Перспективы водородного транспорта

После выставки ComTrans-2021, где были представлены несколько моделей электробусов и грузовое шасси с топливными элементами, мы, да и некоторые эксперты из числа представителей машиностроительных заводов, усомнились в жизнеспособности и готовности рынка к массовому внедрению водородного транспорта.

Однако прошло немного времени, все успокоились, и настало время трезво и без эмоций порассуждать на эту тему. Итак, за виртуальным круглым столом с экспертами рынка разберёмся, какие преграды предстоит преодолеть для внедрения водородного транспорта, какие разработки уже используют в других странах, и на какой стадии находятся российские машиностроители?

— В России есть утверждённый план мероприятий по развитию водородной энергетики. Туда же входит и транспорт. Реально ли выполнение задекларированного к 2024 году, и есть ли подвижки в вопросах развития водородного транспорта?

Дмитрий Матвеев, генеральный директор ООО «Мой Автопрокат»

«У нас на Руси исконно хорошо получаются проекты, которые призваны утереть нос Западу. Думаю, что в данном случае водородный проект — «наш ответ Чемберлену». Дескать, вы там на электричестве замкнулись, а мы пойдём сложным альтернативным, но своим (!) путём. С точки зрения экономики подобных проектов в короткой перспективе, наверное, оставлять электробатареи на транспорте безопаснее и рентабельнее. Но, видимо, Индии и Латинской Америке не нужны наши электробусы (своих и китайских хватает), а вот что-то новенькое может выстрелить. Шансов немного, но пробовать нужно — авось повезёт».

Илья Молчанов, генеральный директор «Авто СпецЦентр Котляковка»

«Развитие водородной энергетики — перспективное направление для России, в связи с тенденцией перевода автопарка страны на экологически чистое топливо. В концепции реализации «дорожной карты» по производству водорода предусмотрено и появление транспорта на этом топливе — первый водородный автобус должен начать курсировать в Москве в 2024 году».

Дамир Кудряков, эксперт экономического факультета Российского университета дружбы народов (РУДН)

«План мероприятий по развитию водородной энергетики в РФ сроком выполнения до 2024 г. носит подготовительный характер. Большинство задач, сформированных в данном документе, направлены на разработку стратегии и формирование инфраструктуры «на бумаге». В документе ожидаемый результат должен быть отображён лишь на бумаге, поэтому нет сомнений в исполнении поставленного плана.

Всего два пункта плана требуют «реальных» действий: пункт 18 «Обеспечение создания опытного образца ж/д транспорта на водороде» и пункт 19 «Обеспечение реализации пилотного проекта производства водорода с использованием мощностей российских атомных станций», но ожидаемый результат — не реализация, а лишь запуск проекта».

Александр Косарев, исполнительный директор ООО «Хёндэ Трак энд Бас РУС» (Hyundai Truck & Bus)

«Развитие водородного транспорта в РФ зависит от нескольких факторов. Это — количество заправочных станций, стоимость водородного топлива и государственные программы поддержки».

Семён Корнилов, заместитель директора по разработкам энергетических установок НТЦ ПАО «КАМАЗ»

«Согласно «дорожной карте», до 2024 г. необходимо решить задачи по разработке и актуализации необходимой нормативной документации, по стимулированию спроса на отечественный электротранспорт, созданию научно-технологической инфраструктуры и необходимой испытательной базы для проведения сертификационных и доводочных работ.

Федеральные органы власти в настоящий момент занимаются разработкой отечественных требований, стандартов и всей нормативной документации, и мы ожидаем, что барьер, связанный с нормативной документацией, будет сломлен к 2023 г. Видим интерес, усилия и поддержку со стороны государства по подготовке программ субсидирования и поддержке предприятий для развития этих направлений. Общий тренд на текущий момент позволяет полагать, что программа и план мероприятий к 2024 г. будут выполнены».

— В мире не так много производителей водорода, да и те выдают по большей части «серый», производство коего сложно назвать экологичным. Электролиз — весьма затратен, а электростанций на ВИЭ в стране по пальцам пересчитать можно. Где брать чистый водород для транспорта?

Дамир Кудряков, РУДН

«Действительно, переход на водород с современными технологиями его генерации не приведёт к серьёзному положительному эффекту в вопросах экологии, да и уровень затрат на производство оставляет желать лучшего. Единственный путь получить чистый и рентабельный водород — применение атомной энергетики в производстве водорода».

Александр Косарев, Hyundai Truck & Bus

«Поскольку чистый водород не встречается в природе на Земле в больших количествах, водородное топливо может быть получено из метана или через электролиз воды. По состоянию на 2020 год большая часть водорода (≈95%) производится из ископаемого топлива. «Газпром» также планирует получать водородное топливо из метана».

Семён Корнилов, НТЦ ПАО «КАМАЗ»

«Переход от «серого» водорода к «зелёному» пока проблематичен ввиду высокой себестоимости его производства. Переходной технологией сегодня является получение «голубого» водорода из метана без выбросов CO₂ путём парового риформинга метана и/или пиролиза.

Для снижения себестоимости «зелёного» водорода необходимо работать в нескольких направлениях: масштабирование производства и внедрение новых технологий, развитие инфраструктуры, создание новых бизнес-моделей и решений в части транспортировки и сбыта.
Также одним из эффективных способов ускорения к переходу к «зелёной» водородной энергетике и снижению себестоимости является грамотное правовое регулирование и механизмы стимулирования».

Дмитрий Матвеев, ООО «Мой Автопрокат»

«Что касается производства водородного топлива, то даже при массовом его производстве оно будет 100% дороже электричества, потому что водорода в чистом виде на нашей планете не существует. Значит, его нужно будет получать. А это дорогой процесс».

Илья Молчанов, «АвтоСпецЦентр Котляковка»

«Дешевле всего производить инновационное топливо по технологиям пиролиза и электролиза. Первый вариант потребует меньше расходов, чем электролиз (технология получения водорода с использованием энергии ветра и солнца), так как он в 2,5–10 раз более энергоёмкий».

— Есть мнение, что в России нет технологий по производству топливных элементов и преобразователей энергии из водорода. Приходится использовать импортные. Это так или нет? И развивают ли производители техники НИОКР в этом направлении?

Семён Корнилов, НТЦ ПАО «КАМАЗ»

«Данное мнение не совсем верно. Ещё в 1970-е годы в России были начаты работы по использованию водорода в качестве топлива не только для ДВС, но и для электрохимических генераторов на основе ТЭ. Так что можно утверждать, что у России есть необходимый задел, базовые и фундаментальные технологии для последующего необходимого технологического скачка. НИР, НИОКР в области разработки и внедрения таких технологий в России уже активно ведутся.

Сейчас научными исследованиями в области водородных технологий занимаются несколько десятков российских компаний, например, группа компаний «ИнЭнерджи», имеющая собственные разработки микротрубчатых твёрдооксидных ТЭ, ТЭ с протонообменной мембраной (ПОМТЭ), Центр компетенций НТИ при ИПХФ РАН «Технологии новых и мобильных источников энергии», разрабатывающий перспективные электрохимические системы, источники энергии, новые материалы и технологии химических источников тока.

В свою очередь ПАО «КАМАЗ» совместно с  ООО «ИнЭнерджи» и ИПХФ РАН в настоящее время проводит НИОКР по разработке автобуса с энергоустановкой на ПОМТЭ в рамках соглашения с департаментом транспорта г. Москвы и  ООО «РОСНАНО».

Дамир Кудряков, РУДН

«Российская Федерация включилась в научную гонку разработки, способов транспортировки и хранения, а также практического применения водорода. Больше всего научных работ и патентов было проведено КНР, чему свидетельствуют данные Всемирной организации интеллектуальной собственности (WIPO)».

Китай	1321	Китай	4296
Российская Федерация	40	Российская Федерация	800
РСТ	37	Соединенные Штаты Америки	270
Соединенные Штаты Америки	32	РСТ	249
Европейское Патентное Ведомство (ЕПВ)	26	Евразийское Патентное Ведомство (ЕПВ)	181
Канада	20	Европейское Патентное Ведомство (ЕПВ)	129
Австралия	14	Канада	104
Евразийское Патентное Ведомство (ЕПВ)	7	Австралия	87
Германия	5	Индия	39
Бразилия	3	Германия	32

Илья Молчанов, «АвтоСпецЦентр Котляковка»

«Россия в 2022 году лидирует по количеству наработок в развитии водородной энергетики. Первый самолёт, летавший на водороде, — Ту-155, — был произведён в России, и в будущем всё больше авиа- и автопарков будут оснащать водородными двигателями. Отсутствие согласованной нормативно-правовой базы, мер государственной поддержки и современных разработок по хранению и транспортировке водорода тормозят развитие этой отрасли. Помимо этого, водород по-прежнему является самым дорогим топливом для транспорта, поэтому не используется повсеместно».

Дмитрий Матвеев, ООО «Мой Автопрокат»

«Группа компаний «Автотор» думает о производстве автомобиля на водородном топливе.

Сейчас они работают над созданием научно-исследовательской и конструкторской базы. Планируют реализовать проект в ближайшие 5 лет».

Александр Косарев, Hyundai Truck & Bus

«На сегодняшний день используются импортные установки. Мы считаем, что развитие НИОКР в РФ данном направлении зависит от правительства».

— В странах Европы, в Китае и в США водородный транспорт уже не проекты, а реальность. Но и там сталкиваются с проблемами. Какие проблемы стоят перед развитием водородной техники в России?

Семён Корнилов, НТЦ ПАО «КАМАЗ»

«Главные проблемы развития водородного транспорта — отсутствие заправочной инфраструктуры и высокая себестоимость водородных энергетических установок, которая связана с высокотехнологичными производственными процессами, а также рядом патентно защищённых новшеств. Высокая стоимость водорода также является существенным препятствием на пути развития водородного транспорта.

На сегодняшний день стоимость водорода варьируется от 100 до 700 рублей за килограмм. Проблемой является недостаточная нормативная база: существующие стандарты по большей части являются переводом зарубежных аналогов. Необходимы и регулирующие нормативно-правовые документы, которые позволили бы реализовывать исследования и производство продукции в области водородной энергетики в России».

Илья Молчанов, «АвтоСпецЦентр Котляковка»

«На сегодняшний день потребление водорода в мире оценивается в 100 млн тонн в год. К 2050 году этот показатель может увеличиться до 1,4 млрд тонн в год, в основном за счёт появления водородного транспорта. Автомобили на водороде уже встречаются на проезжих частях Японии, Южной Кореи и Германии, автобусы уже курсируют в Осло, Роттердаме и Аргау, складские погрузчики заправляются водородом в США, Канаде и Франции.

Перевозчики заинтересованы в использовании альтернативного топлива, так как это снизит расходы на бензин, которые занимают 30% от себестоимости перевозок. Однако пока водород сильно проигрывает по стоимости бензину. Например, чтобы водородное авто смогло проехать 1 км, понадобится в 2,5 раза больше электроэнергии из ВИЭ, чем для электромобиля, из-за высокой стоимости производства Н2».

Дамир Кудряков, РУДН

«Существует несколько барьеров для развития водородной технологии в России:
• отсутствие качественной инфраструктуры (заправочных станций, мест обслуживания, рынка запасных частей);
• рост конкуренции со стороны электромобилей и снижение себестоимости аккумуляторов;
• недоверие потребителей;
• высокая стоимость топлива».

Дмитрий Матвеев, ООО «Мой Автопрокат»

«Транспорт на водородном топливе работает в Германии (первые в мире поезда на водородных топливных элементах); Голландии; Японии (около 100 автобусов); Великобритании (в Лондоне с 2020 года начали работать около 30 автобусов)».

Александр Косарев, Hyundai Truck & Bus

«В первую очередь это экономическая целесообразность, поскольку в РФ нет таких жёстких экологических ограничений, как, например, в Европе.

На сегодняшний день водородная техника в разы превышает стоимость традиционной, но по мере массового использования цена, конечно же, будет падать».

— Стоимость одного водоробуса в России оценивают в несколько десятков миллионов рублей. По словам президента «Группы ГАЗ», стоимость перевозки одного пассажира из-за этого в разы выше, нежели на электробусе или дизельном аналоге. А как насчёт других видов техники?

Дамир Кудряков, РУДН

«Активно ведутся научные разработки, и уже есть несколько реализованных кейсов в авиастроении. При этом основатели стартапов в этой отрасли — наши соотечественники. Утечка мозгов вызвана недостаточным уровнем стимулирования бизнеса в РФ. Правительство это понимает, поэтому мы, наконец, наблюдаем разработку стратегии развития отрасли в РФ. Однако разрыв между технологиями тяжело будет нивелировать, стоит признать, что Россия упустила своё преимущество. Вопрос заключается в другом, достаточно ли принимаемых мер для того, чтобы занять свою долю на мировом рынке».

Семён Корнилов, НТЦ ПАО «КАМАЗ»

«В данное время стоимость перевозки грузов автомобильным транспортом на водородных топливных элементах выше, чем на транспорте, работающем на электричестве или ископаемом топливе. Однако следует понимать, что на данный момент технология водородных топливных элементов и транспорта с её использованием находится ещё на этапе изготовления опытных образцов и не дошла до стадии промышленного производства.

Автомобили на топливных элементах имеют более высокие капитальные затраты, чем автомобили с ДВС. Однако если говорить о стоимости эксплуатации на всем жизненном цикле изделия и по мере роста объёма и производства автомобилей на топливных элементах, ситуация значительно улучшится».

Дмитрий Матвеев, ООО «Мой Автопрокат»

«Водородные автомобили дороже электрических. Электромобилям необходимы аккумуляторы + электрический двигатель. А водородному транспорту нужен не только мотор, но и сложная установка на топливных элементах. В ней в ходе химической реакции взаимодействия водорода и кислорода вырабатывается электроэнергия, передающаяся в аккумулятор. А ещё у водородных автомобилей дорогие баллоны для хранения газа (баки, где под высоким давлением находится газ)».

Александр Косарев, Hyundai Truck & Bus

«Если говорить о грузовиках на водороде, ситуация будет аналогичная (из-за высокой себестоимости). Но благодаря нулевому выбросу водородный транспорт экологически чистый в сравнении, например, с метаном или дизельным
топливом».

— Насколько сопоставимы цифры по потреблению энергии водородного транспорта с аналогами на уже привычных видах топлива? Что может повлиять на удешевление стоимости владения?

Семён Корнилов, НТЦ ПАО «КАМАЗ»

«Каждое вещество имеет свою удельную теплоту сгорания: для дизельного топлива 43,8 МДж/кг, для метана 50,1 МДж/кг, для водорода 141 МДж/кг. Чем выше этот показатель, тем меньше расход вещества. Стоит также учесть агрегатные состояния, при которых хранится топливо: в сжиженном или компримированном виде, от этого также будет зависеть, сколько топлива может поместиться в баллоны. В любых вариантах применение водорода в качестве топлива позволит получать больше энергии и тепла для транспортного средства.

Стоимость владения зависит от цен на водород и стоимости изготовления МТЭ, снижение которых возможно при условии локализации и масштабирования технологий производства водорода, материалов для изготовления МТЭ и развития заправочной инфраструктуры. Увеличение имеющихся мощностей и создание новых производственных площадок приведёт к конкурентоспособности продукции, что, в свою очередь, создаст экономически выгодные предложения на рынке».

Илья Молчанов, «АвтоСпецЦентр Котляковка»

«Автомобили на водородном топливе станут выгоднее для покупателей, чем классические авто на бензине, когда цена водорода на российском рынке достигнет 3 долларов за килограмм. Тогда покупка авто на этом виде топлива станет дешевле, чем приобретение электромобилей на аккумуляторах с ДВС. Цена на водородные авто объясняется дороговизной и ограниченными объёмами производства водорода, поэтому развитие водородной энергетики позволит сократить стоимость топлива. При этом водород безопасен в качестве топлива для автомобилей — при соблюдении технологических правил его использования».

Александр Косарев, Hyundai Truck & Bus

«Например, у грузовика Hyundai XCIENT Fuel Cell 32 кг водорода будет хватать на 400 км. Заправка занимает от 8 до 20 минут. На удешевление стоимости владения могут повлиять низкая стоимость самого топлива и большие объёмы производства транспорта на водороде».

Дамир Кудряков, РУДН

«Цена на топливо будет играть ключевую роль. Необходимо разработать качественную инфраструктуру и создать условия для развития конкуренции, что неизбежно приведёт к снижению себестоимости продукта и стимулированию развития отрасли в целом. Справедливо сравнивать автомобили на водородном двигатели с электромобилем, так как в погоне за «экологичностью» приходится переплачивать на первых этапах.

Стоимость автомобиля Tesla Model S — 88 740$, ToyotaMirai — 76 500$, при этом заправка электричеством в 8 раз дешевле, чем водородом, однако водородный двигатель более устойчивый, чем батарея электромобиля. Срок эксплуатации батареи 4–5 лет, водородного двигателя —
около 10 лет. Тенденции на автомобильном рынке диктуют средний срок эксплуатации автомобиля в диапазоне до 5 лет, поэтому сегодня при прочих равных возможностях электрокар побеждает водородный автомобиль за счёт своих динамичных характеристик и простоты эксплуатации.

При этом производители электрокаров за короткий срок смогли развернуть качественную инфраструктуру, что затрудняет дальнейшее развитие водородного двигателя в рамках автомобилестроения. Рынок, который может завоевать водородный двигатель, —
авиастроение».

— Нельзя обойти вопросы безопасности и технического обслуживания водородной техники. Всё же водород — очень взрывоопасен.

Дамир Кудряков, РУДН

«При соблюдении всех мер безопасности водород не опаснее привычных видов энергоресурсов. Необходимо лишь качественно информировать население. Никто же не играет спичками у открытого бензобака».

Семён Корнилов, НТЦ ПАО «КАМАЗ»

«Для обеспечения безопасности водородного автомобиля необходимо принять такие меры, как предохранительные клапаны, газоанализаторы, буферные ёмкости, обеспечение высокой герметичности конструкций, а также учитывать при проектировании требования функциональной безопасности ISO 26262 и др.

Безусловно, чтобы учесть все необходимые меры при применении водорода, необходима проработка норм технического регулирования, и эта задача уже включена в утверждённый Правительством РФ план мероприятий по развитию водородной энергетики до 2024 года, в рамках которого предполагается разработка и актуализация нормативных правовых актов и регламентов в области водородной энергетики и обеспечения безопасности производства, хранения, транспортировки и использования водорода.

Очевидно, что вопрос разработки чётких требований безопасности и инструкций чрезвычайно важен, так как только при их соблюдении возможна безопасная эксплуатация транспортных средств и промышленных объектов, где используется водород».

Дмитрий Матвеев, ООО «Мой Автопрокат»

«Водород действительно взрывоопасен. Его хранение на заправочной станции требует соблюдения строгих мер безопасности. Поэтому построение таких АЗС — дело сложное и недешёвое. Также не стоит забывать, что с водородом нужно бережно обращаться не только при хранении, но и при заправке. При этом в Toyota Mirai, по словам производителя, настолько высококачественные баллоны, что они способны выдержать любую аварию».

Александр Косарев, Hyundai Truck & Bus

«Любой газ опасен. Необходимо смотреть на температуру самовоспламенения, у водорода она ниже, чем у пропана и бутана. На сегодняшний день автомобилей на пропан-бутановой смеси на дорогах передвигается очень много. Коммерческая техника Hyundai на водороде прошла все возможные испытания на угрозу воспламенения и абсолютно безопасна».

— Какие перспективы, по вашему мнению, у развития водородного транспорта в России?

Александр Косарев, Hyundai Truck & Bus

«На наш взгляд, водородный транспорт вначале будет развиваться только в крупных городах, где есть вся необходимая инфраструктура и ограничительные требования по экологии».

Семён Корнилов, НТЦ ПАО «КАМАЗ»

«Целесообразность развития водородного транспорта по-прежнему вызывает споры, у многих отсутствует уверенность в том, что вложения в это направление оправданны, т. к. потребуются долгие годы для создания полноценного рынка водородных автомобилей. Однако глобальные климатические изменения и предпринимаемые в связи с этим шаги во многих странах мира не позволяют России игнорировать становление новой отрасли и рынка и оставаться в стороне.

В России есть не только огромные ресурсы для встраивания в новый глобальный рынок, но и собственные технологические наработки и задел (в основном пока, правда, далёкие от коммерциализации) и перспективный внутренний спрос. Период 2022–2024 годов является основополагающим для «закладки фундамента» в промышленную отрасль и развитие водородного транспорта России.

Уже в близкой перспективе возможность перехода к водородному коммерческому транспорту имеется, если инвестиции не заставят себя ждать. Помимо сокращения выбросов парниковых газов, эти инвестиции могут принести значительную экономию, снизив общие затраты на строительство, обслуживание и эксплуатацию коммерческого транспорта.

Согласно концепции развития производства и использования электротранспорта, утверждённой Правительством РФ, к 2030 году доля электротранспортных средств, включая водородные, должна составить не менее 10 процентов общего объёма производимых транспортных средств».

Дамир Кудряков, РУДН

«С учётом субсидирования научных разработок РФ может стать лидером в генерировании водородного топлива за счёт атомной энергии. При этом применение водородного двигателя в автомобилестроении имеет меньше перспектив, нежели в авиастроении».

Дмитрий Матвеев, ООО «Мой Автопрокат»

«Водород — действительно очень экологически чистое топливо, которое производится из воды с помощью «зелёной» электроэнергии. Автомобили на водородных топливных батареях не производят вредных выбросов СО2 в атмосферу. Вместо угарного газа из выхлопной трубы выходит водяной пар, преобразующийся в воду. По этой причине водород называют топливом будущего».

Илья Молчанов, «АвтоСпецЦентр Котляковка»

«У России есть все перспективы для развития водородной энергетики. Например, на базе газового и атомно-энергетического комплексов можно производить водород при помощи электролиза или переработки газа».

Модератор: Артём Щетников