Компания Rolls-Royce при сотрудничестве с авиакомпанией easyJet впервые в мире провела наземный запуск современного авиадвигателя, работающего на водороде. Партнёры называют это важной вехой на пути к доказательству концепции, согласно которой водород может стать авиационным топливом будущего.

Источник изображения: easyJet

Модель использовала «зелёный», экобезопасный водород, выработанный с помощью ветряных и приливных электрогенераторов. Помимо прочего, эксперимент косвенно подтверждает верный выбор стратегии декарбонизации, избранной как Rolls-Royce, так и easyJet. Обе компании намерены доказать, что газ может безопасно и эффективно обеспечивать энергией гражданские авиадвигатели — уже планируется второй этап тестов, в долгосрочной перспективе планируются и лётные испытания.

Тест проводился в Великобритании с использованием модифицированного двигателя Rolls-Royce AE 2100-A, предназначенного для использования в самолётах для региональных авиаперевозок. «Зелёный» водород поставлялся Европейским центром морской энергетики (EMEC) и генерировался с использованием возобновляемой энергии на Оркнейских островах Великобритании.

По словам технического директора Rolls-Royce Грации Виттадини (Grazia Vittadini), «успех этого водородного теста стал захватывающей вехой. Только в июле мы объявили о нашем сотрудничестве с easyJet и уже совершили невероятный старт со знаковым достижением. Мы раздвигаем границы исследования возможностей углеродной нейтральности водорода, который сможет изменить будущее полётов».

В easyJet заявили о поддержке продолжения сотрудничества, поскольку водород обеспечивает большие возможности для ряда самолётов, включая модели, соответствующие размерам небольших самолётов, используемых easyJet. Эксперимент стал важным шагом на пути к достижению углеродной нейтральности к 2050 году. По результатам анализа наземного теста планируется серия дальнейших стендовых испытаний и, в результате — полномасштабный наземный тест двигателя Rolls-Royce Pearl 15.

Партнёрство организовано в рамках кампании Race to Zero, предусматривающей достижение нулевого углеродного выброса к 2050 году. Rolls-Royce активно участвует в развитии «зелёных» технологий. Только летом этого года компания заявила о намерении протестировать некоторые из своих двигателей, оптимизированные для водородного топлива, а также предложить водородные двигатели компании Airbus, которая уже работает с CFM International — совместным предприятием французской Safran и американской General Electric, тоже разрабатывающим двигатель для экспериментального авиалайнера.

Разработчик и производитель водородного суперкара XP-1 — компания Hyperion готовится к развёртыванию в США сети мобильных водородных заправок, дополнительно способных служить в качестве зарядных станций для электромобилей. При этом такие заправки довольно автономны — они не требуют подвоза водорода и добывают его электролизом непосредственно из воды.

Источник изображения: Hyperion

Согласно статистике, в США имеется 72 296 автозаправочных станций, а по данным компании GLP Autogas, водородных заправок в стране всего 107, включая частные. Если не учитывать Калифорнию и Гавайи, водородных заправок не останется вообще. Впрочем, ситуация всё равно лучше, чем, например, в Австралии, где на всю страну имеется три водородных заправочных станции. Даже в Японии и Южной Корее, продвигающих водородные топливные элементы, таких станций пока всего 166 и 34 соответственно.

Проект компании Hyperion может столкнуться с некоторыми трудностями. Одним из главных преимуществ электромобилей является возможность заряжать их дома или на работе, поэтому возвращение к заправкам вряд ли вызовет восторг потенциальных клиентов. Тем не менее не исключено, что водородному автопрому в мировой истории придётся уделить больше внимания, чем ожидается — пока в мире элементарно не производится достаточно лития, чтобы обеспечить всё население мира аккумуляторами в ближайшие десятилетия.

Источник изображения: Hyperion

Впрочем, решение Hyperion, разработавшей водородный гиперкар с запасом хода 1600 км, довольно эффективно и не полагается на традиционные цепочки поставок водорода. Заправки будут производить водород из воды там, где есть её источники и электричество. Хотя заправки будут оснащаться солнечными элементами питания, этого вряд ли будет достаточно для производства газа в значимых количествах для массовой заправки машин, поэтому, вероятно, размещать их будут в зоне доступа к обычной электроэнергии.

Станции предусматривают самообслуживание. Более того, такие заправки могут служить и для зарядки обычных электромобилей, позволяя заряжать машины на электрической тяге до 80 % за 20 минут. На заправку водородом будет уходить около 5 минут.

«Мосгортранс» в обозримом будущем не планирует организовывать движение водородных автобусов по столичным маршрутам. Причины — необходимость доработки соответствующей технологии и отсутствие заправочной инфраструктуры.

Источник изображений: «КАМАЗ»

Весной этого года, напомним, сообщалось, что в российской столице планируется организовать экспериментальную эксплуатацию автобусов с силовой установкой, работающей на водороде. Разработку такого транспорта с начала 2021 года ведёт «КАМАЗ».

Более того, в ходе выставки Comtrans-2021 в Москве уже демонстрировался водоробус «КАМАЗ-6290», способный преодолеть без дозаправки расстояние до 250 км. Говорилось, что в четвёртом квартале 2022 года, после проведения испытаний, эта машина будет передана на тестирование в российскую столицу. Но, как теперь сообщается, планы по развитию пассажирского водородного транспорта в Москве, вероятно, будут пересмотрены.

«Водородная технология ещё сыровата. С учётом санкционных событий, конечно, ещё чуть-чуть отодвинули её реализацию. Не в ближайшей перспективе. Пока ещё технологическая платформа не дошла до такой стадии, когда водоробус можно аккумулировать на полосу. Когда дойдёт, то с удовольствием привезём, но не любой ценной», — приводит ТАСС слова генерального директора ГУП «Мосгортранс» Николая Асаула.

Отмечается также, что пока ни один из российских поставщиков энергии не вышел с инициативой по поставке и установке водородных станций. Приоритетом же является развитие электрического транспорта.

Британская Rolls-Royce намерена провести ряд наземных тестов, позволяющих оценить безопасность использования водорода в качестве топлива для её авиационных двигателей. Сначала, уже в этом году, испытают турбовинтовой AE 2100, используемый в гражданских и военных летательных аппаратах, позже — Pearl 15, применяемый в бизнес-джетах.

Двигатель Pearl 15 // Источник изображения: Rolls-Royce

По прогнозам экспертов компании IBA, углеродные выбросы в этом году увеличатся на 36 % в сравнении с прошлым годом и достигнут допандемийного уровня к 2023 году. Испытания двигателей с водородом пройдут после ряда исследований, результаты которых продемонстрировали перспективность коммерческого использования водородных технологий. Ожидается, что тесты укажут на потенциальные проблемы, связанные с применением в водорода в качестве топлива. В течение года или двух будет принято решение о проведении реальных полётных тестов.

Хотя в компании уверены, что в краткосрочной перспективе у бизнеса авиаперевозок нет альтернатив экоустойчивым видам топлива (SAF) на основе растительных и животных жиров, представитель Rolls-Royce подчеркнул, что «за кулисами» очень много внимания уделяется водороду, а совместная оценка его перспективности с компанией Fly Zero показала, что для него тоже найдётся место. В Rolls-Royce намерены предложить Airbus, которая планирует ввести в эксплуатацию первую модель водородного самолёта к 2035 году, ассортимент водородных двигателей.

Известно, что Airbus уже работает с CFM International — совместным предприятием французской Safran и американской General Electric для разработки двигателя для экспериментального водородного авиалайнера. В Rolls-Royce подчеркнули, что не осведомлены о планах Airbus, но хотят иметь в распоряжении варианты двигателей, когда речь зайдёт о принятии решения о вводе водородного проекта в эксплуатацию.

Отдельно компания планирует представить в этом году работающий на SAF демонстрационный двигатель, потребляющий на 25 % меньше топлива в сравнении с вариантом первого поколения — двигателем Trent. На днях сообщалась, что Rolls-Royce создала турбогенератор, способный превратить электрическое аэротакси в гибридный транспорт, что позволит увеличить как дальность его полёта, так и грузоподъёмность.

Компании Westinghouse Electric и Bloom Energy заключили соглашение о намерении производить чистый водород на коммерческом рынке атомной энергетики. Партнёры вместе разработают технологии и установки для интегрированного в АЭС крупномасштабного производства водорода на основе перегретого водяного пара. Это позволит создать источники чистого водорода и ускорить декарбонизацию крупнейших экономик мира.

Твердооксидный электролизёр. Источник изображения: Bloom Energy/Westinghouse

В основе будущих установок по производству водорода будут лежать твердооксидные топливные элементы, которые компания Bloom Energy использует в фирменных топливных модулях. Напомним, Bloom Energy с 2010 года поставляет мощные топливные ячейки для выработки электричества из разных видов топлива, включая водородное. В частности, эту продукцию облюбовали некоторые крупные ЦОД для систем резервного и даже штатного питания серверных залов. Получаемый на АЭС перегретый водяной пар идеально подходит для работы подобных ячеек и для высокотемпературного электролиза в режиме 24 часа 7 дней в неделю.

«Высокотемпературный электролиз уже привлекает внимание и получает признание как экономически эффективное и жизнеспособное решение для создания недорогого, чистого водорода, который имеет решающее значение для достижения агрессивных целей декарбонизации», — сказал Рик Бюттель (Rick Beuttel), вице-президент Bloom по водородному бизнесу.

Компания Westinghouse Electric имеет более 60 лет опыта в атомной промышленности. Вместе с Bloom Energy она рассчитывает быстро создать необходимое коммерческое решение для производства водорода на АЭС. Такое решение, уверены в Westinghouse, идеально подошло бы как основа для создания центров по производству чистого водорода в США, развёртывание которых на днях специальной программой стоимостью $8 млрд поддержало Министерство энергетики США.

Пока многие автопроизводители делают основную ставку на аккумуляторные электромобили, Toyota продолжает идти своим путём, пытаясь найти оптимальную технологию для использования водородного топлива, не только в транспорте, но и других сферах. Новый прототип сменного водородного картриджа лёгок и безопасен в эксплуатации.

Источник изображения: Toyota

Хотя водородное топливо практически безопасно для окружающей среды, газ чрезвычайно взрывоопасен и это ограничивает сферу его применения. Ситуацию может в корне изменить технология, совместно разработанная Toyota и её дочерним предприятием Woven Planet. Основная идея заключается в том, что топливные картриджи можно будет заправлять на специальном предприятии, транспортировать туда, где они необходимы, а после возвращать для заправки.

Длина картриджа составляет всего около 40 см, диаметр — порядка 18 см, а вес — около 5 кг. Toyota называет их «портативной, доступной и удобной энергией, которая позволяет доставлять водород туда, где люди живут, работают и играют без использования трубопроводов» с последующей быстрой заменой и перезарядкой.

Машинами сфера применения подобных картриджей не ограничивается — их можно будет использовать в домашней энергетике и других сферах. По данным компании, газа в одном картридже должно хватить для выработки электричества, достаточного для непрерывной работы типичной микроволновки в течение 3-4 часов.

В своём пресс-релизе Toyota отметила, что большая часть водорода сегодня выпускается из ископаемого топлива, поэтому он не является по-настоящему «зелёным». Тем не менее в компании верят, что в будущем его можно будет производить с минимальными выбросами вредных веществ в атмосферу.

Источник изображения: Toyota

Toyota планирует провести ряд тестов в разных локациях. Также компания намерена построить комплексную цепочку поставок, которая ускорит и упростит производство, транспортировку и ежедневное использование водорода. Пока Toyota позиционирует картриджи как решение для персонального или домашнего использования.