Почему водород называют «топливом будущего»? Могут ли транспорт и промышленность полностью перейти на «чистую» энергию? Что связывает композитные баллоны и транспорт будущего? На эти и другие вопросы получили ответы 20 марта гости Информационных центров по атомной энергии (ИЦАЭ) 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 саратовские спикеры: 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.
Учёные Саратовского государственного технического университета имени Ю.А, Гагарина рассказали, что водород можно применять как для личных автомобилей, так и для общественного транспорта. Причем он уверенно себя чувствует не только в зоне умеренных широт, но и в экстремальных условиях Крайнего Севера.
Сергей Александрович показал устройство водородного двигателя и схему работы топливного элемента. Он отметил: «Топливный элемент может использоваться как основной источник энергии для движения автомобиля. В то же время может быть использована иная компоновка, когда водород является добавлением к основному источнику энергии – бензину или дизельному топливу».
Спикер показал примеры реальных автомобилей с водородными двигателями – японский Toyota Mirai и российский NAMI Hydrogen. Среди преимуществ такого транспорта Сергей Гусев выделил экологическую чистоту и высокую энергоёмкость. При использовании водорода в топливных элементах вместо привычных выхлопных газов с CO2 выделяется только вода. К тому же 1 кг водорода передаёт столько же энергии, сколько создаст 3 кг бензина. Водородные грузовики и автобусы смогут преодолевать большие расстояния без частой дозаправки.
Доктор экономических наук также отметил быструю заправку водородных топливных ёмкостей по сравнению с электромобилями, долгий срок хранения водорода и снижение зависимости от ископаемого топлива. Говоря о недостатках водородного транспорта, Сергей Александрович рассказал о высокой стоимости производства «зелёного» водорода и его энергоёмкости. Водород – легковоспламеняющийся газ, 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 и электротранспорт – экологичные варианты автомобилей будущего. Кандидат технических наук Игорь Куверин рассказал, как могут разделиться в будущем эти два вида транспорта: «Некоторые учёные предполагают, что в будущем легковые автомобили будут иметь электродвигатель, а грузовые – водородный».
Как в транспортировке и хранении водорода и другого газового топлива используются композитные баллоны? Об этом рассказал эксперт из Ижевска – руководитель проектного офиса Научно-производственной фирмы «Реал-Шторм» (входит в ГК Росатом) Иван Капустин.
Своё выступление Иван начал с рассказа о том, что такое композиты и в каких сферах они применяются. Также спикер объяснил, что из себя представляют углеродное волокно и стекловолокно. Именно они являются основой для композитных материалов, производимых Композитным дивизионом Росатома. «Реал-Шторм» производит металлокомпозитные баллоны, которые используются в топливных баках автомобилей на метане, ёмкостях для газонаполнительных станций и для технических газов. Эти баллоны относятся к 3 типу – они имеют стальную или аллюминиевую основу, а также армирующую намотку по всей поверхности баллона. Обмотка из базальта, стекловолокна и углеволокна создают невероятно прочную и лёгкую оболочку баллона.
«Баллоны 3 типа не подвержены водородному охрупчиванию, могут эксплуатироваться в экстремальных температурах от -60 до +65 °C. Такие баллоны используются в автобусах, грузовиках, а также в хранилищах, в том числе для хранения водорода. Эти хранилища могут быть установлены как рядом с заправочными водородными станциями, так и в месте производства водорода», – дополнил Иван.
«Реал-Шторм» поставляет баллоны крупным производителям транспорта: 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.
Иван рассказал об устойчивости баллонов 3 типа к механическим повреждениям: «Внешняя оболочка баллона – это не вся её силовая защита. Силовую оболочку составляет основной композитный материал – смесь волокна со смолой. Он покрывается стекловолоконным защитным слоем, который защищает внутреннюю силовую оболочку от механических повреждений».
Между выступлениями спикеров гости ИЦАЭ Саратова и Ижевска приняли участие в квизе, посвящённом водородному транспорту и композитным материалам. Участники узнали о пайкерите – композите из льда и целлюлозы, а также увидели примеры водородного транспорта прошлого века.
Гостья ИЦАЭ Ижевска Наталья Пастухова поделилась своими эмоциями о телемосте:
«Достаточно интересно было послушать сегодняшних спикеров. Тема экологии и путей решения текущих проблем захватывает. Раньше я не вникала глубоко в эту область, но сегодня мне пришлось задуматься о важности замещения текущих используемых человечеством ресурсов новыми, лояльными. Я воодушевлена и надеюсь, что водород как топливо будущего будет продвинуто!»
А школьница из Саратова Софья Маркова отметила живой интерес слушателей к теме:
«Мне очень понравилось, что большинство людей, которые задавали вопросы, вели оживлённый диалог с экспертами. Было очень интересно слушать, какие вопросы приходили на ум людям, увлечённым темой. Данная отрасль науки очень актуальна сейчас, и телемост позволил им понять, что развиваться в данной сфере можно и нужно».
