Choć dominację na ulicach powoli przejmują samochody elektryczne, niektórzy przewidują, że to wodór może okazać się paliwem przyszłości. Udział pojazdów komunikacji miejskiej zasilanych na paliwo wodorowe wzrasta, ale rosnąca, choć wciąż niska dostępność stacji ładowania i szerokiej oferty samochodów na paliwo wodorowe wskazują jednak, że tę technologię czeka długa droga rozwoju zanim stanie się powszechna wśród pojazdów osobowych. Czy warto w nią inwestować?
Paliwo wodorowe do samochodu – najważniejsze informacje
Wodór jest jednym z najprostszych pierwiastków chemicznych, który wchodzi w skład wielu związków chemicznych, a zwłaszcza wody. Jego ilość jest wręcz nieograniczona, w odróżnieniu od np. kobaltu czy niklu, którego zasoby są stosunkowo niewielkie. Co więcej, wodór jako paliwo o wysokiej kaloryczności energetycznej, pozwala na przejechanie dużo większych odległości niż w przypadku układu zasilanego tylko prądem. Jednak pomimo faktu, że pierwiastek ten jest bardzo rozpowszechniony w przyrodzie i może być pozyskiwany na wiele sposobów, stworzenie z niego wysokoenergetycznego paliwa, którym można zasilać samochody, wymaga zużycia dodatkowej energii. Kolejną kwestią jest efektywność i bezpieczeństwo stosowania paliwa wodorowego. Tu z pomocą przychodzi lekkie i wytrzymałe spienione tworzywo EPP, które pozwala na ekonomiczną produkcję części zapewniających doskonałe właściwości tłumiące i termoizolacyjne, a przy tym nie zwiększających masy własnej samochodu, co przekłada się na większe zasięgi.
Jak powstaje paliwo wodorowe?
Wodór wykorzystywany na szeroką skalę np. w przemyśle nie nadaje się do zastosowania w samochodach typu FCEV i nie posiada dobrych właściwości energetycznych. Wodór jako paliwo samochodowe powstaje w wyniku odpowiedniego przetworzenia, na przykład w procesie elektrolizy wody. Polega ona na rozkładzie wody na jony czystego wodoru i tlenu pod wpływem przepływającego przez nią prądu. Choć obecnie istnieje wiele technologii elektrolizy i są one wciąż udoskonalane, metoda ta nie jest uważana za najdoskonalszą. Przede wszystkim dochodzi do zużycia energii elektrycznej, która nie zawsze jest „zielona”. Poza tym energię potrzebną do produkcji, sprężania a później transportu i magazynowania paliwa wodorowego, łatwej i efektywniej jest wykorzystać bezpośrednio do ładowania baterii do samochodów elektrycznych. Szacuje się, że na kilogram wyprodukowanego czystego paliwa wodorowego do samochodu przypada od 40 do 70 kWh energii, a tyle paliwa wystarczy, by przejechać 100 km. Dla porównania samochód elektryczny potrzebuje zaledwie 20-30 kWh, by pokonać taką samą trasę na autostradzie.
Zobacz też: Hybrydy o zwiększonym zasięgu – połączenie ekologii i wydajności
Czy paliwo wodorowe jest bezpieczne?
Wiele osób może mieć wątpliwości, czy stosowanie paliwa wodorowego w samochodach jest bezpieczne. Wszyscy znają historię katastrofy legendarnego sterowca Hindenburg, który był wypełniony właśnie tym gazem. Wbrew pozorom wodór jako paliwo samochodowe jest bezpieczniejszy nawet niż benzyna. Ponieważ jest 14-krotnie lżejszy niż powietrze, w przypadku punktowego rozszczelnienia zbiornika powstaje wąski, pionowy płomień, który nie tworzy wysokiej temperatury i nie rozprzestrzenia się.
Przeprowadzono nawet eksperyment, w którym celowo uszkodzono zbiornik w samochodzie wodorowym. Gaz błyskawicznie uległ spaleniu, a po ogniu nie pozostał żaden ślad oprócz nagrzanej do 47°C szyby. Pomimo tego producenci dokładają wszelkich starań, aby produkowane przez nich zbiorniki magazynujące paliwo wodorowe spełniały wszystkie wymagania bezpieczeństwa, nadając im wielowarstwową budowę i zabezpieczając je przed wszelkimi wstrząsami. Dobrym przykładem są produkowane przez nas z EPP rozwiązania ochrony zbiorników wodoru.
Ile kosztuje jazda samochodem na wodór?
Koszt eksploatacji samochodu wodorowego docelowo może być niższy niż porównywalny z alternatywnymi technologiami, choć finalna cena wodoru jako paliwa będzie zależna od wielu czynników, takich jak koszt wytwarzania i potrzebnej do tego energii czy stawki lokalnie nakładanych podatków. W 2022 r. samochodów z takim napędem było niewiele, co przekłada się na bardzo słabą dostępność i wyższą cenę paliwa wodorowego, które wynosiło około 10 Euro w Europie. Obecnie kilogram wodoru w Europie, w większości zdrożał. W styczniu 2024 ceny wodoru kształtowały się od korzystnych 10€ w Belgii, aż po 20-24 Euro w Holandii, Szwajcarii i Austrii. W Niemczech kilogram wodoru kosztował 15 Euro.
Zgodnie z wyliczeniami ADAC z 2022 r., przy założeniu średniego zużycia samochodu 0,8 kg na 100 km podróż będzie kosztować 10,28 euro. Obecnie koszt podróżowania samochodami wodorowymi nie jest już tak korzystny. Dla porównania w przypadku samochodu na benzynę czy diesla o średnim zużyciu 6,6 l przy koszcie paliwa 1,70 euro przebycie tej samej odległości będzie kosztować 11,22 euro.
Wodór jako paliwo dla zielonego transportu miejskiego?
Pomimo obecnie wysokich średnich cen paliwa wodorowego coraz więcej miast inwestuje we flotę pojazdów komunikacji miejskiej takich jak autobusy. W 2023 roku, zapotrzebowanie na autobusy nieemitujące zanieczyszczeń w Europie zwiększyło się o 50%, co przyniosło korzyści dla Solarisa, lidera europejskiego rynku dostawców autobusów zeroemisyjnych, z rynkowym udziałem wynoszącym 15,2%. W przypadku Solarisa, połowa oferowanej produkcji obejmuje modele z możliwością doładowania wtyczką, podczas gdy u innych producentów takie modele stanowią 40%.
Solaris przoduje również w dostarczaniu modeli na wodór, dostarczając w 2023 r. 200 pojazdów, które obecnie służą ponad 40 klientom w dziesięciu różnych krajach. Firma otrzymała dodatkowe zamówienia na ponad 700 modeli napędzanych wodorem co wskazuje na rozwój tego segmentu rynku samochodów niskoemisyjnych. Ponadto Komisja Europejska przewiduje, że do 2035 roku wszystkie nowo wprowadzane na rynek autobusy będą pojazdami zeroemisyjnymi co sprawia, że pojazdy na wodór stają się przyszłością komunikacji miejskiej.
Zobacz też: Ekologiczny, zrównoważony transport – co musisz wiedzieć o ekologicznych rozwiązaniach transportowych?
Paliwo wodorowe jako paliwo przyszłości – czy to możliwe?
Zastosowanie paliwa wodorowego posiada swoje wady i zalety, jak każda inna technologia. O tym, czy stanie się realną alternatywą dla samochodów typu BEV, zadecyduje kierunek rozwoju technologii samochodów na wodór. Już dziś są aktywnie wdrażaną alternatywą dla innych środków zielonego transportu.
Zalety zastosowania wodoru jako paliwo
Najważniejszą zaletą korzystania z ogniw wodorowych jest brak emisji szkodliwych związków do atmosfery. Tego typu pojazdy produkują tylko wodę podczas jazdy, dzięki czemu są zupełnie nieszkodliwe dla środowiska. Ponieważ wodór jako paliwo ma wysoką wartość opałową, zasięgi pojazdów na paliwo wodorowe są porównywalne do samochodów spalinowych, a ich ładowanie przebiega szybko, tak samo jak w przypadku LPG. Ponadto wodór jako pierwiastek jest wszechobecny w naturze, dlatego jego zasoby nie ulegną wyczerpaniu.
Wady zastosowania wodoru jako paliwo
Największym problemem związanym z wykorzystaniem wodoru jako paliwa jest jego transport i magazynowanie. Bez względu na stan skupienia tego pierwiastka – gazowy czy ciekły, zawsze dochodzi do strat podczas transportu oraz dodatkowego zużycia energii elektrycznej potrzebnej np. do sprężania czy skraplania wodoru. Efektywność energetyczna całego procesu nie przekracza 37%. Kolejnym aspektem jest wysoka palność wodoru w kontakcie z powietrzem, co może budzić obawy potencjalnych użytkowników.
Oferowane przez nas nowoczesne metody przetwórstwa innowacyjnego spienionego tworzywa EPP wspierają rozwój ekologicznych technologii napędowych. Nie tylko pozwalają na produkcję standardowych komponentów samochodowych o lepszych parametrach wytrzymałości i izolacyjności, lecz także umożliwiają projektowanie innowacyjnych rozwiązań do samochodów przyszłości. Nasz zespół dostarcza pełnego wsparcia na każdym etapie, od projektu poprzez przygotowanie do produkcji i wytwarzanie z uwzględnieniem najwyższych standardów jakościowych.