Версия для печати
Вернуться к списку

ТОПЛИВНАЯ АЛЬТЕРНАТИВА

ОГРАНИЧЕННЫЕ ОБЪЕМЫ ЗАПАСОВ НЕФТИ И УЖЕСТОЧАЮЩИЕСЯ ТРЕБОВАНИЯ К ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ЧИСТОТЕ АВТОТРАНСПОРТА ЗАСТАВЛЯЮТ ПРОИЗВОДИТЕЛЕЙ ЗАДУМАТЬСЯ О НОВЫХ ВИДАХ ТОПЛИВА. УЖЕ СОЗДАНЫ АВТОМОБИЛИ, РАБОТАЮЩИЕ НА СПИРТЕ И ВОДОРОДЕ, НО ДО ИХ МАССОВОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПОКА ДАЛЕКО. ПОЭТОМУ НИКТО НЕ РИСКУЕТ ПРЕДПОЛОЖИТЬ, ПО КАКОМУ ПУТИ ПОЙДЕТ АВТОПРОМ В БЛИЖАЙШИЕ ДЕСЯТИЛЕТИЯ, КАКОЕ ТОПЛИВО ЗАЙМЕТ МЕСТО БЕНЗИНА И ДИЗТОПЛИВА ЧЕРЕЗ 40 ЛЕТ.

ОТ ГАЗА ДО БИОТОПЛИВА

В Европе регулярно вводятся новые требования к экологическим параметрам автомобилей. Разработчики бензиновых и дизельных двигателей пока успешно вписываются во все более жесткие рамки. Но перспективы истощения нефтяных месторождений заставляют крупные концерны искать новые виды топлива и создавать новые автомобили.

Уже давно и успешно эксплуатируются машины с газовыми двигателями, работающие на смеси пропана и бутана. Они несовершенны в отношении экологической чистоты, но все же меньше загрязняют окружающую среду, чем бензиновые. Зато можно сказать, что это уже проверенный вид топлива. В середине 90-х годов во многих российских автомобилях было установлено газовое оборудование. В период инфляции дешевизна топлива стала решающим фактором. Владельцев автотранспорта не смущало, что газовый баллон занимает почти весь объем багажника и безопасность этой установки тоже под большим вопросом. Возникали также проблемы с запуском такого двигателя в очень холодную погоду. Если принять во внимание, что зимы в России долгие и морозные, то имеет смысл использовать комбинированные двигатели - "газ + бензин". Отметим, что штатную установку газового оборудования на машины делают многие автоконцерны, среди которых Mercedes, BMW, Volvo, FIAT, Volkswagen, Ford. Но газовые двигатели для России ими не сертифицируются и на наш рынок не поставляются.

Создание электромобилей могло бы решить будущую топливную проблему. В процессе эксплуатации они абсолютно ничего не загрязняют, зато утилизация аккумуляторов, которыми они оснащаются, вредна для природы и требует отдельного внимания экологов. Поэтому получается, что старый добрый трамвай по своей экологической чистоте и дешевизне производства по-прежнему вне конкуренции.

Другим перспективным направлением является создание автомобилей на биотопливе. Для получения газа или спирта, на котором потом будет работать автомобиль, используется биологическое сырье: сахарный тростник, масличные культуры, кукуруза, древесина и т. д. Однако получается, что производство сырья для биотоплива конкурирует по территориям с пищевыми продуктами, и ограниченное количество плодородных земель приводит к тому, что надо выбирать, какие культуры выращивать, пищевые или сырье для топлива. Так что производить биотопливо имеет смысл в тех странах, где территория позволяет без проблем разместить и то и другое. Так, в Бразилии уже более двух десятилетий большая часть автомобилей работает на этаноле, получаемом из сахарного тростника. Более того, Бразилия является экспортером биотоплива в страны Европы и Азии. Но и европейские нефтяные концерны работают над своим вариантом: и Shell, и ВР тратят огромные средства на поиски сырья, оптимального для промышленного производства биотоплива в Европе.

В России уже заявлено о трех проектах по строительству заводов для производства топливного этанола - в Волгограде, Тамбове и Липецке. В Волгограде компания "Випойл" собирается построить завод мощностью до 300 тыс. тонн этанола в год. Стоимость проекта оценивается в $250-500 млн. Сырьем для производства будет служить зерно низкого класса. Однако пока производить топливный этанол российским производителям невыгодно. Себестоимость производства литра спирта составляет примерно 18-20 рублей, но он облагается акцизом на спиртосодержащую продукцию в размере 159 рублей за литр. Пока ситуация не изменится, он никак не сможет конкурировать с бензином.

АВТОБУСЫ НА ВОДОРОДЕ

Если все перечисленные выше виды топлива уже давно используются в большей или меньшей степени, то автомобили с водородными двигателями и двигателями на жидком азоте существуют только пока в режиме экспериментальной эксплуатации. Пожалуй, машины на водороде находятся в состоянии большей готовности к внедрению в промышленную эксплуатацию. Первый прорыв произошел в 1992 году, когда канадская Ballard Power Systems провела презентацию автобуса, работающего на водороде. Затем, в 1994 году, Volkwagen создал первый легковой автомобиль, использующий водород в качестве топлива.

На пути к переходу к водородной экономике стоят две главные проблемы - поиск эффективных и дешевых способов преобразования водородной энергии в электричество и получения водорода из первичных источников энергии при минимуме затрат. Пока еще ученые не нашли простого и эффективного метода получения водорода из воды, поэтому наиболее дешевым его источником сейчас является природный газ. Сегодня в мире для различных целей получают примерно 50 млн тонн водорода в год, 95 % этого объема получают именно из природного газа и только 5 % - из воды.

Доказательством пригодности водорода в качестве топлива может служить долгосрочная программа ЕС по переходу к "интегрированной водородной экономике" , принятая в 2002 году. Причем у этой программы даже есть конкретная сумма доходов, которую можно будет заработать, переведя промышленность на водород. По подсчетам экспертов ЕС, к 2020 году она должна достигнуть $1, 7 трлн.

Другой программой, которая служит развитию водородного транспорта в Европе, является CUTE (Clean Urban Transport for Europe), в соответствии с которой с 2003 года в Амстердаме, Барселоне, Гамбурге, Лондоне, Люксембурге, Порто, Стокгольме, Штутгарте и Рейкьявике на городских маршрутах эксплуатируются автобусы, работающие на водороде.

В Амстердаме в реализации этого проекта участвуют следующие компании: Shell, которая предоставила результаты своих разработок по получению водородного топлива и установила водородные заправки, GVB - городская транспортная компания, эксплуатирующая три водородных автобуса, NUON, обеспечивающая необходимое для получения водорода электричество, и местные власти, поскольку для успешной реализации проектов такого масштаба требуется поддержка государственных структур.

Автобусы марки Mercedes-Benz внешне мало отличаются от дизельных. Они выше, чем обычные, потому что все довольно громоздкое водородное оборудование находится на крыше автобуса, а это почти три тонны. Кроме того, количество посадочных мест в нем меньше, так как часть салона пришлось использовать под двигатель. Говорить об экономической выгоде от использования нового водородного транспорта пока не приходится, ведь это штучный товар. Стоимость одного автобуса - €3 млн, и только в случае повсеместного перехода на водородный транспорт стоимость его будет сопоставима с бензиновым или дизельным. Кроме того, производство водорода очень энергоемко, что сводит на нет всю экологическую привлекательность проекта: в атмосферу будут поступать все те же парниковые газы - только образуются они на стадии производства топлива, а не в процессе эксплуатации автотранспорта.

То, что еще не все проблемы с водородным транспортом решены, подтверждает факт, что амстердамский эксперимент по программе CUTE, который должен был завершиться в этом году, продлен еще на год. Хотя это можно трактовать и по-другому: производство автобусов, работающих на водороде, показало себя как перспективное направление, требующее некоторой доработки.

Практически все плюсы и минусы водородного топлива можно отнести и к жидкому азоту. Экологически чистое в процессе эксплуатации, оно требует больших затрат энергии при производстве. Вполне жизнеспособные модели уже созданы в США, Великобритании и на Украине (в Харьковском национальном автомобильно-дорожном университете). К сожалению, они пока далеки от того, что может использоваться в повседневной жизни, и больше похожи на концепткары, но сама идея использования жидкого азота не кажется такой безумной.

РОССИЯ ИДЕТ СВОИМ ПУТЕМ

В России эксперименты по использованию водородного топлива начались в конце 1941 года, когда был создан первый автомобиль на водородном топливе. С 70-х годов велись активные исследования в области разработки топливных элементов, использующих водород в качестве горючего. Однако в 90-е годы эти работы полностью прекратились. В 2003 году по инициативе ГМК "Норильский никель" и РАН эти работы были возобновлены. Реализуется комплексная программа исследований и экспериментальных работ по производству и использованию водорода и топливных элементов, в которой принимают участие десятки НИИ и вузов. Институт экономических стратегий, Международный институт Питирима Сорокина-Николая Кондратьева и кафедра Российской академии государственной службы при президенте РФ разрабатывают концепцию национальной научно-инновационной программы родная энергетика". Сейчас эта программа проводится при поддержке национальной инновационной компании "Новые энергетические проекты" (НИК НЭП).

Одно из направлений программы "Водородная энергетика" - это разработка портативных водородных топливных элементов для автотранспорта, в которой участвуют НИК НЭП, РАН, федеральные научные центры, ядерные центры, конструкторские организации в области промышленности и космического строения. Разработчики признают, что главная проблема, стоящая на пути внедрения топливных элементов, - слишком высокая их цена.

Поэтому водороду в автомобильном транспорте России придумали еще одно применение. По оценке Национальной ассоциации водородной энергетики, добавление в автомобильный бензин одной четверти массовой доли водорода позволит сократить расход топлива в два с половиной раза и во много раз снизить загрязнение окружающей среды. Однако сейчас в связи отсутствием массового производства водорода расходы на такое топливо буду в несколько раз выше, чем на бензин или газ. Впрочем, и автомобильные двигатели, которые будут работать на таком топливе, в России только разрабатываются.

В отличие от развитых стран, где основной упор делается на освоение водородных топливных элементов в транспортной сфере, для России такой первоочередной сферой является инфраструктура. Это объясняется тем, что действующие энергоустановки, теплотрассы и линии электропередачи достигли предельного износа. Проблема может быть решена, в частности, с помощью перехода к энергетическим установкам на основе водородных топливных элементов. В эту тенденцию вписывается и направление в оборонной промышленности, связанное с водородной энергетикой. Сюда входят стационарные энергетические установки, которые в будущем можно будет использовать для энергообеспечения военных городков и баз.

Россия также является участником международных проектов по созданию современных систем хранения водорода и разработке портативных топливных элементов. Эти работы, в свою очередь, подкрепляются со стороны НИК НЭП. В этом году планируется запустить крупномасштабные двусторонние проекты совместно с США и Германией. Также ведутся переговоры с Италией, Китаем и Индией.