Электричество, водород или е-топливо?
https://doi.org/10.51187/0135-3152-2023-1-56-81
Аннотация
Электрификация автотранспорта – одна их самых обсуждаемых и актуальных проблем современного общества. Действительно ли это путь к совершенству и гармонизации сосуществования человеческой цивилизации с природой? Нужно ли нам в России следовать путём, который торит Европа? Или, как обычно, «у нас особенная стать»? Есть ли объективные предпосылки к чувствительным изменениям для нас, жителей России, в энергетической отрасли, в транспортной инфраструктуре и, как следствие, в жизни нашего общества? В работе проведён сравнительный анализ различных сценариев электрификации транспортных средств (ТС) в России и показано, что энергетическая и экологическая эффективность электрификации транспорта в значительной степени зависит от того, с помощью какого именно электричества происходит электрификация. Ключевая задача энергетического перехода – ограничение выбросов парниковых газов – может быть решена только на основе неуглеродной электрогенерирующей энергетики. Авторы рассмотрели 20 вариантов электрификации среднестатистического пассажирского ТС с различным качеством электрогенерации (углеродным следом электрогенерирующих систем) и различными силовыми агрегатами – чисто электрическими (BEV), гибридными (HEV и PHEV), с топливными элементами (FC), с различными видами источников первичной энергии – и пришли к заключению, что, во-первых, роль водорода как автомобильного топлива сильно переоценена; во-вторых, скорее производные водорода такие, как е-топлива, имеют более успешные перспективы применения на транспорте, и, в-третьих, помимо BEV, «городская» ниша которых давно и вполне оправдано предопределена, автомобили типа PHEV могут быть наиболее эффективными с точки зрения как потребительских требований к качеству мобильности, так и требований общества к экологической эффективности ТС в целом
Ключевые слова
Об авторах
М. А. ЗленкоРоссия
Зленко Михаил Александрович – д-р техн. наук, главный научный сотрудник Центра «Энергоустановки»
г. Москва 125438
А. С. Теренченко
Россия
Теренченко Алексей Станиславович – канд. техн. наук, директор Центра «Энергоустановки»
г. Москва 125438
Список литературы
1. Revision of the Renewable Energy Directive: Fit for 55 package. URL: https://www.europarl.europa.eu/RegData/etudes/BRIE/2021/698781/EPRS_BRI(2021) 698781_EN.pdf (дата обращения: 06.03.2023).
2. Greenhouse gas emissions by sector, World. URL: https://ourworldindata.org/grapher/ghg-emissions-bysector (дата обращения: 06.03.2023).
3. Well to Tank Energy Effi ciencies for Gasoline. URL: https://better-energy-llc.com/well-tank-energyefficiencies-gasoline-diesel/ (дата обращения: 06.03.2023).
4. Well-to-tank. Report Version 4.a JEC WELL-TOWHEELS ANALYSIS. URL: wtt_report_v4a_april2014_ pubsy.pdf (дата обращения: 06.03.2023).
5. Well-to-tank effi ciencies and СО2-factors compared. URL: https://www.paccar.ethz.ch/downloads/posters/poster_well_to_tank_small.pdf (дата обращения: 06.03.2023).
6. Энергоэффективность переработки нефти. URL: https://www.sinref.ru/000_uchebniki/04600_raznie_9/760_pererabotka_nefti_spr_2017_god/071.htm (дата обращения: 06.03.2023).
7. Отчёт о функционировании ЕЭС России в 2021 году. URL: https://www.so-ups.ru/fileadmin/fi les/company/reports/disclosure/2022/ups_rep2021.pdf (дата обращения: 06.03.2023).
8. Выгон Г. и др. Евро ТУР: цена вопроса. VYGON Consulting. Июнь 2021. URL: https://vygon.consulting/products/issue-1894/ (дата обращения: 06.03.2023).
9. Empowering people with data. URL: https://www.statista.com/ (дата обращения: 06.03.2023).
10. Ланьшина Т. Прогноз развития ВИЭ в России до 2035 года // Научный вестник ИЭП им. Гайдара. РУ. – 2019. – № 9. – С. 40–47.
11. Распоряжение Правительства Российской Федерации от 9 июня 2017 г. № 1209-р об утверждении Генеральной схемы размещения объектов электро- энергетики до 2035 года. URL: http://static.government.ru/media/files/zzvuuhfq2f3OJIK8AzKVsXrGIbW8ENGp.pdf (дата обращения: 06.03.2023).
12. Greenhouse gas emission intensity of electricity generation – European Environment Agency. URL: https://www.eea.europa.eu/data-and-maps/daviz/co2-emission-intensity-12/#tab-chart_2 (дата обращения: 06.03.2023).
13. Стратегия социально-экономического развития Российской Федерации с низким уровнем выбросов парниковых газов до 2050 года. Распоряжение Правительства Российской Федерации от 29 октября 2021 г. № 3052-р.
14. Варшавский И.Л. Применение водорода в тепловых двигателях // Атомно-водородная энергетика и технология. – 1980. – Вып. 3. – С. 129–160.
15. Мищенко А.И. Применение водорода для автомобильных двигателей. – Киев: Наук. Думка, 1984. – 143 с.
16. Шатров Е.В., Раменский А.Ю., Кузнецов В.М. Исследование мощностных, экономических и токсических характеристик двигателя, работающего на бензино-водородных смесях // Автомобильная промышленность. – 1979. – № 11. – С. 3–5.
17. Hydrogen colors codes. URL: https://www.h2bulletin.com/knowledge/hydrogen-colours-codes/ (дата обращения: 06.03.2023).
18. Day P. Hydrogen costs hang on solving transportation. Aug 10, 2022. URL: https://www.reutersevents.com/renewables/renewables/hydrogencosts-hang-solving-transportation (дата обращения: 06.03.2023).
19. Collis J., Schomäcker R. Determining the Production and Transport Cost for H2 on a Global Scale. URL: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fenrg.2022.909298/full (дата обращения: 06.03.2023).
20. Hurskainen М. Liquid organic hydrogen carriers (LOHC): Concept evaluation and techno-economics. VTT Technical Research Centre of Finland. VTT Research Report No. VTT-R-00057-19.
21. Веселов Ф.В., Соляник А.И. Экономика производства водорода с учётом экспорта и российского рынка. 04.05.2022. URL: https://energypolicy.ru/ekonomika-proizvodstva-vodoroda-s-uchetom-eksportairossijskogo-rynka/energoperehod/2022/09/04/ (дата обращения: 06.03.2023).
22. Фатеев В.Н., Алексеева О.К., Коробцев С.В., Серегина Е.А., Фатеева Т.В., Григорьев А.С., Алиев А.Ш. Проблемы аккумулирование и хранения водорода // Chemical Problems. – 2018. – No. 4 (16). – P. 453–483.
23. Ziegler M. The high energy density of hydrogen speaks in its favor // MTZ worldwide. – 2023. – No. 84. – P. 24–27.
24. Синяк Ю.В., Петров В.Ю. Прогнозные оценки стоимости водорода в условиях его централизованного производства. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/prognoznye-otsenki-stoimosti-vodoroda-v-usloviyahego-tsentralizovannogo-proizvodstva (дата обращения: 06.03.2023).
25. Зленко М.А., Теренченко А.С. Электротоплива – последняя «надежда» двигателя внутреннего сгорания // Труды НАМИ. – 2022. – № 4 (291). – С. 15–34. DOI: 10.51187/0135-3152-2022-4-15-34.
26. Haru Oni Demonstration Plant. URL: https://www.hifglobal.com/haru-oni (дата обращения: 06.03.2023).
27. Hemmer S., Zsiga N., Kraft J. The NM12 Highperformance Fuel Cell Stack Module for Commercial Vehicles // MTZ. – 2023. – No. 84. – P. 16–23.
Рецензия
Для цитирования:
Зленко М.А., Теренченко А.С. Электричество, водород или е-топливо? Труды НАМИ. 2023;(1):56-81. https://doi.org/10.51187/0135-3152-2023-1-56-81
For citation:
Zlenko M.A., Terenchenko A.S. Electric power, hydrogen or e-fuel? Trudy NAMI. 2023;(1):56-81. (In Russ.) https://doi.org/10.51187/0135-3152-2023-1-56-81