Проблема зміни клімату викликає активні дискусії серед науковців. Повторимо тези більшості: головною причиною глобального потепління є діяльність людини, зокрема викиди парникових газів, таких як CO2. Це підтверджується даними про різке зростання концентрації вуглекислого газу в атмосфері з початку індустріальної революції. У результаті парникові гази утримують тепло, що призводить до підвищення температури, танення льодовиків і екстремальних погодних явищ. Науковий консенсус підкріплюється моделями, які показують, що антропогенні фактори значно впливають на кліматичну систему.
Проте є й скептики, які ставлять під сумнів масштаб впливу людини на зміну клімату. Вчені Річард Ліндцен і Уільям Гаппер, стверджують, що кліматичні моделі можуть перебільшувати ризики, а зміни можуть бути наслідком природних коливань, які спостерігалися протягом тисячоліть. Вони також звертають увагу на недостатню вивченість кліматичних механізмів і можливі позитивні аспекти зростання CO2 для рослинності.
Таким чином, проблема зміни клімату залишається складною та багатогранною. Більшість науковців наголошують на терміновості дій для зменшення викидів, тоді як скептики пропонують більш обережний підхід, зосереджуючи увагу на природних процесах та неповній достовірності прогнозів.
Поки відстала частина світу втягує прогресивну у війну, почавши із вторгнення до України, розумні люди продовжують жити розмірним життям, рухаючи прогрес тієї самої індустріальної революції, яка вже переродилась у технічну, технологічну, а зараз на порозі енергетичної та екологічної. Тема послідовності в цьому ряді дискусійна, але важливі базові речі: наука робить бізнес, а бізнес рухає наукові відкриття. Невід’ємною частиною цього прогресивного руху є обмін досвідом та презентація розробок. Вважаємо, що НафтоРинок отримав бодай частину відповідей на питання «На якому пальному будуть їздити у найближчому майбутньому?», відвідавши восени цікавий захід у Німеччині.
Отже, провідна європейська виставка комерційного транспорту IAA Transportation 2024 (далі - IAA-24) в Ганновері показала, що майже всі без виключення європейські, а також китайські виробники комерційної техніки почали переорієнтовуватися на пошук найбільш ефективного рішення майбутнього на базі використання водню та електричних двигунів.
НафтоРинок поспілкувався як з виробниками, так і з транспортними компаніями з Європи. Думки та плани у всіх дещо відрізняються, точки зору різні, але напрямок сформовано.
Але давайте по порядку.
Альтернатива домінує
Ще під час вивчення учасників ми звернули увагу на те, що всі численні зали та відкриті виставкові майданчики Hannover Messe на мапі мають спеціальне умовне позначення «зірочка в колі», що відповідало учаснику з водневими технологіями. Таких експонентів ми нарахували більше 70.
В порівнянні з 2022 роком, постпандемійним і вибуховим для виставок та конференцій, кількість таких учасників особливо вражає. Водень посів центральне місце. І тим цікавіше, що в цьому IAA-24 площа трохи менша, а також компаній, що просувають альтернативні види пального у вигляді природного газу (CNG та LNG (LBG), стало менше. Кількість же учасників, що просувають «електричну тягу», на наш погляд, залишилася без змін. Але в «електричному сегменті», що в певній мірі також пов'язаний з водневим бумом, є також цікаві винаходи та технологічні інновації.
Переорієнтація європейських виробників комерційного транспорту з технологій, пов'язаних із природним газом і програмою низьких викидів, на декарбонізацію, як показала IAA-24, є результатом кількох факторів, пов'язаних як з економікою та політикою, так і з технологічними тенденціями.
Економічні фактори
Перехід на технології декарбонізації (наприклад, електричні та водневі технології) обумовлений прагненням виробників до довгострокової вигоди. Хоча розвиток альтернативних джерел енергії потребує значних інвестицій, він відкриває нові ринки та зменшує залежність від викопного пального, що важливо в умовах коливань цін на газ і нафту. До того ж, покупці та інвестори все частіше орієнтуються на компанії, які підтримують сталий розвиток, що створює додатковий стимул для виробників.
Політичний тиск
Багато європейських країн прийняли жорсткі кліматичні цілі в рамках Паризької угоди та інших ініціатив ЄС щодо боротьби зі зміною клімату. Політики активно просувають декарбонізацію транспорту, як один із способів досягнення вуглецевої нейтральності до 2050 року. У результаті компанії стикаються з посиленням екологічних стандартів, субсидіями на розробку чистих технологій і оподаткуванням викидів, що підштовхує їх до відмови від природного газу на користь «чистих» технологій.
Майбутнє технологій
Технології, пов'язані з природним газом, розглядалися як тимчасове рішення для зниження викидів, але зараз зрозуміло, що електричні та водневі технології є більш перспективним майбутнім для транспортної галузі. Електромобілі та водневі паливні елементи мають потенціал забезпечити повне усунення вуглецевих викидів, що відповідає довгостроковим цілям декарбонізації. Тому виробники роблять ставку на ці технології, вбачаючи їх як основу для майбутнього комерційного транспорту.
Таким чином, ця стратегічна зміна пов'язана із сукупністю економічних стимулів, політичних рішень і технологічних досягнень.
В чому різниця транспорту
Вважаємо за потрібне роз’яснити, що комерційний транспорт (дальньомагістральний, середньомагістральний і міський) суттєво відрізняється від приватного за кількома аспектами. По-перше, він споживає більше пального, особливо на далеких дистанціях, де важливі ефективність і зменшення витрат. Має значення запас ходу та швидкість заправки/зарядки. Приватні автомобілі споживають менше пального і частіше використовуються для коротких поїздок. По-друге, водії комерційного транспорту працюють за суворими графіками з обмеженням годин, тоді як приватні водії можуть керувати транспортом без таких обмежень. Час простою вантажівки – це гроші власника. По-третє, технічне обслуговування вантажівок, автобусів та венів також проводиться частіше через високий рівень зношування. В-четвертих, важливим критерієм є вагові обмеження для вантажного транспорту і кількість вантажу, що можна перевозити за один рейс; власна вага (тара) вантажівки – один з ключових параметрів вибору. Також у багатьох країнах Європи рух комерційного транспорту обмежений по днях тижня і в великих містах (low-emission zone), а навіть в «безкоштовній та безлімітній» Німеччині власники вантажівок сплачують додаткові збори за дороги, а тепер ще й за викиди CO2.
Тому розробки ефективних, економічно та експлуатаційно виправданих, паливних рішень для комерційного транспорту відрізняються від приватних «пральних машин», як колись сказав про електромобілі Джеремі Кларксон (британський ведучий передачі Top Gear, журналіст, що спеціалізується на автомобільній тематиці).
Проривні або альтернативні технології в світі не можливі без підтримки з боку держав. Це насамперед стосується екологічних ініціатив. У цьому контексті наші українські читачі можуть бути здивовані, але в країнах Європи (і не лише там) науковці, винахідники, виробники, постачальники альтернативних видів пального та користувачі в особі транспортних та муніципальних компаній отримують безвідсоткові запозичення, субсидії, премії, бонуси, заощадження та податкові привілеї. Як правило, подібні стимули дуже швидко розповсюджуються і дають результати в короткостроковій перспективі.
Пальне майтутньої мобільності
Наші спостереження та комунікації на IAA-24 дають підґрунтя зробити такі висновки щодо впровадження майбутнього пального:
- Муніципальний транспорт (місцеві автобуси, сміттєвози, прибиральні машини тощо) здебільшого перейдуть з нафтопродуктів на електричну тягу, в тому числі з використанням водневої технології Fuel Cell. Ще певний час розвиватимуться започатковані програми, пов’язані з використанням КПГ (CNG) та ЗПГ (LNG), але виключно біогазового походження (точніше BCNG та LBG), тобто отриманого шляхом переробки біологічних відходів. Подекуди у якості тимчасового експерименту та за наявності ресурсу альтернативним видом пального буде HVO100 — біопаливо, гідроочищена рослинна олія, що підходить до дизельних двигунів та виготовляється шляхом обробки рослинних олій або тваринних жирів воднем.
- Малий вантажний транспорт, кур'єрський та розвізний (в більшості до 3,5 т), також перейде з нафтопродуктів на електричну тягу, включаючи використання водневої технології Fuel Cell.
- Великотоннажний та дальномагістральний транспорт «знаходиться» в пошуку оптимальної технології, інфраструктури та пального, де на перший план виходить потенційно водень. Щонайменше програми заохочення імплементації водню як пального для великих вантажівок розраховані до 2030-2040 років.
Чому саме так і що кажуть професіонали?
У багатьох інноваціях та законодавчих трендах автомобілебудування є бренд Mercedes-Benz, єдиний, що виробляє увесь спектр легкових автомобілів, вантажівок та автобусів. Компанія Daimler Truck AG, за словами Директора підрозділу Truck, Vans and Buses ПАТ «Автокапітал» , офіційного дистрибьютора Mercedes-Banz AG та Daimler Truck AG в Україні пана Андрія Даллакяна, сконцентрувала свої зусилля на паралельній розробці батарейних вантажівок з електричним приводом та оптимізації зарядки з відповідною інфраструктурою, а також вантажівок, де запас енергії замість акумуляторів забезпечується воднем і технологією Fuel Cell — водневими паливними елементами, які перетворюють хімічну енергію водню в електричну через електрохімічну реакцію.
Для реалізації обох рішень Daimler Truck AG розробила спеціальну високоефективну привідну вісь з двома електродвигунами, власним редуктором (КПП) та системою рекуперації, з загальною робочою потужністю 400 kW та піковою 600 kW.
На стенді Mercedes були представлені декілька електричних вантажівок, в тому числі одна з випробувальних електричних траків, що перевозить реальні вантажі по Європі з початку цього року. Ця далекомагістральна машина має на своєму борту три блоки акумуляторів загальною ємністю 624 kW. Випробування показали, що на 100 км ця вантажівка споживає 103 kW, що дозволяє проїхати 550-600 км до підзарядки. Ця машина перемогла в номінації «Вантажівка 2024 року» і вже є реальним бізнес-кейсом, і, незважаючи на майже 2,5-кратну вартість у порівнянні з дизельним аналогічним траком, вже за 2 роки власник виходить на точку беззбитковості (break-even point), а за 5 років має чистий прибуток близько €30 тис. І це без урахування можливих дотацій та преференцій з боку держави.
З точки зору зарядних станцій ведеться розробка інфраструктури, де серцем повинна стати «електроколонка» потужністю 1 MW з новим роз’ємом та водяним охолодженням стандарту MCS (Megawatt Charging System). Така колонка дозволить «заправити» вантажний транспорт з 20% до 80% всього за 30 хвилин. Дивлячись на потенційний пробіг на одній зарядці та прийнятий у Європі режим роботи та відпочинку, що передбачає 4,5 години праці та 30 хвилин паузи, водій потенційно зможе проїхати майже 1000 км за робочу зміну.
Але існує «але». Вільна потужність електроенергії доступна далеко не завжди, а при синхронній зарядці декількох фур інфраструктура вимагатиме створення додаткових місцевих потужностей для виробництва та зберігання електроенергії. Як бачите, задіяні відразу кілька галузей та наукових спільнот. Тому побачити ці ноу-хау десь біля Умані на одеській трасі не скоро доведеться.
Ще цікавіше у «Мерседес» з впровадженням водневих технологій Fuel Cell. Пан Андрій розповів, що для прискорення розробки водневих паливних елементів у 2021 році було створено спільне підприємство між Daimler Truck AG і Volvo Group, відоме як Cellcentric. Основний фокус цієї компанії полягає в розробці технологій, які дозволять зменшити викиди CO2 у секторі вантажних перевезень і відповідати новим екологічним стандартам.
Серед основних задач партнерства, це розробка водневих паливних елементів. Мета полягає в заміні традиційних дизельних двигунів на водневі, що особливо актуально для далекомагістральних перевезень, де технології акумуляторів поки що не можуть забезпечити необхідний запас ходу. Очікується, що масове виробництво водневих вантажівок з паливними елементами почнеться у 2025–2027 роках. Ці водневі вантажівки зможуть долати великі відстані без необхідності частих заправок, що робить їх конкурентоспроможними з дизельними аналогами.
Цікаве конкурентне середовище Daimler і Volvo прагнуть до стандартизації та масового впровадження водневих технологій на ринок, що має допомогти знизити вартість виробництва та прискорити впровадження цієї технології.
Це партнерство підкреслює прагнення обох компаній до сталого розвитку та створення екологічно чистих рішень у сфері вантажних перевезень. На стенді вже була представлена напівсерійна воднева вантажівка Mercedes з резервуарами для зберігання водню під тиском 700 бар. Запас її ходу складає неймовірних 1047 км, і в порівнянні з електричною вантажівкою, цей трак трошки легший, але поки що дорожчий – 3,5 рази у порівнянні з дизельним варіантом. Тим не менш, п’ять таких траків вже перебувають у комерційних випробуваннях, і результати з’являться незабаром.
Тут знову виникає питання інфраструктури. На сьогодні в Німеччині існує лише дві водневі заправки, але ми розуміємо, що розвиток мережі — це питання часу.
У свою чергу, на стенді VOLVO Truck ми поговорили з паном Маттіасом Хофвендалем, провідним продакт-менеджером, що відповідає за програму #togethertowardszero. VOLVO також представило свої електричні рішення, газову та водневу вантажівку, завантажену повітряними кульками. Пан Маттіас наголосив, що хоча дизельне паливо досі є найпоширенішим у вантажоперевезеннях, воно піддається все більшим обмеженням через законодавство щодо викидів CO2, зміни споживчих уподобань та зростання використання і виробництва альтернативних видів пального. Зміни вже близько.
Наприклад, Bloomberg прогнозує, що до 2040 року електромобілі займатимуть майже 70% світових продажів легкових комерційних автомобілів і 32% продажів середніх та важких вантажівок до 2050 року. Інше альтернативне пальне, такі як зріджений природний газ (ЗПГ), також будуть набирати популярності до 2030 року. Водночас виробництво водню та технології паливних елементів залучають великі інвестиції і стрімко розвиваються. До 2035 року в Європі працюватимуть близько 850 000 вантажівок середньої та великої вантажопідйомності на водні.
Програма VOLVO з розвитку альтернативних видів пального поки що має більшу розгалуженість, ведуться масштабні наукові дослідження, але з точки зору розвитку водневої теми вони наближені до Daimler. Хоча VOLVO також розглядає, окрім Fuel Cell, альтернативну технологію використання водню як пального — ICE (internal combustion engine), де водень, як і в дизельному двигуні, безпосередньо вприскується в спеціальний водневий двигун внутрішнього згорання.
Про цю технологію, досягнення інших виробників, про нові екологічні стандарти EURO-7 та ще багато цікавого і часом неочікуваного йдеться у другій частині огляду, яка вийду у друкованому спецвипуску НафтоРинку.
НафтоРинок вдячний Павлу Батюшину, спецкору видання на виставці IAA–24 у Ганновері
