Водород является очень перспективным видом топлива ввиду его высокой энергетической плотности (1 кг водорода обладает такой же энергией, как 2,8 кг бензина) и экологичности (его использование не приводит к образованию выбросов CO2 , воздействующих на окружающую среду). При этом запасы данного вида топлива практически неисчерпаемы, способы промышленного производства легко реализуемы, а стоимость в массовом производстве от 1 до 4 долларов США за 1 кг (в зависимости от метода получения). В настоящее время уже реализованы экологически чистые методы получения водорода, делающие его производство независимым от импорта нефти. Одного килограмма водорода в среднем хватает на пробег порядка 100 км, при этом стоимость 100 км пробега составит в среднем для Toyota Prius 2,76 доллара США, а Tesla Model – 2,99 доллара США.
Эффективность энергоустановок, использующих топливные ячейки, составляет от 60 до 90 % (в зависимости от схемы энергоустановки). В объединении с электрическими двигателями водородные топливные ячейки являются идеальными двигателями для транспортных средств, прежде всего автомобилей, топлива которым нужно в 2 – 4 раза меньше, чем автомобилям с самыми современными серийными двигателями внутреннего сгорания.
Водородные автобусы и легковые автомобили различных конструкций можно заправлять как жидким (LH2), так и газообразным (CGH2) водородом. В аэропорту Берлин-Бранденбург им. Вилли Брандта в 2014 году открыт «зеленый» водородный хаб (GreenHydrogenHub) – уникальная многофункциональная заправка для автомобилей и автобусов (рис. 11.28). Уникальность этой установки в том, что водород для заправки через колонки автобусов и легковых автомобилей производится непосредственно на месте – с помощью электролизера мощностью 500 КВт и производительностью более 200 кг газа в сутки, что достаточно для заправки около 50 транспортных средств на водородных топливных элементах. В дополнение к танкам для сжатого газа в составе станции есть низкотемпературное хранилище для твердого водорода емкостью 100 кг, расширяющее функциональные возможности заправки.
К недостаткам водорода следует отнести следующие:
1. Высокая стоимость производства топлива. Для получения водорода путем электролиза необходимы дорогостоящие катализаторы и энергоемкий процесс сжижения: на 1 кг водорода потребуется примерно 10 – 14 кВт*ч. К тому же для того чтобы обеспечить нужды всех автомобилей в стране, государствам придется увеличить ежедневный расход потребления электроэнергии в несколько раз (теоретически, как в случае с электромобилями).
2. Сложности в организации промышленного хранения водорода и требование соблюдения особых правил эксплуатации при заправке или транспортировке топлива. Тем более что хранение обходится дороже, чем его производство по причине высоких требований безопасности.
3. Отсутствие инфраструктуры заправочных станций.
4. Трудность эксплуатации при минусовых температурах ниже -6° С.