Сергей Ермаков 
Перевод грузового транспорта на водородное топливо способен кардинально сократить выбросы углекислого газа, однако климатическая выгода напрямую зависит от способа производства, распределения и использования этого газа. Новое исследование Технологического университета Чалмерса в Швеции показывает, что наиболее предпочтительным вариантом является «зеленый» водород, произведенный локально. Такой подход не только минимизирует воздействие на окружающую среду, но и открывает путь к энергетической самодостаточности для любой страны, что особенно актуально в периоды кризисов и геополитической напряженности.
На сегодняшний день тяжелый автомобильный транспорт потребляет пятую часть мировых запасов нефти, а в Евросоюзе дизельные грузовики являются главным источником выбросов парниковых газов в транспортном секторе. Прогнозы указывают на дальнейший рост потребности в грузоперевозках, а значит, и на увеличение спроса на ископаемое топливо. Замена его водородом стала неотъемлемой частью глобальных стратегий по сокращению углеродного следа. Исследование, опубликованное в журнале iScience, предлагает комплексный анализ потенциала водорода как топлива – от производства и транспортировки до выбора материалов для грузовиков и непосредственного использования.
«Водород не производит углекислый газ при использовании в топливных элементах, но нам нужно убедиться, что мы не переносим выбросы из одной части жизненного цикла в другую», – поясняет ведущий автор исследования Хорхе Энрике Веландия Варгас. Ученые смоделировали различные сценарии будущих цепочек поставок в Швеции и оценили разные технологии на каждом этапе, чтобы выявить наиболее эффективные решения.
Главный вывод заключается в том, что использование водорода вместо дизеля значительно снижает выбросы CO2. Однако наибольшие сомнения вызывает так называемый «голубой» водород, производимый из природного газа. Хотя в процессе его получения углекислый газ улавливается и хранится, полностью избежать утечек невозможно. «Теоретически производство голубого водорода климатически нейтрально, но в реальности это не так», – отмечает доцент Мария Гран. По ее словам, 5–10% CO2 все равно попадает в атмосферу, а в цепочке поставок происходят утечки метана, парниковый эффект которого в 30 раз сильнее, чем у углекислого газа.
Альтернативой природному газу мог бы стать биометан из органических отходов. Его использование для производства водорода теоретически может привести к отрицательным выбросам, поглощая больше CO2, чем выделяется. Однако этот процесс требует сложной инфраструктуры для улавливания углерода и значительных энергозатрат. По мнению исследователей, эффективнее может быть прямое использование биометана в качестве топлива для грузовиков, а не его преобразование в водород.
Наилучшим вариантом для климата, согласно исследованию, остается «зеленый» водород. Он производится из воды с помощью электроэнергии из возобновляемых источников, таких как солнце или ветер. Помимо минимальных выбросов, его ключевое преимущество – возможность производства в любой точке мира. «Энергетическая самодостаточность так же важна, как и сокращение выбросов, что мы особенно ясно увидели на фоне событий в Украине. Водород можно производить где угодно, используя воду и энергию солнца или ветра», – подчеркивает Мария Гран.
Исследование также показало, что с климатической точки зрения выгоднее производить водород в непосредственной близости от заправочных станций, а не на крупных централизованных заводах. Это позволяет избежать его транспортировки на дальние расстояния, которая требует больших энергозатрат. «Водород – самый легкий из всех элементов, и он не „любит“, чтобы его перевозили. В газообразной форме он требует мощного сжатия, а в жидкой – экстремального охлаждения», – говорит Варгас. Оба варианта сопряжены с потерями энергии, а при перевозке жидкого водорода возникает проблема его испарения.
Ученые утверждают, что для максимального вклада водорода в сокращение выбросов необходимы правильные условия, чтобы избежать напрасной траты времени и ресурсов. Хотя исследование проводилось на примере Швеции, его выводы применимы и в мировом масштабе. «Транспортный сектор быстро меняется, и каждое принятое решение имеет долгосрочные последствия. Поэтому крайне важно, чтобы эти решения подкреплялись тщательными оценками и анализом жизненного цикла», – заключает Мария Гран.
