Wodorowa przyszłość - trzeba patrzeć dalej w przód

Pojazdy elektryczne mają być alternatywną dla aut napędzanych za pośrednictwem klasycznych silników tłokowych. Tak przynajmniej się utarło. Prawda jest taka, że alternatyw w tym momencie jest więcej. Do dyspozycji są zarówno układy wykorzystujące do zasilania silników gaz ziemny w postaci gazowej (CNG) albo skroplonej (LNG), biopaliwa (np. biometan), zasilane energią elektryczną, hybrydy stanowiące połączenie dwóch technologii czy paliwo wodorowe.

W Europie miesiliśmy już pewien przedsmak tej technologii. Hyundai oraz Toyota zaprezentowały swoje modele zasilane właśnie wodorem. Co więcej, tego typu samochody cały czas są produkowane na świecie. Niestety ich status jest gorszy w Europie. W dużej mierze wynika to z braku wystarczająco rozbudowanej sieci stacji tankowania tego paliwa oraz trendowi, jak i naciskowi położonemu na pojazdy elektryczne zasilane z akumulatorów.

W artykule naukowym "Uwarunkowania wodoryzacji transportu samochodowego w Polsce", za rozwojem technologii wodorowej w kraju przemawiają takie czynniki jak:

• potencjalne korzyści dla środowiska – zmniejszenie emisji substancji szkodliwych spalin,
• zmniejszenie hałasu,
• nowe miejsca pracy,
• zmniejszenie importu paliw kopalnych,
• zwiększenie potencjału eksportu wyrobów i usług.

W tej publikacji zauważono również problemy związane z wprowadzeniem nowej technologii napędu pojazdów. Wśród nich wymieniono:

• trudności związane z przestawieniem się z paliw kopalnych na paliwa odnawialne,
• konieczność nowych inwestycji – nowa sieć tankowania,
• obecne ograniczenia – konieczność wsparcia ze strony krajowych włodarzy,
• brak aktualnej wiedzy odnośnie technologii wodorowej.

Wczesna faza komercyjna dla wodoru przewidywana jest na koniec trzeciej dekady XXI wieku. Są to jednak założenia, które niekoniecznie mogą okazać się ostatecznymi. Nie mniej jednak według prognoz wczesna faza komercyjna zakłada powstanie 2 tysięcy stacji, zlokalizowanych w głównych miastach i na sieci dróg TEN-T.

Pierwsza stacja tankowania wodoru została zbudowana i uruchomiona w Dearborn w USA. Kolejne pojedyncze punkty powstawały przeważnie przy okazji dużych imprez. Takim przykładem jest choćby Osaca w 2005 roku, Pekin w 2008 roku czy Szanghaj w 2010 roku.

Dynamiczny rozwój sieci stacji tankowania nastąpił tak naprawdę w drugiej dekadzie XXI wieku. Dobrym tego przykładem jest rok 2012. To właśnie wtedy na świecie uruchomiono 27 nowych punktów tankowania wodoru. Dwa lata później powstało ich jeszcze 14. W efekcie w 2015 roku na świecie były 184 stacje. Trzeba jednak nadmienić, że tylko 40 proc. z nich było publicznych.

Według światowych prognoz liczba stacji tankowania wodoru do 2020 roku ma zwiększyć się do 1000 punktów, w 2025 roku ma ich być 2,5 tysiąca, a w 2030 roku ma ich być 4 tys. Inny wariant (preferowany np. przez Japonię) zakłada, że za 11 lat będzie ich minimum 5 tys.

Mówiąc o stacjach tankowania należy też wymienić ich rodzaje ze względu na sposób pozyskiwania wodoru. Najczęściej stosowanymi są:

• stacje tankowania wyposażone w urządzenia do reformingu parowego metanu, do produkcji wodoru z gazu ziemnego, biogazu czy innych paliw. Produkcja wodoru na takiej stacji może zawierać się typowo w granicach 100–1000 kg dziennie,
• stacje tankowania wyposażone w urządzenia do elektrolizy wody. W procesie tym powstaje wodór i tlen. Większość urządzeń tego typu osiąga sprawność powyżej 75 proc. Produkcja wodoru na takiej stacji typowo zawiera się w granicach 30–100 kg dziennie.

Według oceny amerykańskich ekspertów, dostawy wodoru w głównej mierze będą opierać się na rurociągach (ok. 90 proc.) oraz na produkcji wodoru na stacjach tankowania (ok. 10 proc.). Najtańszym i najbardziej racjonalnym rozwiązaniem będzie wykorzystanie istniejących rurociągów dostarczających wodór w postaci gazowej.

Mówiąc o wodorze, warto też wspomnieć o samochodach wodorowych. Trzeba nadmienić, że wykorzystywanie tego paliwa jest ściśle połączone z pojazdami elektrycznymi. Wszystko za sprawą tego, że tak naprawdę układ zastosowany w aucie wodorowym jest rozbudowanym układem auta elektrycznego. Co więcej silnik, bateria (czasami mniejsza niż w odmianie czysto elektrycznej) zarządzanie zasilaniem oraz napędem są takie same. Różnice polegają na dołożonej butli na wodór oraz ogniwie paliwowym, niezbędnym do wytworzenia energii. Tym samym mówiąc o pojeździe zasilanym wodorem, tak naprawdę mówimy o nowoczesnej hybrydzie, która stanowi połączenie auta elektrycznego i wodorowego.

Również w transporcie ciężkim pracuje się nad rozwiązaniami wodorowymi. Dobrym tego przykładem jest Toyota, która wspólnie z firmą Kenworth buduje wodorowe ciągniki siodłowe dla portu w Los Angeles. Pojazdy mają mieć zasięg 480 km w zakładanych warunkach pracy. Ten projekt ma być testem dla tej technologii i rozwiązaniem na zmniejszenie wpływu pojazdów ciężkich na zanieczyszczenia powietrza.

Innym przykładem wodorowej ciężarówki jest Hyundai. Koreańska marka podpisała umowę ze szwajcarską spółką H2 Energy (H2E). Koreański koncern dostarczy tysiąc samochodów ciężarowych zasilanych wodorem. Realizacja zamówienia rozpocznie się jeszcze w tym roku i potrwa do 2023 r.

Zaprojektowana przez Koreańczyków ciężarówka ma wykorzystywać nowo opracowany zestaw ogniw paliwowych o łącznej mocy 190 kW. Do tego w pojeździe będzie osiem zbiorników na wodór. Dzięki temu zasięg ma wynosić około 400 km bez konieczności tankowania.

Wydaje się, że paliwo wodorowe może stać się przyszłością. Jego zalety są zauważalne i co więcej, wodór jest pierwiastkiem o nieograniczonym potencjale. Jest go najwięcej we wszechświecie. Zauważa to świat, a przede wszystkim kraje dalekiego wschodu. Na tą technologię otwiera się przede wszystkim Japonia, ale też Chiny.

Trochę szkoda, że w Europie pozostajemy w tyle i nie nadążamy za technologią i napędami alternatywnymi. Ale jest jeszcze szansa by nadgonić. W końcu nie możemy się zamykać na różne rozwiązania. Dlatego trzeba patrzeć o wiele dalej w przód i próbować stworzyć w tym momencie jak największą dywersyfikację paliw alternatywnych, abyśmy w dobie kryzysu mogli wybrać tą najbardziej przyszłościową.