Эксперты оценили перспективы замещения транспортных видов топлива к 2030 году
Уже через семь лет Россия может перестать быть преимущественно "бензиновым" государством, а дизельные силовые установки потеряют статус наиболее экономически эффективных. Развитие ряда технологий новой энергетики позволят перевести сферу транспорта на более выгодный и экологичный вид топлива. К такому выводу по итогам проведенного исследования пришли аналитики "Яков и Партнеры", выявив наиболее перспективные технологии производства энергии.
Исследователи провели оценку более 30 различных технологий для генерации энергии, а также рельсового, колесного и водного сегментов транспорта. При этом авиационный транспорт из исследования был исключен ввиду низкой доли в общем энергопотреблении.
По словам руководителя "Яков и Партнеры", а также соавтора отчета исследований Марины Дороховой, наиболее обещающе уже в ближайшей перспективе выглядит применение литий-ионных аккумуляторов для легковых автомобилей, использование твердооксидных топливных элементов на природном газе для генерации электроэнергии для электрокаров, а также использование сжиженного природного газа (СПГ) как альтернативного, более экологичного топлива для транспорта с большим запасом хода. В России есть собственные разработки, основанные на перечисленных технологиях добычи энергии, что может дать эффективные решения экономике страны, а также стать новой возможной точкой роста экспорта к 2030 году.
Авторы исследования отмечают, что уже через семь лет суммарные затраты на транспорт с твердооксидным топливным элементом в России может стать на 15% ниже, чем общая величина целевых затрат на транспортные средства с привычным двигателем внутреннего сгорания. В России уже есть почти вся необходимая научная и инженерная база для запуска серийного производства, также есть собственная ресурсная база, в том числе цветных и редких металлов. Сейчас идет разработка недостающей технологии Metal Supported Cell.
В исследовании сказано, что твердооксидный электролизер имеет 80% КПД вместо стандартных 50-60%. Компания Bloom Energy уже вывела на рынок продукт, который существенно снижает стоимость получения "зеленого" водорода и расширяет возможности его применения.
Другим перспективным направлением для России могло бы стать производство литий-ионных (Li-ion) аккумуляторов. По оценке экспертов "Яков и Партнеры", текущие темпы совершенствования производства, выстраивание процессов переработки и повторного использования батарей, а также оптимизация их химического состава, могут привести к тому, что общая величина затрат таких аккумуляторов станет к 2030 году в среднем на 50% ниже, чем у дизеля. Более того, в сегменте легкового транспорта уже в 2022 году общая величина затрат электромобилей была на 50% ниже, чем у автомобилей с двигателем внутреннего сгорания.
"Наличие собственного производства литий-ионных аккумуляторов позволит России сократить зависимость от импорта аккумуляторов и в долгосрочной перспективе - от зарубежных производителей легкового транспорта. Ключевым барьером для развития технологии является отсутствие в России технологии производства полимерных сепараторов. Поэтому для ускорения процесса перехода возможно наладить партнерства с китайскими производителями, что позволит организовать всю цепочку производства батарей на территории России", - говорит соавтор отчета исследований Анна Волкова.
Несмотря на высокую экологичность сжиженного природного газа (СПГ) и его доступность для широкого применения, такой вид топлива будет популярен только в водном и железнодорожном транспорте. Морские суда будут переходить на СПГ по причине ужесточения экологических норм и большого запаса хода, также такой вид транспорта не требует плотной сети заправочных станций. По этим же причинам сжиженный газ имеет отличные перспективы для использования на магистральных локомотивах. А вот для перехода колесного пассажирского транспорта с дизеля на СПГ потребуется развитие сети газомоторных заправочных станций и инвестиции свыше 700 млрд рублей. В связи с этим массовый переход на сжиженный газ будет иметь смысл только для локальных решений, например для спецтехники, используемой в карьерах, утверждают исследователи.
В исследовании отмечается, что технологические и экономические барьеры мешают развитию водородных технологий, применение которых будет целесообразным только при снижении стоимости топлива до 1,5 - 2 долларов США за килограмм. Однако добиться таких показателей к 2030 году будет возможно только в радиусе 200-300 км от места его производства. Тем не менее, развитие водородной энергетики может быть коммерчески привлекательно при ориентации на экспорт в страны с "зеленой" повесткой на ближайшие 30-40 лет. К ним относятся Япония, Южная Корея и Китай, где делают ставку на водородные технологии для достижения нулевых выбросов углекислого газа.
Рассмотренные технологии могут применяться не только как самостоятельные решения для генерации. Растет популярность гибридных решений, сочетание которых улучшает характеристики конечного продукта. По оценкам исследователей, до 2030 года наиболее перспективным решением для всех видов транспорта будет гибрид дизельного двигателя и литий-железо-фосфатного аккумулятора. При последовательном подключении такое сочетание позволит добиться более высокого уровня системной интеграции, уменьшить вес энергосистемы и снизить общую величину целевых затрат на 25-35% для рельсового транспорта (решение уже активно внедряется компаниями Siemens и Alstom), и на 20-25% - для колесного и водного транспорта.
