Когда в Москве появится водородный общественный транспорт
Мир переходит на экотранспорт
Традиционные двигатели внутреннего сгорания (ДВС) уходят в прошлое. Так, Лондонская транспортная стратегия предусматривает превращение британской столицы в «безуглеродный город» к 2050 году и полное прекращение выбросов от общественного транспорта к 2037 году. Лондон взял на себя обязательство с 2025 года закупать только автобусы с нулевым уровнем выбросов.
Быстрее надеются решить проблему в Париже. Власти французской столицы планируют закупить более 800 электрических автобусов в ближайшие годы. Первые 150 штук будут закуплены к 2022 году. План Парижа — к 2025 году все автобусы должны быть на 100% «чистыми», используя как электричество, так и биотопливо.
Стокгольм, Осло, Барселона, Милан — сейчас все ведущие европейские города ведут работу в этом направлении.
Москва о планах развивать экологичный транспорт заявила в 2017 году — мэр Сергей Собянин подписал постановление, согласно которому российская столица с 2021 года будет покупать только электробусы для своих нужд (автобусы с ДВС могут приобретаться лишь для мобилизационных нужд и до момента запуска в серийное производство электробусов особо большой вместимости).
С учетом планов по вводу электробусов в России и других странах к 2040 году их количество превысит 1,3 млн во всем мире и составит более 50% от общего мирового автобусного парка.
Крупные мировые автопроизводители также поддерживают развитие «зеленого» транспорта и анонсируют прекращение производства автомобилей с ДВС: Nissan (для китайского рынка) и Jaguar — к 2025 году, Bentley, Volvo, Ford — к 2030-му, General Motors и Volkswagen — к 2035 году, Audi и Mercedes — в течение ближайших 20 лет.
Мировой парк легковых электромобилей растет ежегодно с высокой скоростью, что означает мировое признание и удобство эксплуатации такого вида транспорта. В России, по данным аналитического агентства «Автостат», на январь 2021 года количество электромобилей превысило 12 тыс. единиц, что в два раза больше, чем в январе 2020 года.
Хорошо известно, почему важно сокращение объемов выброса углекислого газа. Сам по себе он не вреден для окружающей среды (наоборот, он необходим растениям для синтеза кислорода), но когда CO2 становится в атмосфере слишком много, он начинает играть роль тепловой изоляции для планеты, что приводит к изменению климата. По данным исследователей, из-за этого исчезают целые виды популяций животных, земли становятся непригодны к проживанию, а количество природных катастроф растет с каждым годом. Прогнозируется, что к 2100 году ситуация может стать непоправимой, если не принимать меры по сокращению выбросов СО2. В это время на планете будут жить наши дети и внуки, но действовать нужно нам с вами.
Именно поэтому самое ближайшее будущее транспорта — за энергоэффективными технологиями: электрическими двигателями и водородными топливными элементами, которые во время работы не загрязняют окружающую среду.
Москва начала с электробусов
С 2019 года Россия принимает условия Парижского соглашения по климату, в том числе в отношении ограничения выбросов парниковых газов. В соответствии с соглашением к 2030 году выбросы должны составлять не более 70% от уровня 1990 года. Энергетическая стратегия России предполагает снижение удельного расхода топлива на транспорте на 13–15% к 2035 году — в частности, за счет использования возобновляемых источников энергии и альтернативных видов топлива, например водорода.
Более двух лет назад власти российской столицы начали менять дизельные автобусы на автобусы с электроприводом. Сейчас в Москве их 600, или почти 10% от парка наземного транспорта, и она в лидерах среди городов Европы по этому показателю. Уже в этом году эта доля станет еще выше — планируется закупка 400 электробусов. В планах на 2022 год — еще 420 машин. А к концу 2023 года в Москве будут работать более 2200 электробусов.
Только за 2020 год объем выбросов углекислого газа автобусным парком Москвы сократился на 400 т.
Следующим шагом в развитии энергоэффективного и экологически чистого транспорта является применение водородных топливных элементов для получения электроэнергии непосредственно на самом автобусе, где основным топливом является водород, а потребность в зарядных станциях отпадает.
Автомобильный транспорт на водороде уже внедряют в тестовом режиме в ряде азиатских и европейских стран. В мире более 500 водородных заправочных станций, из которых около 30% предназначены для заправки только водородных автобусов, и перспектива повсеместного внедрения водородного транспорта может иметь горизонт до 30 лет, который в целом можно отнести и к срокам внедрения водородных автобусов в Москве.
Эффективность водородного транспорта
Когда городу стала интересна эта технология, мы обратились к коллегам из ФГУП «НАМИ» за оценкой показателей водородного транспорта.
Мы провели анализ энергоэффективности городских автобусов, работающих на разных видах топлива: дизельном, природном газе, водороде и электроэнергии. Исследование показало, что электрические и водородные энергетические установки позволяют снизить выбросы СО2 в десять и более раз на этапе эксплуатации.
Но этап эксплуатации — это лишь часть полного жизненного цикла транспорта. Помимо этапа сборки сюда входят производство топливных элементов для него, транспортировка топлива и последующая утилизация.
При этом важно учитывать, что сейчас используются четыре основных способа получения водорода:
- «зеленый» водород, полученный электролизом, при этом электроэнергия получена на ветряной электростанции;
- «голубой» водород получают из природного газа с последующим преобразованием CO2 в углерод по технологии CCS (Carbon Capture and Sequestration);
- «серый» водород, полученный из природного газа путем конверсии метана на крупнотоннажном производстве;
- «бурый» водород, полученный из угля.
Только «зеленый» и «голубой» водород обеспечивает снижение выбросов СО2 на 88–90% в полном жизненном цикле.
Заправка водородом способна обеспечить необходимый пробег и может проводиться раз в сутки, при этом аккумуляторная батарея становится существенно меньше в размерах, но остается нужна как буфер для электроэнергии, потребление которой во время движения неравномерно.
Стоит отметить, что получение электроэнергии с помощью топливного элемента на водороде сопровождается только выделением водяного пара и тепла, которое в зимнее время может быть эффективно использовано для отопления салона автобуса. В России уже имеются предприятия, у которых есть опыт производства водорода (пока что «серого» и «бурого»), его хранения и транспортировки, но открытым остается вопрос развития заправочной инфраструктуры для транспорта на водороде.
Кроме того, использование водорода требует ответственного обращения — водородные автобусы и вся инфраструктура должны пройти тестирование, сертификацию и соответствовать самым высоким требованиям безопасности.
Поэтому Москва будет готова тестировать водородные автобусы, когда появится на 100% безопасный образец, в том числе зарядного устройства.
Мы продолжим развивать электробусы в Москве и готовы к тестированию водородного транспорта — теперь дело за российской автопромышленностью.
Безусловно, для полноценного запуска водородного транспорта потребуется создать зарядную инфраструктуру в соответствии с градостроительным кодексом и согласовать ее с Ростехнадзором. Но уже через один-два года будет вполне реально выпустить первый водородный автобус на улицы Москвы.
Резюмируя, могу сказать, что наш опыт и опыт ведущих мировых стран показывает — будущее за электрифицированным транспортом, который с помощью различных современных технологий становится отличной заменой автомобилям с ДВС как по экологическим, так и по эксплуатационным показателям.