Samochody na wodór. Czy to ma sens? Sprawdź w Uniejowie
Idea bezemisyjnych samochodów napędza prawdziwą technologiczną rewolucję w branży motoryzacyjnej, choć w wynikach sprzedaży wciąż widać więcej konwencjonalnych pojazdów. Jednak gdy myślimy o motoryzacji przyszłości, widzimy drogi zapełnione elektrycznymi samochodami, nieemitującymi spalin. Wciąż jednak nie jest rozstrzygnięte, czy będą to głównie auta zasilane bateriami (takich pojazdów jest w Polsce już sporo) czy też wodorem. Te ostatnie można sprawdzić podczas "Earth Festival" w Uniejowie, którego hasłem przewodnim jest #ZaczynamOdSiebie, każdy będzie mógł przetestować samochody napędzane wodorem.
Samochody na baterie wyprzedzają auta na wodór o kilkanaście lat obecności na rynku. Jest to zatem rozwiązanie na innym etapie rozwoju niż pojazdy z napędem na ogniwa paliwowe. Zanim jednak auta spalinowe ustąpią pola nowym technologiom, wiele jeszcze może się zmienić.
Na pytanie, który rodzaj napędu jest bardziej sensowny - elektryczny na wodór czy elektryczny na baterię - najprostsza odpowiedź brzmi: oba. Każde z tych rozwiązań ma swoje mocne i słabe strony, dlatego doskonale się nadają do tego, by korzystać z nich komplementarnie - tak jak do tej pory wykorzystywaliśmy do różnych celów silniki benzynowe i wysokoprężne.
Samochody na baterię świetnie nadają się do mniejszych pojazdów i jazdy po mieście lub na względnie krótkich dystansach pomiędzy miastami, zaś wodór znacznie lepiej od baterii sprawdzi się podczas intensywnego wykorzystania, na długich dystansach i w większych pojazdach.
Atutami napędów na wodór jest krótki czas tankowania, porównywalny do aut spalinowych, duży zasięg oraz lekkość wodoru jako nośnika energii. Bardzo duża gęstość energii tego gazu w stosunku do jego masy sprawia, że im większy pojazd, tym bardziej korzysta na niskiej masie tego szczególnego magazynu energii.
Jak pokazuje raport "Analysis of hydrogen fuel cell and battery efficiency" opracowany przez Copenhagen Centre on Energy Efficiency z 2019 roku, wydłużenie zasięgu ze 100 do 400 mil w przypadku BEV zwiększyłoby masę samochodu dwukrotnie, podczas gdy masa auta na wodór przy takim samym wydłużeniu zasięgu wzrosłaby tylko minimalnie.
Zaletą aut elektrycznych jest bardzo duża wydajność energetyczna baterii litowo-jonowych, sięgająca 99 procent, oraz przynajmniej teoretyczna możliwość naładowania samochodu z dowolnego gniazdka.
Inną sprawą jest faktyczna dostępność ładowarek. Właściciele domów jednorodzinnych na pewno widzą oczami wyobraźni ten komfort ładowania samochodu przez noc we własnym garażu. Podobnie mieszkańcy apartamentowców z podziemnym garażem - jeśli tylko instalacja budynku jest przystosowana do montażu stacji ładowania przy każdym miejscu parkingowym. Jednak mieszkańcy bloków czy kamienic nie mają gwarancji, że ładowarki przy ulicy nie będą akurat zajęte.
Trzeba też prawnie rozstrzygnąć trudny do uniknięcia konflikt interesów między właścicielami samochodów z wtyczką, którzy chcą się podłączyć do publicznej ładowarki i oczekują, że miejsce parkingowe przy niej będzie zawsze dostępne, a posiadaczami aut spalinowych, którzy chcą gdzieś postawić samochód i zapewne im się nie spodoba zakaz parkowania przy ładowarkach.
Z samochodów na wodór będziemy w przyszłości korzystać tak samo jak teraz z aut spalinowych - tankować na stacji w kilka minut i przejeżdżać na pełnym baku wiele setek kilometrów.
Nie zmienia to faktu, że napędu na ogniwa paliwowe nie stosuje się w małych, miejskich pojazdach ze względu na to, że technologia ta wymaga jakiejś minimalnej ilości miejsca na połączenie silnika elektrycznego, ogniw paliwowych i zbiorników wodoru.
Seryjne samochody na wodór, które do tej pory pojawiły się na rynku, to auta co najmniej średniej wielkości lub SUV-y. Toyota Mirai drugiej generacji jest oparta na platformie flagowego Lexusa LS i jest tylko trochę od niego mniejsza. Wyjątkiem pod tym względem są wózki widłowe Toyoty, ale one poruszają się po ograniczonej przestrzeni fabryki czy magazynu i mogą w każdej chwili zatankować produkowany na miejscu wodór. A w przeciwieństwie do wózków elektrycznych, ich tankowanie trwa dosłownie chwilę, co oznacza, że do obsługi danego zakładu potrzebna jest mniejsza flota wózków wodorowych niż elektrycznych.
Za to duże samochody osobowe, autobusy, ciężarówki, statki i jachty, a w przyszłości nawet samoloty i pociągi mogą czerpać ogromne korzyści z technologii wodorowej. Już teraz oferowane są na komercyjnym rynku wodorowe autobusy miejskie, takie jak Toyota SORA czy H2.City Gold firmowany przez CaetanoBus i Toyotę oraz generatory dla jachtów firmy EODev z ogniwami paliwowymi Toyoty, a w fazie testów są ciężarówki Kenworth T680 FCEV, również z napędem wodorowym japońskiej marki.
Najmniej zaawansowane są prace nad samolotami na ciekły wodór, jednak ze względu na ogromną emisyjność transportu lotniczego trudno sobie wyobrazić jego przyszłość bez technologii wodorowych.
Jeśli kogoś zdziwiła obecność na powyższej liście akurat pociągów, to trzeba wyjaśnić, że nawet w rozwiniętej infrastrukturalnie Europie około połowy tras kolejowych jest pozbawionych trakcji elektrycznej. Na tych trasach standardowo pracują dziś lokomotywy spalinowe, a pociągi na wodór są dla nich atrakcyjną, bezemisyjną alternatywą.
W tym roku Toyota nawiązała współpracę z europejskim konsorcjum FCH2RAIL, które zbuduje prototypowy pociąg elektryczno-wodorowy. Lokomotywa będzie mogła korzystać zarówno bezpośrednio z sieci przesyłowej na torach wyposażonych w trakcję jak i z własnego bezemisyjnego źródła zasilania, czyli ogniw paliwowych, zastępując lokomotywy spalinowe na pozostałych trasach.
Często jako argument za elektrykami na baterie podaje się kwestie dostępności infrastruktury. Faktem jest, że istniejące stacje tankowania wodoru na świecie liczy się w setkach, a nie w setkach tysięcy, a w rozwiniętych krajach, które odpowiadają za przytłaczającą większość światowych emisji, gniazdko elektryczne jest w każdym budynku.
Musimy sobie jednak uświadomić, że jeśli mamy za zadanie wymianę setek milionów aut spalinowych na pojazdy bezemisyjne, to tak czy owak trzeba będzie wybudować dla nich nową infrastrukturę. Obecne sieci energetyczne i przesyłowe nie wystarczą. Trzeba zbudować nowe bezemisyjne elektrownie, nowe sieci przesyłowe oraz mnóstwo magazynów energii. Zaś na korzyść technologii wodorowych przemawia to, że już istniejącą sieć gazociągów można wykorzystać także do przesyłu wodoru.
Jaka będzie tu proporcja między magazynami bateryjnymi, wodorowymi i innymi technikami wyrównywania podaży i popytu energii, to już zależy od konkretnych uwarunkowań poszczególnych krajów i regionów. Nie ulega jednak wątpliwości, że bez technologii wodorowych nie da się osiągnąć bezemisyjnej gospodarki. Wie to już Unia Europejska, Stany Zjednoczone, Chiny oraz cały rozwinięty świat.
W 2020 roku kraje reprezentujące prawie 90% światowego PKB już opracowały bądź były w trakcie opracowania strategii wodorowej. Są takie kraje, które w bezemisyjnym, produkowanym z wody i energii odnawialnej, czyli tzw. zielonym wodorze widzą klucz do umocnienia swojej pozycji ekonomicznej na świecie.
Przykładem niech będzie Chile, które zamierza wykorzystać swój ogromny potencjał OZE, by do 2030 roku zaspokajać z odnawialnych źródeł 70% swojego zapotrzebowania na energię i jednocześnie stać się światowym liderem zielonego wodoru, obniżając jego cenę poniżej 1,5 dolara za kg. W niektórych branżach wodór jest wręcz niezbędny - w hutnictwie węgiel koksowniczy można zastąpić tylko tym surowcem. Wszędzie tam, gdzie wodór będzie służył do magazynowania nadwyżek prądu oraz do dekarbonizacji przemysłu, skorzysta także motoryzacja.
***
