Czysta motoryzacja – Monitor AFiBV

Branża motoryzacyjna intensywnie opracowuje nowe technologie napędowe w odpowiedzi na rosnące zapotrzebowanie ekologicznych rozwiązań. Z każdym rokiem napęd elektryczny zyskuje na popularności, ale nie jest on jedynym, alternatywnym pomysłem na przyszłość zmotoryzowanego świata. Jednym z coraz bardziej rozchwytywanych rozwiązań jest napęd wodorowy, który w przeciwieństwie do klasycznego silnika spalinowego, nie spala wodoru lecz wykorzystuje go do produkcji energii zasilającej silnik elektryczny. Jakie czynniki wpływają na rozwój, jak się go wykorzystuje oraz jaka czeka nas przyszłość w świecie motoryzacji?

Inwestycje, infrastruktura i dostępność

Wodór jest chemicznie reaktywnym pierwiastkiem, który może być przechowywany w postaci sprężonej lub skroplonej. Jest jednym z najprostszych pierwiastków chemicznych a jego ilość na ziemi jest praktycznie nieograniczona. W technologii napędu wodorowego wodór jest podawany do ogniw paliwowych, gdzie zachodzi reakcja chemiczna. Wynikiem tego jest energia elektryczna napędzająca silnik elektryczny i ładująca akumulator. Natomiast ciepło i woda są jedynymi ”produktami ubocznymi”. Cały proces jest bardziej skomplikowany niż mogłoby się to wydawać. Potwierdzą to również inżynierowie koncernów samochodowych, którzy pracują nad tą technologią od początków lat 60 XX wieku.

Pozyskanie wodoru może odbywać się na różne sposoby, a obecnie najtańszą metodą jest wykorzystanie do tego celu paliw kopalnych. Taki wodór nazywany jest wodorem szarym i jego produkcja wiąże się z bardzo wysoką emisją gazów cieplarnianych, co jest szkodliwe dla środowiska. Inne rodzaje wodoru, takie jak wodór niebieski czy wodór turkusowy, często łączą różne metody pozyskiwania, w tym produkcję z paliw kopalnych z użyciem technologii ograniczającą emisję gazów cieplarnianych. Natomiast wodór zielony otrzymujemy ze źródeł, które nie wytwarzają emisji CO2 np. w procesie elektrolizy wody. Właśnie to ostatnie źródło wodoru jest najbardziej pożądane.

Świat motoryzacji nieustannie mierzy się z wieloma problemami. Jednym z głównych wyzwań jest opracowanie bardziej wydajnych i ekonomicznych ogniw paliwowych, które będą w stanie dostarczać wystarczającą ilość energii, a jednocześnie będą łatwe w produkcji i utrzymaniu. Tu należy zaznaczyć, że w XXI wieku wodór jest już wykorzystywany w przemyśle. Stosuje się go jako paliwo w m.in. autobusach i łodziach.
W Polsce testowane są już autobusy z napędem wodorowym, ponadto sukcesywnie powstają nowe stacje do tankowania wodoru. Są to dopiero początki planów modernizacji transportu i infrastruktury, mimo to już teraz można usłyszeć pozytywne opinie i przewidywania co do przyszłości wodoru w Polsce:

Mamy ambicje i potencjał do tego, żeby w perspektywie tej dekady być eksporterem dojrzałych technologii wodorowych – stwierdził wiceminister klimatu i środowiska Ireneusz Zyska w 2022 roku.

Zalety i wady napędu wodorowego

Auta wodorowe coraz częściej zaczyna zestawiać się z autami elektrycznymi. Można pokusić się o stwierdzenie, że pojazdy na wodór są w tej samej grupie aut co „elektryki”. Oba rodzaje posiadają wiele cech wspólnych np. zeroemisyjność i wysoka efektywność energetyczna. W porównaniu do tradycyjnych silników spalinowych oraz silników elektrycznych napęd wodorowy oferuje szereg korzyści, które są jedyne w swoim rodzaju. Jedną z najważniejszych jest wspomniany wcześniej brak emisji szkodliwych substancji do atmosfery lecz po reakcji wodoru z tlenem, auto wodorowe wytwarza wodę, która może być nawet zdatna do picia. Kolejnym argumentem na korzyść napędu przyszłości jest szybkość tankowania. Zbiornik samochodu można zapełnić w krótkim czasie, podobnym do czasu tych z tradycyjnymi silnikami spalinowymi. ”Elektryki” wymagają znacznie dłuższego czasu ładowania nierzadko przekraczającym godziny naszego snu. W praktyce oznacza to, że kierowcy pojazdów wodorowych nie muszą martwić się o limitowaną ilość energii, co ma duże znaczenie w przypadku długich tras, które można pokonywać bez problemu ze względu na porównywalny zasięg do aut spalinowych.
Pomimo swoich zalet, napęd wodorowy nie jest wolny od wad. Jednym z największych wyzwań jest dostępność paliwa. Wodór jest gazem, więc trudno go przechowywać i transportować. Wymaga to zbudowania nowych infrastruktur, których na ten moment jest bardzo mało ze względu na duże koszty. Mimo to powstają nowe stacje wodorowe na terenie całej Unii Europejskiej. Ponadto, produkcja wodoru wymaga dużych ilości energii, co w praktyce oznacza, że obecnie nie jest to jeszcze rozwiązanie neutralne energetycznie.

Elektryfikacja motoryzacji i głosy krytyki

Od wielu lat otwarcie i głośno funkcjonuje termin elektryfikacji motoryzacji. Jest to strategia, która polega na przejściu ze stosowania silników spalinowych do napędów elektrycznych w przemyśle motoryzacyjnym. Plan jest realizowany w wielu miejscach na świecie np. w Unii Europejskiej, Chinach, Japonii. Głównym celem projektu jest ograniczenie emisji szkodliwych substancji do atmosfery oraz redukcja zależności od paliw kopalnych. W efekcie ma to przyczynić się do ochrony środowiska i poprawy jakości powietrza.
Plany te budzą niemałe kontrowersje, ponieważ wielu ekspertów i opinii publicznej krytykuje proces produkcji baterii, które są niezbędne do działania samochodów elektrycznych. Choć same ”elektryki” i auta wodorowe mogą być czystsze w czasie eksploatacji, produkcja komponentów takich jak baterie musi być brana pod uwagę, aby dokładnie ocenić ich rzeczywisty ślad węglowy. Proces wytworzenia zużywa duże ilości energii, która prowadzi do zanieczyszczenia środowiska. Ponadto zaznacza się, że emisja CO2 w transporcie stanowi mniejszy procent tworzenia zanieczyszczeń w porównaniu z innymi źródłami. W związku z tym kluczowe jest również skupienie się innych aspektach, takich jak efektywność energetyczna i alternatywne źródła energii w innych sektorach.

Polityka i przyszłość

Współczesne trendy sugerują, że napęd wodorowy może okazać się ciekawą alternatywą. Na ten moment przyszłość ta pozostaje jednak niepewna i bardzo trudna do przewidzenia. Dzieje się tak ze względu na ciągłe rozmowy i propozycje przepisów, norm oraz podatków, które nieraz są bardziej absurdalne od poprzednich. W 2021 roku Komisja Europejska przedstawiła strategię, która opisuje wymogi dotyczące nowo sprzedawanych aut w przyszłości. Projekt m.in. zakłada, że od 2035 roku wszystkie nowe samochody będą miały zerową emisję. W maju tego roku rozgorzała dyskusja na temat nowej propozycji norm spalin Euro 7, które na pierwszy rzut oka wydają się wręcz niemożliwe do osiągnięcia. Mimo wszelkich dyskusji i głosów krytyki główny plan uczynienia aut mniej emisyjnymi zbiera coraz większe poparcie. Przedstawiciele największych koncernów samochodowych nie mają wątpliwości co do trwałości i znaczenia całego projektu.

Nikt w Europie nie opracowuje od podstaw nowego silnika spalinowego… Wszystkie pieniądze idą na technologię elektryczną lub wodorową. – stwierdził dyrektor generalny i Renault Luca de Meo przewodniczący Europejskiego Stowarzyszenia Producentów Samochodów (ACEA), który w ten sposób jasno ocenił przyszłość, w którym zmierza motoryzacja.

Rynek raczkuje i stopniowo zaczyna wprowadzać na rynek auta wodorowe. Toyota jako pierwsza pokazała seryjne produkowane auto z napędem wodorowym o nazwie Mirai. Japońska marka pracowała nad technologią od 1992 roku. Z każdym kolejnym rokiem sukcesywnie zwiększa się ilość aut z napędem wodorowym. Obecnie dostępność stacji tankowania wodoru jest ograniczona, co stanowi wyzwanie dla użytkowników pojazdów z takim napędem. W samej Polsce znajdują się kilka ogólnodostępnych stacji tankowania wodoru. Zazwyczaj są to punkty ulokowane w zajezdniach autobusowych lub w obiektach dystrybutorów gazów technicznych. W marcu tego roku, w Warszawie przy ulicy Tango została otwarta pierwsza komercyjna stacja tego typu. Szacuje się, że w latach 2040-2050 w kraju powinno funkcjonować około 200-600 stacji tankowania wodoru.

Ekologia czy opłacalność

Obserwując obecne działania w obrębie przyszłości motoryzacji można mieć wiele wątpliwości czy na pewno wszystkim zależy na ekologicznym powołaniu. Temat jest aktualny i gorący. Mimo wielu ustaw, które zdążyły już wejść w życie nadal wiele kwestii zostaje nierozstrzygniętych. Ludźmi kieruje pieniądz, który ma ogromny wpływ na obraną drogę rozwoju. Mimo wszystko modernizacja oraz rozwój technologii powinien iść w kierunku poprawy jakości miejsca, w którym żyjemy.

Napęd wodorowy jest coraz popularniejszym rozwiązaniem w motoryzacji, które może przyczynić się do rewolucji w przemyśle transportu. Dzięki braku emisji i wielu zalet takich może stać się jednym z kluczowych rozwiązań dla przyszłości naszej planety. Na ten moment wciąż daleko nam do powszechnego korzystania z tego napędu. Inwestycje w infrastrukturę, produkcję oraz dostępność mogą okazać się przeszkodami, które wydłużą czas wprowadzenia wodoru na powszechną skalę. Jednak nie ulega wątpliwości, że to przede wszystkim działania polityczne są kluczowe w tym jak będzie wyglądała nasza codzienność w przyszłości.

Jacek Wieliczko

Zdjecie: Pexels/Matheus Bertelli

Źródła:

Dodaj komentarz Anuluj pisanie odpowiedzi