Poslovne vijestiBudućnost vozila sa gorivnim ćelijama zavisi od naše sposobnosti da proizvodimo vodonik čisto i jeftino – evo matematike koja određuje da li će to raditi.
Industrija mobilnosti je usred najveće promjene paradigme otkako je Karl Benz izgradio svoj prvi Patent-Motorwagen 1885. Vožnja u budućnost nedavno objavljeno „Da li je vodonik gorivo budućnosti?“ okrugli sto pruža dubinsku analizu te budućnosti istražujući obećanja — i izazove — buduće ekonomije vodonika.
Oprostite na naizgled naglom poniranju u hladnu, rigoroznu analizu, ali evo, vrlo jednostavnim (-ističkim) terminima, dva su broja koja objašnjavaju zašto interesovanje transportne industrije za vodonik ponovo buja.
Moderna automobilska baterija može pohraniti 250 vat-sati energije za svaki kilogram litijum-jona. Kilogram vodonika, u međuvremenu, ima 33.200 tih vat-sati stvari po kilogramu. Ne, to nije greška. Da, vodonik ima više od 100 puta više energije od litijum-jonske baterije.
Da budemo pošteni, gustoće energije od 300 vat-sati po kilogramu se bacaju okolo za sljedeću generaciju baterija za električna vozila, a solid-state baterije koje se očekuju do 2025. mogu se pohvaliti čak 450 vat-sati po kilogramu.
Ipak, ako se držimo tih teoretskih brojeva, to znači da dok baterija Tesla Models S od 100 kWh teži negdje oko 400 kilograma, da su sve stvari jednake – a sasvim sigurno nisu – mogla bi biti ista količina energije imao samo tri kilograma vodonika.
Koliko god tajanstveno izgledalo nešto poput gustine energije, ta dva broja su razlog zašto je budućnost dugolinijskog transporta gotovo sigurno na vodik. Snaga iz baterija može se zaista pokazati izvodljivom za lokalnu isporuku i transport na kratke udaljenosti, od tačke do tačke (sa punjačima baterija u oba skladišta), ali velike platforme od obale do obale će se pokretati na gorivne ćelije.
Prema Brianu Lindgrenu, direktoru istraživanja i razvoja u Kenworthu, ekonomija je jednostavna: poluprikolica s dovoljno velikom baterijom da napaja potpuno napunjenu veliku platformu za 300 do 350 milja (480 do 560 km) - dizelski pogon na duge udaljenosti kamioni obično udvostručuju ili utrostruče taj broj - vjerovatno će morati žrtvovati otprilike jednu trećinu svog tereta za baterije. Ali, zbog velike gustine energije vodonika, poluprikolice sa pogonom na gorivne ćelije trebale bi imati nosivost sličnu trenutnim dizel platformama.
Sada, evo suprotne strane medalje, još dva broja, opet vrlo jednostavnim (-ističkim) terminima, zbog čega Elon Musk naziva FCEV “ćelije budale”. Električna vozila na baterije su fenomenalno efikasna. Ovisno o modelu, mogu se pohvaliti efikasnošću od bunara do točka od oko 70 do 80 posto. Poređenja radi, električno vozilo sa pogonom na vodonične gorive ćelije (FCEV) je pozitivno štedljivo, sa ukupnom efikasnošću od negdje oko 30 do 35 posto.
Razlika je u tome kako njih dvoje obrađuju električnu energiju. Ako, na primjer, želite da FCEV bude bez emisija kao automobil na baterije, potrebno je da elektrolizirate vodu – razdvojite H2O na, dobro, H2 i O – čistom vjetrom, solarnom ili nuklearnom energijom.
Ušteda vodonika je vrijeme punjenja goriva. Prema Lindgrenu, trenutnim stanicama za punjenje bilo bi potrebno čak šest sati za punjenje poluga na baterije. Čak i najmoćnijim punjačima zamišljenim za budućnost trebat će najmanje sat ili dva da revitaliziraju ogromne baterije potrebne za 800 ili više kilometara dometa.
S druge strane, Toyota, koja sarađuje sa Kenworthom, već ima poluprikolice na vodik koji se mogu u potpunosti napuniti gorivom za 15 minuta i očekuje da će to vrijeme biti smanjeno na 10 minuta u narednih nekoliko godina. Vrijeme je, kako kažu, novac, a smanjeno vrijeme zastoja FCEV-a je velika promjena u igri za dugolinijske transporte bez emisija.
Ako, naravno, postoji infrastruktura koja podržava neophodno punjenje goriva. Trenutno, stanice za dopunu vodonika su veoma male. Međutim, nakon mnogih napadaja, čini se da se tempo razvoja ubrzano povećava. U Kaliforniji sada postoji oko 47 stanica za dopunu vodonika i, prema California Fuel Cell Partnership, još 127 u različitim fazama razvoja.
A u Evropi, Bosch je nedavno posvetio milijardu eura za razvoj infrastrukture za vozila na vodonik, što je dio zelene vodonične ekonomije za koju kompanija procjenjuje da će do 2030. godine vrijediti 40 milijardi eura. Dolazi infrastruktura za punjenje vodonikom; samo je pitanje koliko brzo.
Za budući uspjeh vodonika, međutim, bit će ključno koliko će njegova proizvodnja biti čista i, što je možda još važnije, koliko će koštati da bude čist. Većina vodonika se trenutno uklanja iz fosilnih goriva, što stvara značajnu količinu stakleničkih plinova. Goriva ćelija, dakle, slično kao automobili na baterije koji se oslanjaju na električnu energiju na ugalj, jednostavno pomjera proizvodnju GHG plina nizvodno.
Elektroliza je najčešća metoda za proizvodnju čistog „zelenog“ vodonika, ali je, kao što je već spomenuto, energetska i skupa. Sprovode se inovativnije metode, na primjer, eksperimentirajući s nečim što se zove ciklus bakra i klora, koji koristi toplinu iz nuklearnih, solarnih, pa čak i industrijskih postrojenja u termohemijskom procesu cijepanja vode za stvaranje upaljača. gas od vazduha.
Mnogi trenutno prodaje svoj "zeleni" vodonik za 8,5 euro po kilogramu ili 100km, što je preskupo za široku upotrebu. Ali kompanije projektuju ne tako daleku budućnost u kojoj će vozila na gorive ćelije moći da se takmiče sa sadašnjim vozilima sa unutrašnjim sagorevanjem po cijeni po kilometru.
Dakle, koje je od ta dva – baterije ili vodonik – alternativno 'gorivo' budućnosti?
Pa, nažalost, za one koji traže konačan odgovor, odgovor je oboje. Vozila na baterije će sigurno zadržati svoju prednost u narednih nekoliko godina, dok se gorivne ćelije bore za ekonomiju obima i infrastrukturu koja će otvoriti FCEV vozila širem tržištu.
Na kraju, međutim, usvajanje vodonika kao ključnog dijela naše budućnosti s nultom emisijom je neizbježno. Pored transporta na duge relacije, pomorski transport i dugolinijski komercijalni avioni mnogo su pogodniji za pogon na vodik.
Bliže kući, taksi flote i kurirske kompanije za krajnju milju će vjerovatno smatrati vodonik isplativijim. Proizvodna i distributivna mreža potrebna za opskrbu tim industrijama je neizbježna;
Što se tiče toga da li ćete jednog dana imati koristi od automobila na gorivne ćelije, vjerovatno će se svesti na jednostavno pitanje životnog stila i vozačkih navika. Da li ste uglavnom stanovnik grada sa povremenim napadima na seosku vikendicu u rasponu od jednog punjenja baterije? Može li vaša garaža ili parking mjesto primiti punjač nivoa 2? Onda bi pogodnost i niska cijena kućnog punjenja čine BEV teškim za nadmašiti.
S druge strane, nemaju svi - mnogi stanovnici stanova, oni koji koriste parkiranje na ulici, itd. - imaju lak pristup punjaču nivoa 1 ili 2 i ako želite vozilo s nultom emisijom, trebat će vam alternativa za utičnicu -in. A ako ste pravi ratnik na cestama, jednačina vremenske udaljenosti važnija je od efikasnosti, onda je Vozilo na vodik sigurno bolja alternativa.