MOTO 2030 — это пятничная серия Gazeta.pl, в которой мы обсуждаем наиболее важные темы, касающиеся будущего автомобильной промышленности, транспорта и технологий. Также будут интересные рассказы дизайнеров и описания истории компаний, чье прошлое влияет на то, как будет выглядеть автомобильная промышленность будущего. Машины, дороги и города очень динамично меняются на наших глазах. Каждую пятницу журналисты Moto.pl будут писать об этих изменениях. Здесь вы найдете все статьи из серии MOTO 2030.
Лукаш Кифер, Moto.pl: Ничто в автомобильной промышленности не вызывает больше споров, чем водород. Почему Toyota так много внимания уделяет самому простому элементу? Большая часть отрасли относится к этому скептически. Это напоминает мне времена, когда вы продвигали гибриды, и в них почти никто не верил. Я до сих пор задаюсь вопросом, было ли это больше расчетом или удачей. Хотите повторить историю?
Тибо Паке, Toyota: Действительно, можно сравнить нынешнюю ситуацию с водородным приводом с гибридной ситуацией в прошлом. Но между этими технологиями есть принципиальная разница. В случае с гибридами Toyota не было инфраструктурного барьера. Это была просто сеть заправочных станций.
Развитие водородных приводов зависит от сети заправок на этом топливе. Однако технологического барьера нет. Моя служебная машина — водородный Mirai первого поколения. Это идеальный автомобиль на каждый день, простой в использовании и надежный. Инфраструктура является ключом к развитию водородных приводов в автомобильной промышленности.
Я знаю, что водород вызывает очень сильные эмоции, особенно в онлайн-дискуссиях, и я хочу повторить слова Джилла Пратта, нашего главного ученого. Многие люди пытаются предсказать будущее, но никто не знает, кто окажется прав.
Поэтому мы считаем, что если мы хотим быть готовыми к тому, что принесут ближайшие годы, мы должны выбрать разные пути развития. Мнение о том, что Toyota хочет заменить аккумуляторы в электроприводах на водородные, ошибочно. Мы уже разработали как минимум пять электромобилей и имеем больше опыта работы с такими приводами, чем принято считать.
Тибо Паке, Тойота фото: Тойота
Каждый гибридный привод Toyota состоит из двух электрических машин. Мы уже произвели миллионы гибридов и, возможно, самые электрические двигатели в мире. Мы верим, что электроприводы займут важное место в автомобильной промышленности. Однако, в отличие от многих компаний, мы не считаем, что аккумуляторный привод — идеальное решение всех автомобильных проблем в любом уголке мира.
Поэтому мы должны иметь наготове и другие технологии: классические гибриды, подключаемые автомобили и водородные автомобили. Мы будем их все разрабатывать параллельно и применять в зависимости от условий. В основном вы спрашиваете о легковых автомобилях. Топливные элементы лучше подходят для определенных категорий таких автомобилей, чем для других. Чем больше автомобиль, тем больше и тяжелее должны быть его аккумуляторы. Тогда все больше смысла приобретает электропривод с водородным элементом.
Есть также коммерческие автомобили, которые работают почти 24 часа в сутки, и их владельцы не могут себе позволить длительные остановки на зарядку. Тогда водородный двигатель снова побеждает. Это хорошо видно в сфере коммерческого транспорта, где подобное решение используют и другие компании: Hyundai, Stellantis и Renault. Они также есть в грузовиках Daimler и Volvo, так что мы не одиноки в этой области.
Хотелось бы спросить о недостатках такого диска, а точнее о том, как вы хотите с ними бороться. Водородные элементы устраняют главный недостаток аккумуляторов — медленное восполнение энергии, но привносят множество новых: высокую стоимость элементов, строительство сети станций и самого энергоносителя. Если водород должен быть экологически чистым, он станет дорогим.
Вы задали три вопроса. Начнем со стоимости топливных элементов. Я убеждён, что аккумуляторы будут дешеветь всё больше, но не опустится ниже определённого уровня, который будет определяться ценой необходимого сырья. Поэтому по сравнению с аккумуляторами большой емкости цена топливных элементов становится привлекательной.
Высокая стоимость водородных элементов обусловлена небольшими масштабами их производства. По мере роста они станут значительно дешевле, несмотря на использование передовых технологий. Потом инфраструктура, то есть водородные заправочные станции. Да, они дорогие, но я не думаю, что комплексная сеть электроснабжения обойдется дешевле. Особенно, когда речь идет о быстрых зарядных устройствах, которым необходимо снабжать нужное количество электроэнергии.
Я видел исследования, которые пришли к выводу, что наиболее экономичным решением будет объединение обеих технологий, в зависимости от применения: гальванические элементы (батареи) и топливные элементы (водородные).
Давайте посмотрим на автомагистрали. По ним ездит много грузовиков. Даже если в будущем мы сможем заряжать их аккумуляторы очень быстро, скажем, за десять минут, такие места будут занимать огромное пространство. Необходимо будет построить тысячи стоянок размером с футбольное поле, где будут загружаться грузовики.
Водородные элементы Toyota фото: Toyota
В случае с водородными элементами все, что вам нужно, это насосы, которые не занимают много места, а время заправки останется таким же, как и сейчас. Вопреки внешнему виду, пространство ограничено. Более того, кто-то подсчитал, что если все существующие накопители заменить аккумуляторными, вся необходимая инфраструктура будет стоить очень дорого. Отдельные его компоненты недешевы, начиная с медных кабелей. Если бы хотя бы десять процентов этих автомобилей были водородными вместо аккумуляторов, общая стоимость инфраструктуры уже была бы ниже.
Это еще не все. На данный момент Германия потратила два миллиарда евро из государственного бюджета на субсидии для домашних сетей, питающих электромобили. Если бы мы за те же деньги построили водородные заправочные станции, их было бы много. На поддержку водородной инфраструктуры Германия пока выделила всего 52–55 млн евро.
Я хочу показать, что направление, в котором мы движемся, является результатом нашего выбора, а не экономическими причинами. Однако в одном я согласен: инфраструктура необходима. Без этого мы не продвинемся вперед. Если его не будет, не будет и водородных автомобилей.
Есть проблема и с водородом – энергоносителем. Это либо дешево, либо экологично.
Да, но в этом случае вам также необходимо сравнить стоимость обеих технологий. В Германии солнечные панели, генерирующие электроэнергию для зарядки электромобилей, имеют КПД примерно 75%. Для производства зеленого водорода в тех же условиях потребуется домашний электролизер с КПД около 50%. Первый вариант побеждает.
Водородное такси в Копенгагене фото Toyota
Только на свете есть разные места. Та же фотоэлектрическая панель в Саудовской Аравии будет производить в два с половиной раза больше электроэнергии, чем в Германии, поскольку солнце светит интенсивнее. Это означает, что у нас есть большой экономический запас для транспортировки электроэнергии из Саудовской Аравии в Германию и при этом удешевления ее. Для этого можно использовать водород. Даже если мы потеряем 50 процентов. за конверсию и дополнительные 25 процентов во время транспортировки в определенных условиях это будет лучшим решением, чем выработка электроэнергии на месте.
Тем более, что сомнительно, что Европа сможет полностью удовлетворить свои потребности в энергии из устойчивых источников. Ему, вероятно, придется покупать электроэнергию в тех местах, где ее легче производить таким образом. Энергетический ландшафт будущего сложен, и универсального решения не существует.
Я представлял себе будущее, в котором будут только электромобили. У некоторых есть аккумуляторы, и они используются для повседневного вождения, но во время путешествия вы можете арендовать автомобиль на топливных элементах и ездить, используя его запас хода и стратегически расположенную сеть станций вдоль автомагистралей. Имеет ли это смысл?
Думаю да, особенно на начальном этапе электрификации транспорта. Европа пытается построить такую стратегическую сеть водородных заправочных станций. У Европейской комиссии есть план по обеспечению того, чтобы каждая такая станция находилась на расстоянии не более 150 км, которые можно проехать по автомагистрали. Это имеет смысл, поскольку по автомагистралям будут ездить грузовики, потребляющие больше всего энергии.
Если такие водородные коридоры будут созданы, ими смогут пользоваться и легкий транспорт, и легковые автомобили. Но это требует изменения подхода к электрификации. Прежде чем где-то строить водородную заправочную станцию, нужно быть уверенным, что в этом месте будет спрос на такое топливо. Реализация такого плана потребует сотрудничества всех заинтересованных сторон, включая производителей автомобилей.
Водородные элементы Toyota фото: Toyota
Вы говорили о потерях энергии, возникающих при использовании водорода в качестве энергоносителя. Это главный аргумент Илона Маска против такого решения. Вот почему он предпочитает грузовики с аккумуляторным питанием.
Мне бы хотелось поговорить об этом с Илоном Маском. Это правда, что если мы разместим фотоэлектрическую панель на крыше нашего дома, потери энергии будут ниже и, следовательно, стоимость будет ниже. Но будущее не будет таким. В некоторых регионах электроэнергия из устойчивых источников будет намного дешевле, чем в других местах. Поэтому стоит его перевезти. Тогда такой подсчет прибылей и убытков теряет смысл.
Тем более, что возобновляемые источники энергии нелинейны. Они не обеспечивают равномерную подачу одинакового количества тока. Я живу в Европе, у меня на крыше дома стоят панели, но зимой они практически бесполезны. То же самое ночью, хотя это очевидно. В будущем я подумываю о покупке классического электромобиля и замене системы отопления дома тепловым насосом. Все это потребует электроэнергии, которую не везде можно получить экологически.
Поэтому вам нужно будет его импортировать. Тогда водород может быть лучшим решением. Я согласен с Маском в том, что в тех регионах мира, где у нас есть доступ к достаточному количеству экологически чистой электроэнергии, использование водорода не имеет смысла. Но это не везде так. Например, пусть он расскажет мне, где он будет брать электричество зимой.
Я читал такие мнения: супермейджеры (крупнейшие газовые и нефтяные компании) знают, что водород — это тупик, но используют его, чтобы задержать электрификацию. Некоторые даже подозревают в таких намерениях Toyota. Как бы вы это прокомментировали?
Просто взгляните на наше портфолио продуктов, чтобы убедиться, что это не так. Причина такого мнения в том, что не все осознают, что Toyota является мировым производителем. Мы продаем автомобили на всех континентах: Европа, Азия, Америка, Австралия и Африка.
Стоит съездить в длительный отпуск, чтобы понять, что в разных местах экономика выглядит совершенно по-разному. У многих из них не будет инфраструктуры, необходимой для создания электромобилей в течение десятилетия. Некоторые люди не понимают стратегию Toyota. Мы хотим вести устойчивый бизнес, а также поставлять продукцию потребителям по всему миру.
Каэтано-водородная ячейка водород фото Toyota
Электрические автомобили, вероятно, не имеют смысла там, где у многих семей нет электричества в домах, не говоря уже о машинах.
Конечно. Там, где экономика наиболее развита и у людей много денег, пусть покупают электромобили, скоро и Тойоты. В других местах подключаемые гибриды являются лучшим решением. Их использование позволит значительно сократить глобальные выбросы CO2.
В каком транспорте водород имеет наибольшее значение? Автомобильный, железнодорожный и морской? В легковых автомобилях дальнего следования это тоже есть?
Для этого есть простая формула. Водородные элементы имеют больше смысла, чем серьезнее проблема, связанная с большим весом транспортного средства. Давайте подумаем о грузовиках и автобусах, а также о самолетах и кораблях. У водорода здесь есть будущее.
***
Тибо Паке работает в Toyota Motor Europe с 1996 года. С 2019 года он возглавляет отдел исследований и разработок (НИОКР) в области автомобильных приводов, а с В 2020 году он также занимал должность директора европейского подразделения топливных элементов в Toyota. Выпускник факультета машиностроения Университета KU Leuwen в Бельгии. Его специализация – термомеханика.
Тибо Паке, Тойота фото: Тойота