.jpg)
Использование водородного топлива в России должно стать одним из шагов выполнения международных экологических обязательств. Наиболее реальные перспективы у этого энергетического ресурса открываются в железнодорожной сфере.
Перевод транспорта на экологически чистые виды топлива является одной из ключевых мер по сокращению вредных выбросов. Так, в целевом сценарии утвержденной энергетической стратегии до 2050 года предполагается сокращать объемы потребления бензина и дизельного топлива за счет роста доли электротранспорта, автомобилей на газомоторном топливе и на водороде с 1% до 14%. Подобный переход ожидается и в других сегментах, включая железные дороги.
Первый в России пассажирский поезд на водородных топливных элементах планируется изготовить уже к лету 2026 года. Дальше он отправится на сертификационные испытания. Ожидается, что к лету 2027 года такой новый уникальный продукт будет полностью готов к эксплуатации.
Пассажирский поезд на водороде, аналогов которому нет в странах с железнодорожной колеей 1520 мм, создается в рамках подписанного в 2019 году соглашения между компанией "Трансмашхолдинг", РЖД, государственной корпорацией "Росатом" и правительством Сахалинской области.
Силовое оборудование новых поездов будет работать на топливных элементах с протонообменной мембраной, которые разделяют топливо на водород и кислород. На положительно заряженном электроде молекулы водорода расщепляются до протонов, которые через мембрану должны поступить к отрицательно заряженному электроду. Там в результате реакции между протоном и кислородом образуется вода, а химическая энергия этого процесса преобразуется в электрическую.
Выпускать поезда на водороде предполагается или с двумя головными вагонами и бустерной секцией, или с тремя вагонами (плюс промежуточный вагон).
Запас хода состава из двух вагонов должен достичь 725 км на водороде и 80 км на батареях, у состава из трех вагонов эти показатели будут насчитывать, соответственно, 487 км и 40 км.
Для того, чтобы сделать поезд более тихим и комфортным, все силовое оборудование, водородные топливные элементы, система хранения и накопители энергии будут расположены в отдельном вагоне-бустере. Максимальная вместимость поезда составит от 551 до 875 человек.
Водородное топливо является наиболее оптимальным вариантом для пассажирского транспорта. Оно экологичечски чистое, поскольку выхлоп представляет собой водяной пар, возобновляемое, так как это самый распространенный элемент на планете, и по мощности может конкурировать с существующими видами энергии. Но ключевой проблемой развития этой технологии является высокая стоимость производства водорода, его хранения и транспортировки.
Решением может стать создание на начальном этапе пилотного полигона с небольшим заправочным комплексом и достаточно скромной транспортной инфраструктурой, где будет эксплуатироваться небольшое количество поездов. По итогам испытаний технологии будет принято решение о масштабировании проекта на другие российские регионы с неэлектрифицированными железнодорожными линиями.
Ключевыми преимуществами использования водорода на транспорте являются его экологическая чистота, более высокая энергоемкость, чем у литиевых аккумуляторов, а также отсутствие необходимости длительной зарядки. Но рынок водородного топлива в России еще только зарождается. В регулярной эксплуатации пока нет какого-либо водородного транспорта. Существующие суда и автобус на водороде находятся на этапе испытаний и являются прототипами.
Главным препятствием для развития водородной отрасли остается сложная экономика. При небольших объемах выпуска водорода его использование в качестве топлива будет экономически нецелесообразным. Но переход к массовому производству, стимулирование спроса, наличие соответствующего транспорта и развитие производственной и распределительной инфраструктуры могут повысить привлекательность сегмента. Получение водорода путем электролиза в настоящий момент в три-пять раз дороже синтеза из газа, однако в будущем при развитии технологий и массовом внедрении электроэнергии с ветряных или приливных электростанций эта разница будет сокращаться.
Конечно, использовать водород можно во всех отраслях, однако наиболее вероятным представляется его применение на железнодорожном и водном видах транспорта, так как в этом случае нет необходимости в строительстве большой сети заправочных станций.
Проект водородного поезда говорит об активном освоении водородных технологий и изучении перспектив. С одной стороны, в России есть большой потенциал благодаря мощной ресурсной базе и растущему интересу со стороны стран-импортеров, таких как Китай, что создает предпосылки для развития водородной отрасли на экспорт. С другой стороны, водород имеет множество ограничений в использовании.
В мире технологическая цепочка по водороду, включающая его выработку, транспортировку, заправки, системы тяги, а также всю нормативную базу, может прийти к коммерчески привлекательному состоянию к 2040 году, цены на водород пойдут вниз, и тогда он займет свою нишу. Именно в этот период может определиться и дальнейшая стратегия применения водородных составов на более загруженных участках железнодорожной сети.
В России пилотный проект водородной тяги реализуется с учетом мирового опыта и экономической целесообразности. На Сахалине в формате единого кластера объединены генерация, транспортировка и потребление, а также учитывается высокий потенциал сбыта самого водорода в страны Азиатско-тихоокеанского региона. Новый поезд также использует самый передовой опыт последних десятилетий. Силовая установка находится в отдельном вагоне-бустере, что позволяет закладывать вариативность исполнения системы тяги в поезде. Помимо этого, низкопольные поезда востребованы во многих странах, а пилотная комплектация водородной тягой привлечет еще больше внимания со стороны зарубежных заказчиков.
