Wodór czy akumulatory w elektromobilności? Odpowiedź jest złożona
Jedno jest pewne – nadszedł koniec samochodów spalinowych i nie ma od tego odwrotu. Każdy, kto zdaje sobie z tego sprawę, automatycznie zadaje też pytanie, co w takim razie będzie dalej? Okazuje się, że istniejących obecnie technologii wcale nie trzeba traktować jako konkurentów.
Dzisiaj przyszłość transportu ma dwa odcienie - jeden to tzw. elektryki (BEV), czyli samochody, które energię przechowują w wielkich akumulatorach, ładowanych za pomocą prądu elektrycznego, oraz takie, które pozwalają na wytwarzanie prądu z wodoru wewnątrz maszyny poprzez ogniwa paliwowe (FCEV).
Każda z tych technologii ma własne ograniczenia i to właśnie one - a nie ich zalety - zapewne zdecydują o tym, w jaki sposób będą rozwijały się w przyszłości i jaką część rynku transportu wezmą we władanie.
Z jednej strony, jak pisze na łamach portalu The Conversation Jack Marley, ślad węglowy w przypadku obu technologii jest podobny i wynosi ok. 2,7 g dwutlenku węgla na kilometr, jeśli mówimy tu o prądzie ze źródeł odnawialnych i czystym wodorze uzyskanym przez elektrolizę wody przeprowadzonej z użyciem czystej energii. Tutaj mamy więc remis.
Pięta achillesowa wodoru
Jednak, jak zauważa Marley, jest jedno wielkie "ale" w przypadku wodoru - straty energii związane z tym pierwiastkiem. Żeby wytłumaczyć, o co dokładnie chodzi, należy wyjaśnić, jak uzyskiwany jest wodór w sposób bezemisyjny - przez elektrolizę wody. Elektroliza ta musi być wykonana za pomocą energii elektrycznej pozyskanej ze źródeł odnawialnych. Podczas jej procesu zużywane jest 25 proc. energii wyjściowej - to pierwsza strata, o której była wcześniej mowa. Następnie wodór musi zostać sprężony, schłodzony i przetransportowany, co powoduje następną 10 proc. stratę. W końcu w pojeździe wodór przetwarzany jest na energię elektryczną, co oznacza kolejną utratę i to aż 40 proc.! Na końcu silnik napędza nią pojazd ze skutecznością 95 proc. - ale tak samo jest w przypadku samochodów BEV.
Do tego w przypadku "elektryków" dochodzi co prawda jeszcze strata 5 proc. energii w trakcie jej podróży przez sieć i 10 proc. podczas ładowania akumulatora litowo-jonowego, ale nadal strata jest nieporównywalnie mniejsza niż u wodorowego konkurenta, który łącznie "przepala" połowę energii początkowej. Tutaj więc zdecydowanie punkt dla pojazdów BEV.
Długodystansowiec
Przewagą aut wodorowych jest natomiast to, że kierowcy mogą tankować znacznie szybciej - ładowanie samochodów z akumulatorami trwa od 40 minut do nawet kilku godzin, a tankowanie wodorem kilka minut. Punkt dla FCEV. Wyraźną przewagą wodoru jest też to, że technologia ta pozwala pokonać większy dystans na "jednym baku", ze względu na dużo większą gęstość przechowywania energii. Zasięg aut jest podobny jak aut spalinowych, czyli ok. 600 kilometrów, a w przypadku samochodów z akumulatorami to ok. 400 km. Kolejny punkt dla wodoru.
Kolejną rzeczą jest jednak kwestia infrastruktury - o ile w przypadku samochodów z akumulatorami sprawa jest dość prosta - wykorzystanie istniejącej sieci energetycznej - to w przypadku wodoru trzeba brać pod uwagę wysoką łatwopalność tego pierwiastka. To wyklucza stosowanie istniejących już stacji benzynowych i oznacza konieczność budowy od podstaw całkowicie nowej infrastruktury posiadającej odpowiednie zabezpieczenia. To niesie ze sobą spore koszty - zainstalowanie pojedynczej stacji wodorowej to koszt nawet miliona dolarów. Tutaj mamy więc kosztową przewagę samochodów BEV.
A zwycięzcą jest...
...nikt. Bowiem obie technologie znajdą swoje zastosowanie na różnych obszarach. Samochody z akumulatorami zdecydowanie wygrywają w obszarze aut osobowych, gdzie liczy się przede wszystkim ekonomiczność. Tutaj efektywność wykorzystywanie energii od momentu jej wytworzenia, do dostarczenia do kół jest bardzo wysoka, dużo wyższa niż w przypadku aut spalinowych czy wodorowych ogniw paliwowych. Wodór zwycięża natomiast w przypadku aut ciężarowych i autobusów kursujących na długich dystansach, bo tam największe znaczenie ma zasięg i czas tankowania.
Mateusz Czerniak
