Blog
Oblicze motoryzacji zmienia się na naszych oczach, a napęd wodorowy to przyszłość, do której zmierzamy. Samochody z silnikami spalinowymi powoli będą opuszczać nasze drogi ze względu na ich negatywny wpływ na środowisko. Przepisy, które zakazują wprowadzanie na rynek nowych aut spalinowych od 2035 roku dotyczą tylko Unii. Jednak wszyscy producenci samochodów muszą się dostosować, a zmiany na rynku europejskim pociągną za sobą resztę świata. Tu właśnie wkracza wodór.
Wśród ekologicznych alternatyw to auta elektryczne przez długi czas były uważane za kolejny standard. Jednak ogniwa wodorowe jako napęd posiadają liczne zalety, które czynią je pod wieloma względami lepszym wyborem. Czym właściwie różnią się te napędy i dlaczego samochód na wodór ma taką przewagę? Jak dokładnie działa wodór jako paliwo?
Zasada działania silnika napędzanego ogniwem paliwowym na wodór różni się zasadniczo od pozostałych dostępnych na rynku rozwiązań. Najbliżej mu do samochodów hybrydowych pod tym względem, że zasila go energia elektryczna, którą wytwarzają ogniwa. W przeciwieństwie do typowych samochodów elektrycznych nie potrzebuje jednak baterii. Generowany prąd jest na bieżąco wykorzystywany przez silnik.
Samochód z napędem wodorowym stanowi najczystszy środek transportu w historii motoryzacji.
Ta zasadnicza różnica ma duży wpływ na realną neutralność środowiskową samochodów na wodór. Choć napęd elektryczny jest równie bezemisyjny, produkcja akumulatorów litowo-jonowych w nich używanych nie jest ekologiczna w przeciwieństwie do zielonego wodoru pozyskiwanego za pomocą OZE. Nie znaczy to, że napęd wodorowy nie mierzy się z własnymi problemami. Ze względu na szczególne właściwości wodoru trudno jest go odpowiednio sprężyć i przechowywać. Użyteczny zapas paliwa wymaga bardzo wysokiego ciśnienia w zbiorniku. Ponadto zgromadzony gaz może przenikać pomiędzy większymi atomami, z których zbudowane są ścianki pojemnika.
Nad rozwiązaniem tego problemu pracują obecnie nie tylko koncerny motoryzacyjne, ponieważ potencjał wodoru jest znacznie większy niż tylko jako paliwo napędowe. Wiele gałęzi przemysłu jest nim zainteresowane i istnieją różne sposoby przechowywania tego gazu. Nie wszystkie jednak są praktyczne na potrzeby pojazdów. Transport wodoru na duże odległości odbywa się często w postaci związanej chemicznie w amoniak lub metanol. Ten jednak wymagałby ponownego przetworzenia przed wykorzystaniem go w ogniwach paliwowych. Wodór można też magazynować wewnątrz odpowiedniego stopu litego metalu poprzez połączenie w formie wodorków. Pozyskanie go w tym stanie nie stanowi problemu, jednak stosunek masy zbiornika do samego paliwa jest wysoce niekorzystny. Zbiorniki na sprężony wodór także wciąż są doskonalone i wykorzystywane m.in. w dostępnej już na rynku Toyocie Mirai.
Ogniwa paliwowe nie są nową technologią. Nie korzystają bezpośrednio ze spalania wodoru. Wewnątrz są dwie elektrody – pozytywnie naładowana katoda i negatywnie naładowana anoda – pomiędzy którymi powstaje napięcie za sprawą reakcji chemicznej. Można wykorzystywać w tym celu różne reagenty. Ważne jest tylko, aby wywołały przepływ elektronów pomiędzy elektrodami. W tym wypadku osiąga to reakcja wodoru i tlenu.
Ta reakcja chemiczna wytwarza duże ilości ciepła podobnie jak proces spalania, ale nie emituje dwutlenku węgla ani innych szkodliwych substancji. Produktem ubocznym działania takiego silnika jest czysta woda z połączenia wodoru z tlenem. Jest to zatem całkowicie czyste źródło energii, po warunkiem, że sam wodór został wytworzony w ekologiczny sposób. Niezwykle istotna jest jeszcze jedna cecha aut napędzanych wodorem. Tankuje się je tak szybko jak te na benzynę.
Stacje tankowania wodorem – HRS – staną się niedługo powszechnym widokiem.
Często największe innowacje to takie, które pozornie nic nie zmieniają. Taki właśnie jest napęd wodorowy. Tradycyjne stacje paliw zostaną zastąpione HRS, czyli stacjami tankowania wodorem (ang. Hydrogen Refueling Station). Kierowca nadal będzie musiał przyjechać na stację, by napełnić bak, co potrwa jedynie kilka minut. Potem przejedzie przynajmniej 650 km na jednym tankowaniu. Do tego zdolne są pierwsze komercyjne auta z napędem wodorowym. Jedyna różnica jest taka, że zamiast benzyny, oleju napędowego czy gazu ziemnego w dystrybutorze będzie dostępny wodór. Nowe paliwo będzie lżejsze, być może produkowane na miejscu za pomocą OZE, a para wodna to jedyne spaliny, jakie powstaną. Najważniejsze w przekonaniu ludzi do wodoru jest jednak to, że nie będą musieli zmieniać swoich nawyków, robić nic więcej, czekać dłużej, aż naładuje się akumulator.
Choć HRS przy polskich drogach nadal jest niewiele, będzie się to stopniowo zmieniać. Nic nie stoi jednak na przeszkodzie, aby skorzystać z zalet, jakie oferuje wodór, już teraz. Dzięki temu, jak łatwo jest wyprodukować wodór samemu przy pomocy OZE, można wybudować własną stację, z której korzystać będzie flota naszych pojazdów. Mowa tu nie tylko o samochodach, które miałyby opuszczać zakład, bo obecnie brakuje jeszcze właściwej infrastruktury, by mogły jeździć w długie trasy.
Dla zakładów z liczną flotą pojazdów, do transportu wewnętrznego lub zewnętrznego, napęd wodorowy jest najbardziej praktyczną z neutralnych środowiskowo opcji.
Duże zakłady, które korzystają z licznej wewnętrznej floty pojazdów użytkowych, jak np. wózki widłowe, mogą skorzystać już dzisiaj z rozwiązania, które w ciągu kilku lat może okazać się konieczne. Ze względu na normy środowiskowe i częstą konieczność używania pojazdów wewnątrz hal magazynowych itp. trzeba wybrać spomiędzy bezemisyjnych rozwiązań. Napęd wodorowy pozwala w tym wypadku tankować pojazdy w czasie znacznie krótszym niż potrzebny na naładowanie akumulatora. Jeśli ktoś chciałby jednak wymieniać je w banku na uprzednio naładowane, musi się mierzyć z jeszcze większą liczbą kłopotliwych w utylizacji baterii. Duży bank akumulatorów litowo-jonowych byłby przy tym w zasadzie magazynem energii, którego potencjał pozostawałby niewykorzystany. Dodatkowe miejsce, które trzeba by przeznaczyć na potrzebną infrastrukturę, byłoby większe niż to potrzebne na HRS. Ponadto korzystanie z wodoru nie zwiększa potrzebnej w zakładzie mocy przyłączeniowej.
Napęd wodorowy nie jest pozbawiony swoich wad. Choć tankowanie wodoru jest równie szybkie, co pojazdów spalinowych, rozgrzanie zimnego silnika przed rozruchem samochodu trwa zdecydowanie dłużej. W dostępnych obecnie na rynku modelach zajmuje to nawet ponad 10 sekund. Koncerny motoryzacyjne pracują jednak i nad tym, by przyszłe generacje silników wodorowych szybciej zaczynały pracę.
.jpg)
Łatwość i opłacalność produkcji zielonego wodoru zwiastuje znaczny wzrost liczby pojazdów wyposażonych w napęd wodorowy.
Spośród rozwiązań, które oferują brak emisji spalin, napęd wodorowy zdecydowanie prowadzi, jeśli chodzi o perspektywy na przyszłość. Brak akumulatora jest dużym atutem, który przeważa szalę na korzyść rzeczywiście neutralnej środowiskowo technologii. Popularność samochodów wodorowych jest na razie niska. Jednak będzie się szybko zwiększać wraz ze wzrostem wykorzystania wodoru w przemyśle.
Wykorzystaj pełen potencjał wodoru w swojej firmie już dzisiaj. Skontaktuj się z nami, aby otrzymać analizę inwestycji we własną flotę wodorową. Pomożemy w uzyskaniu pozwoleń i dotacji. Zajmiemy się projektem HRS oraz jego realizacją. Sprawdź, jak produkcja czystego paliwa we własnym zakresie pozwoli zaoszczędzić Twojemu przedsiębiorstwu.