Ogniwa wodorowe czy baterie?

Czasopismo Nature opublikowało artykuł, w którym autor podkreśla znaczącą przewagę pojazdów elektrycznych z akumulatorami (BEV) nad pojazdami zasilanymi wodorem (FCEV). Analizy przeprowadzone w artykule sugerują, że nawet w przypadku pojazdów ciężarowych, akumulatory mogą zyskać przewagę nad ogniwami paliwowymi.

Przemysł motoryzacyjny stoi przed wyzwaniem całkowitego przejścia na produkcję pojazdów zeroemisyjnych. Obecnie większość producentów koncentruje się na pojazdach z napędem akumulatorowym (BEV), ale część z nich eksploruje także napędy wodorowe (FCEV). Toyota, Hyundai i GM rozwijają pojazdy wodorowe, ale jak wskazuje autor wspomnianego artykułu, na chwilę obecną nic nie wskazuje na to, aby samochody te miały zdominować rynek motoryzacyjny.

Porównanie technologii ogniw paliwowych na wodór i akumulatorów 

Badania wykazują, że pełny cykl energetyczny pojazdów FCEV jest około trzech razy mniej wydajny niż cykl pojazdów elektrycznych z akumulatorem. Ponadto brak odpowiedniej infrastruktury do tankowania stanowi kolejny problem dla pojazdów zasilanych wodorem. Infrastruktura do tankowania wodorem jest znacznie słabiej rozwinięta niż do ładowania prądem, a w zasadzie prawie jej nie ma.

Mapa stacji do tankowania wodorem w Polsce:
http://gashd.eu/wodor-h2/stacje-wodorowe-w-polsce/

Chociaż brakuje także wystarczającej liczby stacji ładowania dla pojazdów elektrycznych, ich budowa jest znacznie łatwiejsza, szybsza i tańsza. Stacje te mogą być wybudowane na istniejącej infrastrukturze sieci elektrycznej, a samochody elektryczne można ładować nawet ze zwykłych gniazdek za pośrednictwem odpowiednich przejściówek. Budowa stacji ładowania EV jest znacznie mniej skomplikowana niż cała infrastruktura potrzebna do produkcji, transportu, magazynowania i dystrybucji wodoru. Dodatkowo energia pozyskiwana z wodoru jest mniej wydajna, a wymaga o wiele więcej specjalistycznych narzędzi i nakładu pracy do jej wytworzenia.

Ciężarówki napędzane wodorowymi ogniwami paliwowymi 

Wielu ekspertów sugeruje, że wodorowe ogniwa paliwowe znajdą zastosowanie w transporcie ciężarowym, morskim i lotniczym.

Jeden z naukowców badających problem — Patrick Plötz z Fraunhofer Institute for Systems and Innovation Research ISI w Karlsruhe w Niemczech — po szczegółowych analizach stwierdził, iż napęd wodorowy nigdy nie dogoni napędu elektrycznego.

Z uwagi na dynamiczny rozwój technologiczny i ekonomiczny w dziedzinie akumulatorów oraz szybkiego ładowania, istnieje realne zagrożenie, że pojazdy z ogniwami paliwowymi opartymi na wodór mogą stać się niekonkurencyjne na rynku transportu drogowego w niedalekiej przyszłości.

Autor artykułu wskazuje na znaczącą rolę, jaką wodór z pewnością odegra w przemyśle, transporcie morskim oraz lotnictwie, ale nie przewiduje jego zastosowania w transporcie drogowym. 

Trasy długodystansowe, a pojazdy elektryczne

Wyjątkowym wyzwaniem dla pojazdów elektrycznych zasilanych akumulatorami stanowi logistyka długodystansowa, gdzie roczny przebieg wynosi średnio 100 000 km, a także transport ciężkich ładunków, co niesie ze sobą wysokie zużycie energii na kilometr. Wiele osób mówi o ciężarówkach napędzanych wodorem jako rozwiązaniu tego problemu. Grupa producentów ciężarówek oraz dostawców ogniw paliwowych i infrastruktury ogłosiła ambitny plan wprowadzenia na europejskie drogi 100 000 ciężarówek z ogniwami paliwowymi do 2030 roku. Jednak warto zauważyć, że już od 2027 roku planowana jest produkcja seryjnych ciężarówek elektrycznych z ogniwami paliwowymi drugiej generacji, co może zmienić oblicze rynku i dostępności tej technologii przed datą 2030.

Patrick Plötz zwraca również uwagę na nowy megawatowy standard ładowania (prądu stałego o mocy do 4,5 MW) dla ciężarówek z napędem elektrycznym oraz postępy w technologii akumulatorów, co może sprawić, że następna generacja ciężarówek elektrycznych będzie bardziej zaawansowana od pojazdów wodorowych z ogniwami paliwowymi. Czy to rzeczywiście się potwierdzi, pozostaje do odkrycia w przyszłości.

Samochody na wodór dostępne w Polsce:
Toyota Mirai, Hyundai Nexo