комплексов объектов по производству, складированию и распределению водорода. Хабы подразделяются на экспортные, импортные, суперхабы и региональные. Например, Япония и Южная Корея с ограниченным внутренним производством водорода отдают приоритет импортным хабам, в то время как Австралия и Саудовская Аравия стремятся стать крупными экспортерами.

В отчете описываются два проекта водородных хабов: Ulsan в Южной Корее и Heartland Hydrogen Hub в США. Ulsan переходит с серого водорода (водород, который производят из ископаемого топлива, например, из природного газа, путем паровой конверсии метана) на низкоуглеродный водород с использованием технологии крекинга аммиака. Между тем Heartland Hub фокусируется на региональном производстве низкоуглеродного водорода, используя энергию ветра и риформинг метана (процесс, при котором метан превращается в синтезгаз, состоящий из углекислого газа и водорода) с улавливанием углерода.

Создание водородных хабов необходимо для решения проблемы отсутствия налаженных цепочек поставок и увеличения объемов поставок водорода. Это может ускорить практическое внедрение использования водорода в транспорте.

Экономика получения и доставки водорода

Примечательно, что в 2024 г. только 4% глобальных водородных проектов достигли стадии окончательного инвестиционного решения, что подчеркивает значительный разрыв между амбициозными планами и их реализацией. Высокая стоимость остается серьезным препятствием для использования водорода, особенно зеленого водорода, производимого путем электролиза с использованием энергии из возобновляемых источников. Хотя это наиболее экологичный вариант, он остается дорогостоящим по сравнению с альтернативными способами получения водорода с использованием энергии из ископаемого топлива. В докладе выражается надежда, что совершенствование технологий и увеличение объ­емов производства со временем приведут к снижению стоимости водорода.

В докладе OGCI сравниваются формы поставки водорода – в сжатом, сжиженном виде или по трубам. Сжатый водород наиболее экономически эффективен для поставок на короткие расстояния, в то время как жидкий водород лучше подходит для перевозок на дальние расстояния. Транспортировка водорода по трубопроводам является самым дешевым способом для крупномасштабных поставок, но строительство трубопроводной инфраструктуры требует больших начальных инвестиций.

Преодоление общественного скептицизма

Несмотря на многолетний опыт безопасного использования водорода в промышленности и активную рекламу доказательств безопасности использования водорода производителями автотранспортных средств на водородных элементах, общественное мнение по отношению к применению водорода в транспортных средствах настроено скептически из-за его пожаро- и взрывоопасности. В докладе OGCI утверждается, что можно изменить мнение общественности только путем длительной практической демонстрации безопасного использования водорода. Решающее значение для этого имеют совершенствование технологий хранения водорода, безусловное соблюдение строгих мер безопасности на станциях заправки водорода и других норм законодательства, которые должны быть проработаны максимально конкретно и точно.

Правительства и частные заинтересованные стороны должны сотрудничать в деле совершенствования мер безопасности и укрепления общественного доверия к использованию водорода.

Политика и государственная поддержка

Правительства по всему миру поддерживают развитие водородной энергетики посредством финансирования и политических мер. Европейский союз поставил перед индустрией амбициозные цели по расширению использования водорода в транспортных средствах, включая создание инфраструктуры водородных заправок в масштабах всего континента. В США закон о снижении инфляции предусматривает налоговые льготы для производства водорода и внедрения водородных транспортных средств. В Азии Япония и Южная Корея вкладывают значительные средства в развитие водородных автотранспортных средств и инфраструктуры для их эксплуатации. Китай расширяет свои сети водородных автобусов и грузовиков. Такая государственная поддержка имеет решающее значение для расширения использования водорода в транспортных средствах.

Промышленное и коммерческое применение

Помимо легковых автомобилей, использование водорода набирает популярность в промышленном и коммерческом транспорте, где его более высокая плотность энергии и возможности быстрой заправки транспортных средств обеспечивают явные преимущества по сравнению с электромобилями с аккумуляторными батареями. В настоящее время активно проводятся испытания по использованию водорода в качестве топлива для автобусов, грузовиков и поездов. Также изучается возможность применения водородного топлива для авиационного и морского транспорта. Например, крупная европейская аэрокосмическая компания Airbus планирует к 2035 г. разработать самолеты на водородном топливе, а судоходные компании испытывают суда на водородном топливе.

Расширение использования водорода в этих отраслях будет зависеть от того, будут ли достигнуты успехи в совершенствовании технологий водородных топливных элементов, и от размеров инвестиций в развитие инфраструктуры водородного транспорта.

Будущее – в водородном топливе?

Доклад OGCI рисует осторожно-оптимистичную картину будущего применения водородного топлива в транспорте. Хотя в деле использования водородного топлива пока еще остаются значительные проблемы, главные из которых высокая стоимость и неразвитая заправочная инфраструктура, водород уже сейчас является реальным дополнением или альтернативой электроэнергии в тех случаях, когда использование аккумуляторных батарей в транспортных средствах по каким-то причинам затруднено.

Эксперты считают, что следующее десятилетие будет решающим в решении вопроса использования водородного топлива. Если усилия производителей транспортных средств и правительств по расширению производства водорода и инфраструктуры водородных заправок будут успешными, водород может стать одним из ведущих средств в создании экологичного транспорта без вредных выбросов в атмо­сферу.