Време е да хвърлим втори поглед към друг устойчив източник на гориво.
През 2021 г. Конгресът одобри план от 7,5 милиарда долара под администрацията на Байдън за изграждане на хиляди нови станции за зареждане на електрически превозни средства в цялата страна. Реално обаче са построени по-малко от 10 станции.
През трите години след приемането на законопроекта ентусиазмът за електрически превозни средства (EV) значително намаля. Няколко държави започнаха да отменят плановете за забрана на двигателите с вътрешно горене (ICE), някои собственици на EV се връщат към бензинови автомобили, а големи автомобилни производители като General Motors и Ford пренасочват повече ресурси към хибриди и plug-in хибриди.
Въпреки тази промяна, газовите двигатели продължават да отделят вредни замърсители със затоплянето на Земята. Националната администрация за океаните и атмосферата (NOAA) прогнозира, че има 60% шанс 2024 г. да бъде най-топлата година в историята и 100% шанс тя да се нареди сред петте най-топли години.
И така, накъде да отидем от тук нататък?
Решението може да е било пред нас през цялото време: водород. Въпреки че в исторически план не е добре приет, водородът – подобно на електричеството – задвижва превозни средства от преди началото на века. Белгийският изобретател Етиен Леноар построи първия задвижван с водород „Хипомобил“ през 1860 г.
Опасенията за околната среда през 70-те години на миналия век бележат първия път, когато съвременните автомобилни производители експериментират с водородна технология в своите превозни средства. До 80-те години употребата му се разшири до военни приложения. Водородната технология обаче остана на заден план в САЩ през 90-те години и беше почти остаряла в началото на 2000-те.
Едва през 2008 г., повлияни от японското правителство, Honda и Toyota разработиха съответно своите модели FCHV и Clarity, първите автомобили с водород, достъпни за потребителите в мащаб. Днес тези компании остават оптимистични по отношение на технологията, докато General Motors, Hyundai и дори Ferrari я проучват.
Как да накараме водорода да работи в масов мащаб?
Производството на водород в масов мащаб е сложно и скъпо. General Motors отдели 35 милиарда долара за развитие на водородни горивни клетки, електромобили и автономни автомобили до 2025 г., като 85 милиона долара идват от съвместна инвестиция с Honda. Това партньорство включва съоръжение за разработка на горивни клетки от 70 000 квадратни фута в Мичиган, част от което финансира платформата Ultium EV, която е в основата на Chevy EV и Honda Prologue.
За потребителите, CR-V e на Honda, първият модерен водороден SUV на компанията, е свидетелство за тази инвестиция. Той ще бъде пуснат в продажба в Калифорния по-късно тази година, като Honda планира да продава около 300 бройки годишно поради ограничения пазар за автомобили с водород. Honda ще покрие 15 000 долара разходи за зареждане с гориво, за да привлече повече клиенти.
Водородът, насочен към потребителите обаче, не е основният приоритет на Honda в момента.
„Нашата основна дейност във водорода не са FCEV в момента“, казва Крис Мартин, ръководител на групата за технически, безопасни и регулаторни PR за Honda. „Това е повече за разрастване на цялостната водородна икономика. В крайна сметка виждаме FCEV като значителна част от личния транспорт в бъдеще, но трябва да създадем водородна икономика, за да подкрепим потребителите и обикновените шофьори.“
Водородната икономика започва с търговския сектор. Заедно с водородния CR-V, Honda наскоро представи нов полу-камион от клас 8, задвижван с водород, който може да измине до 400 мили с един резервоар. Това е първото от това, което Honda се надява да бъде много търговски превозни средства, задвижвани с водород.
„По-широката стратегия е да преминем към тежко оборудване“, казва Мартин. „Електрическата батерия не е непременно чудесно решение за строително оборудване, минно оборудване или камиони от клас 8, които извършват превози на дълги разстояния. Сега те са основно задвижвани с дизел, което е въглеродно-интензивно и отделя частици.
Индустриите, разчитащи на дизела, имат цели за намаляване на емисиите, а водородът предлага решение. След като водородът се установи на промишлено ниво, Honda вярва, че той ще достигне до потребителите.
„След като има производство на водород на индустриално ниво в цялата страна, това отваря възможността за производство на FCEV в достъпен мащаб“, казва Мартин. „Ако има смисъл, по-широка гама от превозни средства, задвижвани с горивни клетки, ще достигне до потребителите.“
Въпреки това остават много препятствия, преди да се стигне до тази точка.
Един основен проблем е източникът. Извличането на водород все още не е чисто. Към 2021 г. над половината от цялото производство на водород в САЩ е било чрез природен газ и въглища. Излишната енергия от слънчева и вятърна енергия може да помогне, като Националната лаборатория за възобновяема енергия предполага, че 1 милиард метрични тона водород може да се произвежда годишно с помощта на възобновяеми източници.
Разделянето на водата на молекули водород и кислород е енергоемко, като около 60% от енергията, използвана по време на електролиза, се губи. Някои твърдят, че използването на електричество за производство на водород е неефективно, когато вече съществуват електрически превозни средства с батерии.
Цената е друга съществена бариера. Прогнозите показват, че производството на водород е скъпо като 12 долара на килограм, в сравнение с 1,7 долара на килограм горива и до $8 на килограм за възобновяема електроенергия. Това означава по-високи цени на помпата.
Цената на водорода скочи до 36 долара за килограм в началото на тази година, което прави над 200 долара за зареждане на 5,6-килограмовия резервоар на Toyota Mirai. С обхват от 402 мили, Mirai струва около $0,50 на миля за работа. За разлика от тях традиционните хибриди като Toyota Prius работят от $0,15 до $0,18 на миля, а Tesla Model 3 струва около $0,10 на миля. Потребителите не виждат икономически ползи от водорода.
Изграждането на водородни станции също е скъпо. Енергийната комисия на Калифорния цитира поне 6,5 милиона долара на станция за зареждане с водород, в сравнение с приблизително 110 000 долара за станция за зареждане на EV.
Понастоящем има само 53 водородни бензиностанции за потребители в САЩ – 52 в Калифорния и една в Хавай, с шепа в Канада. Shell наскоро затвори седемте си водородни бензиностанции в Калифорния за лекотоварни превозни средства, позовавайки се на „усложнения при доставките на водород и други външни пазарни фактори“. Това вероятно отразява недостатъчното търсене; по-малко от 3000 водородни коли са продадени в САЩ през 2023 г.
Мартин казва, че това е класически проблем на кокошката и яйцето. Дали повече водородни станции ще доведат до повече водородни автомобили или обратното? Не е ясно и никой не желае да отстъпи.
„Опитахме се да направим FCEV първата стъпка и да оставим инфраструктурата за зареждане с гориво и доставките на водород да дойдат по-късно“, казва Мартин. „За съжаление, това не разшири значително приемането на превозни средства или инфраструктурата за зареждане с гориво.“
Съществуват и опасения за безопасността при шофирането на превозни средства с водородни горивни клетки. Вътрешният консорциум за пожарна безопасност, здравеопазване и околна среда отбелязва значителни рискове от токов удар и запалимост, изискващи по-безопасни конструкции на превозни средства от колите на газ.
Honda се отнася сериозно към безопасността. Неговата горивна клетка от четвърто поколение е по-здрава и по-устойчива на корозия, с алуминиева обвивка, обвита с въглеродни влакна и метални пластини с висока якост, заварени за по-голяма издръжливост, позволявайки потока на охлаждащата течност.
„Имаме превозни средства, работещи с гориво, на пазара от години без инциденти с пожар при потребители“, казва Мартин. „Танковете са добре проектирани и устойчиви на удари.“
Тази прецизност изисква специализирани строителни процеси. Водородният SUV се произвежда в Performance Manufacturing Center (PMC) на Honda в Охайо, където е произведен суперавтомобилът NSX, осигурявайки екстремни мерки за безопасност и жизнеспособност на горивните клетки.
„Това е добро място за изграждане на специални превозни средства, изискващи повече прецизност“, отбелязва Мартин. „Важно е всеки един да бъде правилен.“
Преодоляването на тези пречки разкрива значителни ползи за потребителите. Пълненето на автомобил с водород отнема пет минути, подобно на спиране за гориво; дори и най-бързите електрически автомобили се зареждат за около 20 минути. Автомобилите, задвижвани с водород, отделят само водна пара, а много съвременни водородни горивни клетки се справят добре с екстремни температури. BMW казва, че неговият iX5 не се влияе от метеорологичните условия.
Петминутно зареждане осигурява 300 мили гориво с чисто изгаряне. С правилните стъпки за безопасност и достъпност има малко недостатъци.
„Ние се стремим да предоставим на потребителите практически решения, като същевременно постигаме целите за намаляване на въглерода“, казва Мартин. „Инвестираме в бъдещи изследвания, защото водородът има твърде много смисъл, за да бъде игнориран.“
Правителството също подкрепя технологията за водороден транспорт, въпреки че заглавията се фокусират върху натиска на администрацията на Байдън за EV. През март Министерството на енергетиката (DOE) отпусна 750 милиона долара за 52 водородни проекта съгласно Закона за двупартийната инфраструктура. Тази инвестиция има за цел да подобри технологиите за електролиза, да намали разходите и да подобри производството на водород, създавайки 1500 нови работни места, особено в области със загуба на работни места, свързани с енергията.
Планът на DOE включва определяне на производството на водород в САЩ, с акцент върху изискванията за чист водород и данъчни кредити за съоръжения, преминаващи към възобновяеми енергийни източници.
По-голямата част от производството на водород първоначално е насочено към корабоплаването – полукамиони, товарни кораби, товарни самолети – преди потенциално да достигне потребителска употреба.
Това обаче ни връща в началото.
Инвестиция от 750 милиона долара във водород е обещаваща, но изисква действия. Планът на администрацията на Байдън за 7,5 милиарда долара за електромобили отбеляза малък напредък и промяна в администрацията може да обърне инициативите за чиста енергия.
Въпреки многото предизвикателства – въздействие върху околната среда, бензиностанции, разходи, безопасност, разпоредби – масово произвежданите водородни превозни средства са възможни. Нарастването на електромобилите от 2010 г. насам, от 0,01% до 16% пазарен дял, показва значителен напредък.
Със значителни инвестиции във водород през следващото десетилетие, масово произвежданите водородни превозни средства могат да станат жизнеспособни в рамките на 15 години. Предимства като бързо зареждане с гориво, намалено безпокойство за пробег и ниско въздействие върху околната среда могат да се харесат на потребителите, които не са склонни към електромобили.
Водородът може да работи. Просто трябва да се ангажираме да го накараме да работи.
Актуализация: По-ранна версия на тази история отбеляза инвестиция от 35 милиарда долара от General Motors и Honda за разработване на водород. Тази цифра представлява общата инвестиция на GM за множество проекти, включително водород. Honda и GM имат съвместно инвестиции за 85 милиона долара в разработването на водород.
