Технологический парк Таджикского технического Университет

Следует отметить, что первый тип перехода с обычного автомобиля на электрический, то есть гибридный автомобиль (ГЭМ), уже несколько лет используется в стране. Единственным его недостатком является отсутствие возможности зарядки от внешнего источника питания.

В настоящее время в Интернете и СМИ публикуется много материалов о преимуществах электромобиля, но главная его проблема, то есть воздействие его аккумуляторов (в основном состоящих из лития и его соединений) на окружающую среду после периода использование до конца не изучено. Важно, чтобы авторитетные компании-производители тщательно исследовали и диагностировали свою продукцию и выводили ее на рынок. В то же время вновь созданные небольшие компании пытаются вывести новые продукты, такие как электромобили, некоторые части которых, в том числе аккумуляторы, не прошли длительную проверку, на рынки других стран в качестве «пробного типа». , или так называемая «экспериментальная модель».» (англ. preproduction model) предложение невидимое. Поэтому при внедрении электромобилей и аккумуляторов в первую очередь следует обращать внимание на уровень и качество продукта и репутацию производителя.

На первом этапе нецелесообразно использовать электромобили, в которых единственным источником накопления энергии являются аккумуляторы. Первая причина — высокая стоимость аккумуляторов, на долю которых в настоящее время приходится до 40% цены электромобиля. Второй вопрос — запас хода электромобиля, который зависит от внешней температуры, а для зарядки аккумулятора требуется определенное время. В зависимости от мощности зарядной станции и емкости аккумуляторов для полной зарядки требуется от 30 минут до нескольких часов, хотя прогресс в этом направлении есть. Помимо того, что мы упоминали выше, остро стоит проблема обезвреживания аккумуляторов. Следует отметить, что в Программе есть специальный раздел, посвященный утилизации аккумуляторов электромобилей, в котором представлен комплекс мероприятий по переработке и утилизации отработанных аккумуляторов.

С другой стороны, через определенный промежуток времени необходимо покупать новые аккумуляторы, и не исключено, что аккумуляторы, предназначенные для конкретного электромобиля, перестанут выпускаться. То есть в большинстве случаев у нас будет постоянная зависимость от производителя.

На наш взгляд, для условий нашей страны подходит использование двух типов электромобилей. В связи с тем, что отказаться от бензина и мазута сразу невозможно, первыми являются plug-in гибридные автомобили (PHEV), работающие за счет двух источников механической энергии, а именно электродвигателя и двигателя внутреннего сгорания, и возможность зарядка аккумулятора от внешней электрической сети.

Второй – использование водородной энергии через электромобили на топливных элементах, в которых энергоноситель (в данном случае водород) хранится в специальных баллонах под давлением до 700 атмосфер. При этом такие автомобили комплектуются определенным количеством аккумуляторов. Получение электрической энергии за счет топливных элементов с использованием водорода является весьма перспективным направлением, особенно в автомобильном транспорте.

Важнейшим преимуществом таких электромобилей является короткое время заполнения баллона водородом. Водородный бак электромобиля FCEV можно заполнить менее чем за пять минут. Еще одним важным преимуществом по сравнению с аккумуляторными электромобилями является запас хода, который обычно составляет более 500 километров. Эффективность таких электромобилей не зависит от температуры наружного воздуха.

Лучшим примером водородного электромобиля является Toyota Mirai. Сам Mirai в переводе с японского означает «будущее», что, безусловно, подходит для автомобиля. Первый его тип поступил в продажу в 2014 году, позже рынку были предложены и его усовершенствованные варианты. Упомянутый автомобиль оснащен электродвигателем мощностью 113 кВт (154 л.с.), который получает электрическую энергию от топливных элементов. Генерация энергии в топливных элементах происходит в результате химической реакции связывания водорода с кислородом атмосферного воздуха. Водород в машине в двух баллонах (60 и 62,4 литра) под давлением 700 атм. (для сравнения, хранится сжиженный газ до 16 атм.), его масса всего 5 кг. Время наполнения баллонов составляет до 3 минут и позволяет автомобилю проехать до 650 км в свободном режиме. В результате использования водорода в качестве источника энергии автомобиль выбрасывает в окружающую среду около 6 литров «отходов» чистой воды каждые 100 км.

Использование водородной энергии за счет топливных элементов особенно целесообразно в общественном транспорте (автобусы, микроавтобусы и т. д.) и грузовом транспорте.

Основным энергоносителем для таких автомобилей является водород. В настоящее время доступны следующие способы получения водорода:

• Электролиз воды - разложение молекул воды на составные части (H2 и O2) с помощью электрической энергии.
• Паровое разложение метана. Большая часть мирового производства водорода происходит в результате распада молекул углеводородов на H2 и CO. Обычно это делается с использованием природного газа (метан, CH4) в качестве сырья.
• Водород как «отходы» Некоторые электрохимические процессы в промышленности, такие как производство хлора, производят водород как «отходы» или побочный продукт. Этот побочный продукт является очень чистым продуктом, который хорошо подходит для применения в автомобилях и топливных элементах.

Среди перечисленных способов для нашей страны целесообразно получение водорода электролизом. Производство водорода таким способом является относительно дорогостоящим мероприятием, от 3 до 6 раз дороже, чем производство водорода из природного газа, и считается эффективным только в том случае, если реализуется за счет возобновляемых источников энергии. Благодаря наличию больших ресурсов и экологической чистоте, в том числе с использованием солнечной, ветровой и других видов возобновляемой энергии, существует множество возможностей для расщепления воды на водород и кислород. Как было сказано выше, в нашей стране 98 процентов электроэнергии производится с использованием водных ресурсов. Однако производство и потребление электрической энергии в республике носит сезонный характер, и в связи с этим производство и хранение водорода в жаркое время года и дальнейшее его использование в холодное время года повышает эффективность использования электрической энергии. С другой стороны, производимый водород становится импортозамещающим продуктом, поскольку потребность в импорте нефтегазового топлива постепенно снижается.

Текущие минусы для пользователей – это, прежде всего, отсутствие в стране специальной инфраструктуры по производству, хранению и реализации водорода. Эта проблема существует и в развитых странах мира.

То есть важнейшей задачей считается создание специальной инфраструктуры, представляющей собой процесс производства и хранения (накопления) или хранения, а также снабжения транспортных средств водородом. В настоящее время существует в основном два варианта подачи водорода.

Первый вариант подходит для районов или особых объектов, имеющих повышенную потребность в водороде. При этом водород должен доставляться с места производства с помощью спецавтомобилей и доставляться потребителям в местах реализации водорода.

Второй вариант подходит для небольших и отдаленных населенных пунктов, в этом случае водород производится и продается в местах реализации топлива. В настоящее время производство грузовиков и автобусов, работающих на водороде, очень развито. То есть при строительстве различных объектов в отдаленных районах, в том числе гидротехнических сооружений, строительстве и реконструкции дорог, добыче и переработке полезных ископаемых, можно производить водород на самом объекте с использованием электроэнергии, и отпадает необходимость в транспортировке топлива. .

В 2020 году Европейский союз принял стратегию под названием «Водородная стратегия ЕС [1]» (Hydrogen Strategy), которая предусматривает, помимо прочего, несколько исследовательских и инновационных проектов в рамках программы Horizon Europe. Научно-образовательные учреждения нашей страны также имеют полное право претендовать на получение грантов. Результаты исследований по использованию водорода доступны на сайте.

То есть в любом случае создание специальной инфраструктуры способствует увеличению занятости и внедрению современных технологий. Все технические средства для внедрения такой инфраструктуры уже есть на мировом рынке, то есть нет необходимости «изобретать велосипед». Только эффективное использование научных результатов мирового уровня и внедрение передовых технологий играют ключевую роль в этой сфере.

 Мамадамон Абдулло

e-mail: mamadamonabdullo@ttu.tj

whatsapp: +992934257775

[1] https://energy.ec.europa.eu/topics/energy-systems-integration/hydrogen_en#eu-hydrogen-strategy