"Водородный восход": в России испытывают первый поезд на экологически чистом топливе

В Твери сейчас вовсю проверяют на прочность кузова для нашего первого водородного поезда. Инженеры собрали вместе четыре головных вагона, чтобы посмотреть, как конструкция выдержит жесткие нагрузки. Состав буквально пытаются раздавить, растянуть и забивают его грузом, который имитирует толпу пассажиров в час пик. Пока всё идет штатно: расчеты проектировщиков оправдываются, и это дает надежду, что Россия успеет заскочить в уходящий поезд мировых экологических технологий, где сейчас активно соревнуются крупнейшие промышленные страны.

Типы водородных силовых установок

Если говорить о том, как именно водород заставляет транспорт ехать, то сейчас есть два главных пути. У них разное устройство и свои нюансы в работе:

• Топливные элементы. По сути, это небольшая электростанция прямо внутри вагона. Сжатый водород встречается с кислородом из воздуха на специальных пластинах с напылением платины. В результате химической реакции вырабатывается электричество, которое крутит моторы. Главный плюс здесь в том, что из выхлопной трубы выходит только обычный водяной пар и тепло.
• Двигатели внутреннего сгорания. Тут всё привычнее — это почти такой же мотор, как в обычном автомобиле, только вместо бензина в цилиндрах сгорает смесь водорода и воздуха. Это дешевле в производстве, но есть ложка дегтя: из-за высокой температуры горения в выхлопе всё равно могут появиться вредные оксиды азота, хоть и в малых количествах.

Кстати, водородом интересуются не только железнодорожники. Его пытаются приспособить для самолетов и беспилотников, а еще используют как мощные «батарейки» для поселков, куда тянуть обычные провода слишком дорого или сложно.

Технические сложности и вопросы безопасности

Несмотря на все плюсы, работать с водородом — задача не из легких. Этот газ очень текучий: его молекулы настолько малы, что просачиваются сквозь мельчайшие щели, которые легко удерживают тот же метан. Но самая большая проблема в том, что водород портит металл. При долгом контакте даже самая прочная сталь становится хрупкой, как стекло, из-за чего трубы или клапаны могут просто лопнуть без видимых причин.

Инженеры по технике безопасности предупреждают: водород коварен тем, что его смесь с воздухом взрывается уже при концентрации в 4%. Чтобы случился хлопок, порой хватает даже крошечной искры от статического электричества на одежде.

Классификация и методы производства

Водород часто называют «топливом будущего», но его реальная польза для экологии сильно зависит от того, как его сделали. Чтобы не путаться, в индустрии придумали цветовую шкалу:

Серый водород

Его получают из природного газа (метана). Это самый дешевый вариант, который сегодня занимает почти весь рынок. Проблема в том, что при таком производстве в небо выбрасывается огромное количество углекислого газа, так что по-настоящему чистым этот метод назвать нельзя.

Голубой и зеленый водород

Тут всё сложнее и дороже. Воду бьют током, разделяя её на водород и кислород. Если электричество взяли от газовой станции, водород называют «голубым». А если использовали энергию ветра или солнца, он становится «зеленым» — самым экологичным, но и самым затратным на сегодняшний день.

Природные источники: мифы и реальность

Иногда говорят, что водород можно просто качать из земли, как нефть. В России такие поиски ведут на Байкале, где через разломы в земной коре постоянно пробиваются газы из глубоких слоев мантии. Газ там действительно есть, это подтвержденный факт. Однако ученые настроены скептически: водород слишком летуч, он не задерживается в подземных ловушках и быстро улетает в атмосферу. Впрочем, бывают и чудеса. Например, в Мали уже больше десяти лет работает скважина, откуда идет чистейший природный водород, который сам собой восполняется в недрах. Но пока это скорее исключение, чем правило.