Американцы констатируют провал топливных элементов на легковушках

19 апреля 2024

Что случилось с электромобилями на водородных топливных элементах?

Аналитическое агентство GoodcarBadcar разместило анализ ситуации с водородным топливом и его перспективами как на американском, так и мировом рынках. Далее приведен перевод статьи.
   
На протяжении большей части 2010-х об электромобилях (BEV) и гибридах (HEV и PHEV) много говорили в свете сокращения вредных выбросов, однако, в качестве альтернативы также были представлены и электромобили на водородных топливных элементах (FCEV).

При этом оказалось, что гораздо более строгий технический регламент безопасности, регулирующий хранение и реализацию водородного топлива, был одобрен для применения только в штате Калифорния.

Водород как топливо не добился никакого реального влияния на автомобильный рынок, даже в сегменте экологически чистого топлива.

Интерес к использованию водорода возрос только в отношении тяжелых ТС на топливных элементах, таких как автобусы и грузовые автомобили, но и этот интерес поблек в последние годы по сравнению с электромобилями.

Мы считаем, что у водорода все же есть будущее в секторах тяжелой техники, но, если не произойдет чего-то радикального, он так и останется нишевым продуктом на рынке легковых автомобилей.

Можно вспомнить происходившие несколько лет назад массовые дебаты среди потребителей, желавших доступных экологически чистых машин, о том – какое именно будущее им предложат.
Сейчас мы, по большинству параметров, находимся именно в том будущем, где электромобили стали рыночной реальностью, гибриды опережают продажи традиционных автомобилей с двигателем внутреннего сгорания (ICE), а в Соединенных Штатах повсюду появляются зарядные станции, опираясь на которые электромобили явно одерживают верх.

Тем не менее, считалось, что аэродинамически эффективные электромобили с водородными топливными элементами (FCEV) будут сочетать в себе все достоинства как BEV, так и ICE, т.е. отличную динамику и бесшумную работу электромобилей и дальнобойность, и быстроту заправки автомобилей с бензиновым двигателем. А выделяемые водородными автомобилями водяной пар и теплый воздух экологии не повредят.

Однако в середине 2020-х ситуация на рынках США и Европы такова, что продажи BEV снижаются, тогда как продажи гибридов растут, при этом многие потребители заботящиеся об окружающей среде, задаются вопросом – а где же столь обсуждавшиеся ранее электромобили на водородных топливных элементах (FCEV)?

Проблемы и вызовы
Самым большим препятствием на пути к более широкому распространению водородомобилей стали строгие правила. Из-за взрывоопасной природы водорода в случае его возгорания топливные баки транспортных средств должны быть герметичными вплоть до молекулярного уровня и иметь значительное усиление, чтобы предотвратить повреждения или разгерметизацию топливной системы транспортного средства в случае аварии.

На всей территории США для электромобилей и гибридов действуют нормативные стандарты, но только в Калифорнии существует система регулирования, позволяющая эксплуатировать ТС на водородных топливных элементах. При этом только три производителя предложили легковые машины, использующие водород в качестве топлива – это Toyota Mirai, Hyundai Nexo и уже снятая с производства Honda Clarity.

Отличить водородный кроссовер Hyundai Nexo от обычного SUV практически невозможно

Впрочем, компания Honda Motor объявила, что новый подключаемый водородный гибрид EV/FCV появится в 2025 году в виде кроссовера Honda CR-V e:FCEV, но это будет машина, изготовляемая по заказу, а не серийно.
Следующая самая большая проблема, с которой сталкиваются FCEV, заключается в том, что инфраструктуру для их заправки гораздо сложнее реализовать.

Фактически, по всей Калифорнии имеется в общей сложности 61 водородная заправочная станция общественного доступа. Из них наибольшее количество расположено в Лос-Анджелесе и это на фоне имеющихся 15 182 зарядных станций для электромобилей. В процентном выражении водород занимает лишь 0,36% инфраструктуры по сравнению с электромобилями в Калифорнии.

Прототип Honda CR-V e:FCEV 2025 года, показанный на Токийском автосалоне в 2023 году имеет мало перспектив на серийное производство

Однако при анализе внедрения «зеленых» технологий наибольшее значение имеет количество проданных машин. В I квартале 2024 года в США было продано всего 223 ед. FCEV, что на 70% меньше, чем в прошлом году. Это самый плохой первый квартал с момента внедрения FCEV в 2015 году и второй первый квартал подряд, в котором наблюдается снижение продаж.

Если разбить этот показатель помодельно, то на долю Toyota Mirai пришлось 172 ед., что на 74% меньше по сравнению с аналогичным периодом прошлого года, а на Hyundai Nexo приходится оставшаяся 51 ед., что на 22% меньше по сравнению с аналогичным периодом прошлого года, поскольку производство Honda Clarity было прекращено в начале 2023 года. Существенен также тот факт, что Mirai – семейный седан по цене несколько более $50 000 для рынка относительно дорог, так как сопоставим с топовой версией Tesla Model 3 EV Long Range Edition с увеличенным пробегом.

Есть ли еще у водорода перспективы широкого распространения?
Одним из наиболее интересных аспектов водородных топливных элементов выступает то, что это отнюдь не новая технология. Высокоэффективные водородные топливные элементы были разработаны НАСА еще в 1960-х в рамках Лунной программы для космических кораблей «Аполлон», где путем реакция слияния атомов кислорода и водорода вырабатывали электричество и одновременно питьевую воду для экипажей.

Водоробус Toyota Sora в настоящее время проходит испытания во многих странах и городах для определения жизнеспособности широкого использования водорода на общественном транспорте 

Водородные топливные элементы приводят в движение кроме легковых машин еще множество других механизмов. Так, многие европейские склады используют вилочные погрузчики и контейнерные ричстакеры и бункеровозы с приводом от топливных элементов, а во многих городах Европы проходят пробные испытания электробусы на водороде, для определения их влияния на общие выбросы CO₂.

Продажи водородомобилей в 2023 году в США составили 2978 ед., что на 10% больше, чем в 2022-м. Большую часть этих продаж составила Toyota Mirai – 2737 ед. (+31%), а Nexo – 241 ед. (–41%). В целом это составило всего ~0,2% от американского рынка легковых автомобилей.

Одним из самых больших ударов по водородному топливу в Калифорнии стало закрытие компанией Shell всех шести своих водородных заправочных станций в феврале 2024 года

Кроме того, в феврале 2024 года нефтяная компания Shell объявила, что немедленно закрывает все свои 6 колонок заправки водородом на АЗС в Калифорнии. Это сократило количество водородных заправочных станций до 55, поскольку Shell готовится перенести свою систему PowerCharge в США для зарядки BEV и PHEV.

Определенный интерес к водородным топливным элементам по-прежнему существует, иначе Honda не стала бы объявлять о планах выпуска в 2025 году совершенно нового FCEV модели CR-V e:FCEV, однако, промышленные перспективы данного прототипа в лучшем случае туманны.

Водородные топливные элементы имеют гораздо больше смысла как с логистической, так и финансовой точек зрения на более тяжелых транспортных средствах, для которых важно избежать огромной потери грузоподъемности/ пассажировместимости, которое может вызвать применение тяжелых аккумуляторных батарей.

Поэтому гораздо более вероятно их применение на таких ТС как магистральные тягачи, междугородные автобусы и трамваи /электропоезда, где их развитие может быть дополнительно поддержано и простимулировано.

Перспектива для водорода есть только у коммерческого транспорта 
Ответ на вопрос о том, получат ли когда-нибудь широкое распространение FCEV на уровне личных авто, сейчас выглядит сугубо отрицательным.

Водородомобили – нишевый продукт для наиболее заботящихся об окружающей среде автомобилистов, так как их выбросы наименее вредны по сравнению с любым типом транспортных средств, включая электромобили, поскольку электроэнергия для их зарядки должна откуда-то поступать, а по настоящему «зеленой» технологии, кроме все еще не слишком значимой альтернативной энергетики (ветровые и солнечные ВИЭ) попросту нет. Как, впрочем, нет и по-настоящему эффективной технологии получения «зеленого» водорода (гидролизом из воды с использованием энергии от оффшорных ветрогенераторов – авт.), тогда как львиная доля нынешнего технического водорода получается путем выделения из природного газа.
Мы думаем, что еще есть несколько возможностей, благодаря которым FCEV получат более широкое распространение, но это потребует абсолютно масштабного изменения потребительских предпочтений или полного провала одной из нынешних устойчивых технологий.

Редакция GoodcarBadcar считает, что гораздо более вероятно, что настоящими победителями станут гибриды, а также автомобили на синтетических углеводородах – eFuel, чье продвижение возглавляет Porsche, а вот электромобили, даже когда станут доступными для всех покупателей в каждом сегменте (читай для самых бедных с бюджетном сегменте – авт.), займут остальную часть экологически ТС с нулевыми выбросами (ZEV), в то время как технология Fuel Cell, вероятно, будет принята для магистральных транспортных средств тяжелого класса.

P.S. Американские эксперты приходят к тем же выводам, к которым несколько лет ранее пришли японские и корейские автопроизводители, сделавшие упор в развитии водородной технологии на коммерческом транспорте. Впрочем, они же на сегодня еще поддерживают легковое направление развития водородных топливных элементов, выпуская, правда, со все меньшим энтузиазмом, модели FCEV. Но вот то что этого не делают ни американские, ни европейские, ни китайские автопроизводители – достаточно печально для водородной темы, так как действует замкнутый круг – водородную заправку сложно организовать из-за многочисленных ограничений, плюс водород сам по себе стоит дорого, а крайне ограниченная сеть водородных заправок ограничивает круг покупателей водородомобилей убежденными экоактивистами, каковых тоже не легион. В дальней перспективе, если технология синтетических углеводородов, т.е. eFuel разовьется в должных масштабах, то вполне сможет заменить собой водород как топливо и на коммерческом транспорте (хотя на сегодняшний день более перспективным называют его использование в качестве реактивного топлива для дальней авиации).

P.P.S. У нас в стране основной акцент в развитии водородной технологии делается не только на легковой, но и на коммерческий и общественный транспорт, т.е. грузовики и водоробусы, впрочем, как и в Европе и Китае. В принципе, для отечественных условий даже в среднесрочной перспективе предпочтительнее и экономически и технологически технология сжиженного метана (СПГ или LNG), хотя и водородное направление забрасывать не стоит.

Следите за новостями на портале www.rim3.ru

Наш интернет магазин: https://irim3.ru/