Почему водород называют топливом будущего? Могут ли транспорт и промышленность полностью перейти на "чистую" энергию? Что связывает композитные баллоны и транспорт? На эти и другие вопросы получили ответы 20 марта 2025 года гости Информационных центров по атомной энергии Ижевска и Саратова в ходе телемоста "Топливо будущего".
О перспективах развития водородного топлива в автомобильном транспорте, его преимуществах и недостатках, а также экологических особенностях рассказали Сергей Гусев, доктор экономических наук, профессор, заведующий кафедрой "Организация перевозок, безопасность движения и сервис автомобилей", и Игорь Куверин, кандидат технических наук, доцент той же кафедры.
Ученые Саратовского государственного технического университета имени Ю. А. Гагарина рассказали, что водород можно применять как для личных автомобилей, так и для общественного транспорта. Это экологически чистое топливо подходит не только для зоны умеренных широт, но и для экстремальных условий Крайнего Севера.
Сергей Александрович показал устройство водородного двигателя и схему работы топливного элемента, который может применяться как основной источник энергии для движения автомобиля. В то же время может быть использована иная компоновка, когда водород является добавлением к бензину или дизельному топливу".
Спикер показал примеры реальных автомобилей с водородными двигателями, включая японский Toyota Mirai и российский NAMI Hydrogen. Среди преимуществ такого транспорта Сергей Гусев выделил экологическую чистоту и высокую энергоемкость. При использовании водорода в топливных элементах вместо привычных выхлопных газов с CO2 выделяется только вода. К тому же 1 кг водорода передает столько же энергии, сколько 3 кг бензина. Водородные грузовики и автобусы смогут преодолевать большие расстояния без частой дозаправки.
Сергей Гусев также отметил быструю, если сравнивать с электромобилями, заправку водородных топливных емкостей, долгий срок хранения водорода и снижение зависимости от ископаемого топлива. Говоря о недостатках водородного транспорта, он рассказал о высокой стоимости производства "зеленого" водорода и его энергоемкости. Водород является легковоспламеняющимся газом, который требует строгого соблюдения мер безопасности при хранении, транспортировке и использовании. Спикер отметил, что в мире наблюдается рост производства водорода. Он показал примеры водородных автозаправочных станций, генераторов водорода и водородные батарейки-картриджи.
Водородный транспорт и электротранспорт представляют собой экологически чистые варианты автомобилей будущего. Кандидат технических наук Игорь Куверин рассказал, как могут разделиться эти два вида машин. Некоторые ученые предполагают, что в будущем легковые автомобили будут иметь электродвигатель, а грузовые − водородный.
Эксперт из Ижевска, руководитель проектного офиса научно-производственной фирмы "Реал-Шторм" Иван Капустин объяснил, как в транспортировке и хранении водорода и другого газового топлива используются композитные баллоны.
Свое выступление он начал с рассказа о том, что такое композиты, в каких сферах они применяются. Также спикер объяснил, что представляют собой углеродное волокно и стекловолокно. Именно они являются основой для материалов, производимых композитным дивизионом государственной корпорации "Росатом".
Компания "Реал-Шторм" выпускает металлокомпозитные баллоны, которые используются в топливных баках автомобилей на метане, емкостях для газонаполнительных станций и технических газов. Эти баллоны относятся к третьему типу. Они имеют стальную или алюминиевую основу, а также армирующую намотку по всей поверхности. Обмотки из базальта, стекловолокна и углеволокна создают невероятно прочную и легкую оболочку баллона.
Баллоны третьего типа не подвержены водородному охрупчиванию, могут эксплуатироваться при экстремальных температурах от -60 до +65 oC. Такие баллоны используются в автобусах, грузовиках, а также хранилищах водорода, которые могут быть установлены как рядом с водородными заправочными станциями, так и на месте производства этого газа.
Компания "Реал-Шторм" поставляет баллоны таким крупным производителям транспорта, как КамАЗ, ЛиАЗ, МАЗ, ГАЗ, РариТЭК, Volgabus. Некоторые водители переживают за безопасность автомобилей с газовыми двигателями. Иван Капустин отметил, что разрушения газовых баллонов случаются, но чаще всего это связано с нарушениями техники безопасности.
Он рассказал об устойчивости баллонов третьего типа к механическим повреждениям. Внешняя оболочка баллона − это не вся ее защита. Силовую оболочку составляет смесь волокна со смолой. Основной композитный материал покрывается стекловолоконным защитным слоем, который предохраняет внутреннюю силовую оболочку от механических повреждений.
Между выступлениями спикеров гости Информационных центров по атомной энергии Ижевска и Саратова приняли участие в квизе, посвященном водородному транспорту и композитным материалам. Они узнали о композите из льда и целлюлозы, а также увидели примеры водородного транспорта прошлого века.
