Stare ogniwa nowej generacji

Ogniwa paliwowe mogą być alternatywą dla silników Diesla w europejskich flotach. Warunek: powstanie odpowiednio gęstej psieci stacji ładowania.

Prace nad alternatywnymi źródłami energii trwają od dawna, a wodorowe ogniwa paliwowe to przyszłość motoryzacji. Znane są już od roku… 1838! Praktyczne zastosowanie znalazły jednak dopiero w latach 60. ubiegłego stulecia, kiedy uczeni z USA wykorzystali je jako źródło elektryczności w programie kosmicznym. A dopiero w latach 80. rozpoczęły się prace nad ich zastosowaniem w pojazdach ziemskich.

Dziś są dwa seryjne samochody osobowe napędzane prądem z ogniw paliwowych. Teraz „wodoryzacja” motoryzacji nabiera tempa. Po pierwsze dlatego, że rośnie zainteresowanie alternatywnymi źródłami napędu, po drugie — auta wyposażone w ogniwa paliwowe pozbawione są wad innych „alternatywnych” pojazdów.

Tak dla prądu

W ciągu trzech kwartałów 2015 r. o 20 proc. wzrosła w Europie liczba nowych rejestracji samochodów osobowych na paliwa alternatywne. W trzecim kwartale wzrost wyniósł 13,4 proc. (127 661 aut), w tym rejestracji samochodów z napędem elektrycznym (także hybryd typu plugin) przybyło aż o 62,2 proc. (z 17 488 rok wcześniej do 28 360). Popyt na nowe samochody hybrydowe (bez typu plugin) wzrósł o 34,7 proc. (wyniósł 53 183).

Spadła zaś liczba rejestracji aut napędzanych gazem (LNG i LPG) — o 17,1 proc. (46 118). W Polsce przez trzy kwartały 2015 r. sprzedano 5510 aut o napędzie alternatywnym (95 elektrycznych), co oznacza wzrost o ponad 52 proc. rok do roku. Wszystkie powyższe dane zgromadził ACEA (European Automobile Manufacturers’ Association), a przeanalizował Polski Związek Przemysłu Motoryzacyjnego (PZPM).

Wynika z nich, że tracą popularność auta zasilane LNG, a zyskują te, w których napęd w mniejszym (hybrydy), średnim (hybrydy typu plugin) lub dużym (elektryczne) stopniu korzysta z prądu. Potwierdzają to przedstawiciele największych firm zarządzającym flotami samochodowymi (CFM) i coraz częściej zachęcają klientów to wypróbowania takich samochodów.

Wady alternatyw

— Dostrzegamy coraz większe zainteresowanie alternatywnymi napędami, ale hybrydy sprawdzają się głównie przy małych przebiegach i w obrębie miast. Samochody elektryczne to raczej przejściowe rozwiązanie. Są ekologiczne w czasie jazdy, jednak do wytwarzania energii ciągle używamy węgla, a to już ekologiczne nie jest — zauważa Artur Sulewski, dyrektor handlowy LeasePlan Polska.

Rozwiązaniem niemal doskonałym może się okazać samochód z własnym ogniwem paliwowym. Inaczej mówiąc: samochód elektryczny, który sam sobie wytwarza energię, jego tankowanie zajmuje tyle samo czasu, co tankowanie samochodu z konwencjonalnym silnikiem, a jednym efektem ubocznym podróżowania jest czysta woda.

I nie jest to utopia. Auta na wodór już są. Osobowe także. Seryjnie produkują je Toyota (Mirai) i Hyundai (ix35 Fuel Cell). Problemy są dwa: cena i brak infrastruktury (np. najbliższa Polsce stacja wodorowa jest w Berlinie). Nikt obecnie nie ma wątpliwości, że to właśnie wodór przejmie rolę oleju napędowego. Przynajmniej w autach osobowych.

— Rozwój ogólnopolskiej infrastruktury z powszechnym dostępem do stacji wodorowych byłby na pewno impulsem rozwoju ekologicznych rozwiązań również we flotach. A obniżenie kosztów produkcji ogniw paliwowych tak, by samochody napędzane wodorem były cenowo przystępne dla każdego, spowoduje odejście od tradycyjnych silników spalinowych — uważa Artur Sulewski. Pytanie brzmi: kiedy?

Stacja za stacją

Prawdopodobnie nastąpi to w ciągu dwóch dekad. Oczywiście nie wszyscy i nie od razu przesiądą się do aut z ogniwami paliwowymi. — Wydaje się jednak, że rozwój wodoryzacji w samochodach osobowych będzie dużo szybszy niż to było z autami hybrydowymi. Pierwszy hybrydowy Prius zadebiutował 18 lat temu. Dziś po drogach świata jeździ ponad 8 mln hybryd — mówi Robert Mularczyk z Toyota Motor Poland. Dodaje, że według szacunków jego firmy światowa sprzedaż Mirai w 2016 r. wyniesie 2 tys., a w 2017 r. 3 tysiące.

— Na 2020 r. zakładamy sprzedaż 30 tysięcy tych aut. To pokazuje jak szybko rozwija się ta technologia — ocenia Robert Mularczyk Do rozwoju produkcji samochodów zasilanych wodorem potrzeba odpowiednio gęstej sieci stacji, na których paliwo to można zatankować (trwa to 3 min). A ta jest dzisiaj wyjątkowo skąpa. Na całym świecie jest zaledwie około takich 180 stacji. Większość w USA i Japonii. Przy czym część nie jest dostępna dla klientów indywidualnych.

W Europie w sumie jest tylko kilkadziesiąt punktów ładowania. Na razie trudno na wodorowej stacji zarobić, ale kolejne kraje zapowiadają rozbudowę infrastruktury. Wielka Brytania zapowiada stworzenie w najbliższym czasie 15 stacji, a do 2020 r. chce ich mieć 65. W Niemczech jest dzisiaj 18 stacji wodorowych, w najbliższych latach powstanie 50, a w 2023 r. ma ich być 400.

Zainteresowana wodorem jako paliwem jest również Polska. Do 2030 r. powinno u nas powstać 9 stacji. Dwie pierwsze w najbliższych latach w Warszawie i Poznaniu. Projekt zbudowania w Polsce takich stacji przygotował Instytut Transportu Samochodowego (ITS).

— To jedna z instytucji realizujących europejski projekt Hit-2-Corridors, którego celem jest stworzenie i późniejsza integracja europejskiej sieci infrastrukturalnej służącej do wykorzystania wodoru jako paliwa w transporcie drogowym — wyjaśnia Wojciech Gis, sekretarz naukowy ITS. Stacje w Polsce mają być przystosowane do tankowania osobowych samochodów z ogniwami paliwowymi i autobusów. — Średni koszt budowy takiego obiektu to około 1 mln euro — dodaje Wojciech Gis.

To dopiero początek

Potencjał jest spory. Samochody osobowe z napędem wodorowym mogą się przyjąć w firmowych flotach. I to dużo lepiej niż hybrydy czy auta elektryczne. Hybryda jest bowiem oszczędna, ale głównie w mieście. Samochody elektryczne również wymagają budowania sieci „stacji”, a ładowanie trwa znacznie dłużej niż w przypadku tradycyjnego napędu. Tymczasem samochód z ogniwami paliwowymi jeździ jak elektryczny, a jest tankowany jak tradycyjny. I ma jeszcze kilka innych zalet. Może np. być wykorzystywany jako awaryjny „agregat prądotwórczy”.

Daleko więc wykracza poza pojęcie samochodu. Nie powinno być także problemu z produkcją wodoru. Jest wiele metod jego pozyskiwania, także z wykorzystaniem biomasy i źródeł odnawialnych. Roczna produkcja wodoru w Polsce wynosi dzisiaj około miliona ton. To oczywiście gaz do celów przemysłowych, ale jego dostosowanie do wymagań napędu w autach nie jest żadnym technologicznym wyzwaniem. Zanim jednak technologia ta się rozwinie i stanieje, a do stacji z wodorem będzie nie dalej niż do „cepeenu” z olejem napędowym, we flotach będą królowały diesle. Teraz ma je 70 proc. wszystkich aut użytkowanych w Polsce przez firmy. &

Jak to działa

Ogniwa paliwowe (fuel cells) to urządzenia, które energię chemiczną paliwa i utleniacza zamieniają bez spalania bezpośrednio w energię elektryczną. W samochodach nośnikiem energii jest wodór, którego reakcja z tlenem z powietrza w obecności katalizatora powoduje powstanie prądu. Efektem ubocznym jest czysta woda — w Toyocie Mirai około 7-8 litrów na 100 km.

© ℗
Rozpowszechnianie niniejszego artykułu możliwe jest tylko i wyłącznie zgodnie z postanowieniami „Regulaminu korzystania z artykułów prasowych” i po wcześniejszym uiszczeniu należności, zgodnie z cennikiem.

Podpis: Marcin Bołtryk

Być może zainteresuje Cię też:

Polecane

Inspiracje Pulsu Biznesu

Puls Biznesu

Transport i logistyka / Stare ogniwa nowej generacji