Компания Bosch анонсировала выход на рынок автомобильных топливных элементов и планах совершить технологический прорыв в разработке этого вида накопителей энергии для грузовых и легковых автомобилей с электрической тягой. Одной из главных задач является создание блоков топливных элементов, в которых происходит окисление водорода и выработка электроэнергии.

Для дальнейшего совершенствования технологий создания этих блоков и запуска серийного производства Bosch заключила альянс с Powercell Sweden AB. Эта шведская компания уже сегодня поставляет на рынок источники энергии на основе топливных элементов. В соответствии с соглашением, партнеры в рамках совместной программы займутся созданием усовершенствованных топливных элементов с протонообменной мембраной (PEM).

По окончании разработок Bosch создаст предприятие, на котором будет производить лицензированные Powercell источники энергии и поставлять их на глобальный автомобильный рынок. Разработанные в рамках совместного проекта блоки топливных элементов дополнят пакет уже существующих решений Bosch в этой области. Начало серийного производства новых топливных элементов запланировано на 2022 год.

В долгосрочной перспективе оборот рынка топливных элементов может достичь миллиардов евро. По существующим оценкам, к 2030 году топливные элементы станут источниками энергии приблизительно для 20 процентов транспортных средств в мире.

По мнению Bosch, рынок коммерческих автомобилей наиболее перспективен с точки зрения широкого внедрения технологий на основе топливных элементов. Сегодня на территории Евросоюза действует программа, в соответствии с которой выбросы CO₂ при эксплуатации грузового транспорта должны снизиться на 15% к 2025 году с дальнейшим снижением на 30% к 2030 году. По мнению Bosch, эта цель может быть достигнута только за счет перехода к транспорту с электрическими установками. Интеграция топливных элементов в качестве основного источника энергии может сыграть решающую роль в процессе перехода на электрическую тягу. После того как топливные элементы станут стандартом для коммерческого транспорта, Bosch планирует расширить их использование в легковых автомобилях.

Одним из ключевых факторов, способных ускорить переход к топливным элементам, станет снижение их стоимости. Сегодня самая дорогая часть этих устройств – блок элементов, вырабатывающих энергию. На его долю приходится почти две трети стоимости всей системы. Bosch планирует добиться снижения стоимости блоков топливных элементов благодаря коммерциализации технологий и организации масштабного серийного производства.

Еще один важный фактор, влияющий на стоимость эксплуатации транспортных средств на водородных топливных элементах, – цена водородного топлива. Сегодня этот вид топлива производится для промышленного применения, и цена килограмма водорода нередко превышает пять евро. По мере роста объемов производства топлива его цена будет снижаться. При окислении одного килограмма водорода выделяется приблизительно столько же энергии, как при сжигании трех литров дизельного топлива. Чтобы преодолеть 100 километров, современному 40-тонному грузовику с топливными элементами требуется от семи до восьми килограммов водородного топлива.

Производство водорода может быть нейтральным по отношению к экологии при условии использования энергии, добытой из возобновляемых источников. Сегодня различные промышленные предприятия работают над совершенствованием этого процесса. В Германии уже действует сеть из более чем 60 водородных заправочных станций, и их количество будет расти. Водородное топливо обеспечивает комфортный процесс заправки, так как пополнение запасов в баках занимает всего несколько минут. В блоке топливных элементов, происходит реакция, в ходе которой водород реагирует с кислородом. Конечным результатом этой реакции является электрическая энергия, а побочным результатом – обыкновенная вода. Выделяющаяся энергия может быть накоплена в аккумуляторе, либо направлена для питания электродвигателя. Составляя системы из двух и более блоков топливных элементов, можно получать генераторы, удовлетворяющие потребности в электропитании любых видов транспортных средств, от легковых автомобилей до тяжелых грузовиков.

Компания Powercell, в которой в настоящий момент работают 60 человек, постепенно переходит от ручного производства блоков топливных элементов к полуавтоматическому производству с растущими объемами. Powercell разработала передовую технологию создания блоков топливных элементов, обеспечивающих мощность до 125 киловатт. Компания со штаб-квартирой в Гетеборге, Швеция, вышла из группы Volvo в 2008 году. Сегодня Powercell поставляет топливные элементы для использования в качестве прототипов в грузовых и легковых автомобилях. Bosch также обладает большим опытом в создании топливных элементов и является системным поставщиком. На сегодняшний день у Bosch есть широкий ассортимент решений и компонентов на основе топливных элементов для оснащения как грузовых, так и легковых автомобилей. Так, в портфолио Bosch входят специализированные воздушные компрессоры, силовая электроника, датчики и блоки управления для работы с блоками топливных элементов.

Развивая направление автомобильных топливных элементов с протонообменной мембраной (PEM), компания Bosch ведет активную деятельность в рамках проектов по созданию твердооксидных топливных элементов (SOFC). С середины прошлого года Bosch работает с британской компанией Ceres Power над усовершенствованием технологии SOFC для создания распределенных источников питания для заводов и дата-центров. Идея заключается в создании небольших электростанций на основе топливных элементов в городах, а также в промышленных зонах. Поскольку эти энергетические установки на топливных элементах обладают высокой гибкостью, они потенциально способны удовлетворять спрос на электроэнергию в моменты пикового потребления с более высокой надежностью в сравнении с традиционными электростанциями. Цель Bosch на данный момент заключается в том, чтобы добиться отдачи в 10 киловатт от одного модуля SOFC. В дальнейшем модули могут быть объединены в энергетические установки неограниченной мощности.