Samochód na wodór – odległa przyszłość czy codzienność jutra?

Samochód na wodór

Od dawna wiadomo, że samochody na wodór nie są odległą przyszłością. Koncerny rozwijają się, powoli powstaje sieć stacji tankujących wodór, w planach jest szereg przywilejów, zachęcających do zakupu, jak na razie, stosunkowo drogich aut. Czy po Polsce jeżdżą wodorowe samochody? Gdzie w kraju będą budowane stacje tankujące wodór? Czy to jest opłacalne? Na wszystkie pytania odpowie poniższy artykuł.

Samochody na wodór oficjalnie mogą jeździć po europejskich drogach od 2014 r., kiedy to Unia Europejska, zgodnie z Dyrektywą Parlamentu Europejskiego i Rady Europy, nakazała umożliwienie bezproblemowego przejazdu przez wszystkie państwa unijne, głównie transeuropejską siecią transportową. W projekcie Instytutu Transportu Samochodowego założono, że do roku 2030, ma powstać w Polsce dziewięć stacji do tankowania wodoru. Rozpoczęto próby pozyskania dotacji unijnych na realizację tego planu. Stacje mają powstać w Poznaniu, Warszawie, Białymstoku, Szczecinie, Łodzi, Wrocławiu, Katowicach, Krakowie i na terenie Trójmiasta.

Do tej pory stacji tankowania wodoru w Europie powstało niewiele – 3 w Szwecji i 20 w Niemczech. Na całym świecie powoli zmierzamy jednak do osiągnięcia liczby ponad 1000 takich obiektów.  Tymczasem koncerny Toyota i Hyundai zaprezentowały pierwsze modele „wodorowych samochodów”.  

Samochody na wodór – odrobina historii

Wodór jawi się jako najprawdopodobniejszy sposób zasilania samochodów przyszłości. Wykorzystywanie „energii wodorowej” jest coraz bardziej doskonałe. Prace nad nim trwają, bez mała, od XVI w. Wówczas Paracelsus wyodrębnił czysty wodór. Kolejnym krokiem były prace kolejno: Cavendisha w 1776 r. i Charlesa w 1783 r. Sposób reakcji ogniw wodorowych odkrył zaś, w 1838 r. szwajcarski uczony Christian Schönbein. Na podstawie tego odkrycia sir William Grove zbudował pierwsze działające ogniwo paliwowe. Z jego wykorzystaniem, 10 lat później, zbudowano łódź napędzaną właśnie ogniwem wodorowym.

Nawet polscy profesorowie włączyli się w prace. Karol Stanisław Olszewski i Zygmunt Florenty Wróblewski, którym jako pierwszym udało się skroplić tlen i azot, ustalili krytyczną temperaturę wodoru, twierdząc jednak, że jest to gaz nie do skroplenia. Kolejne wynalazki, szczególnie podczas II wojny światowej, przybliżały świat do nowych źródeł energii. W 1958 r. zbudowano pierwsze silniki tłokowe napędzane wodorem – dokonali tego amerykanie.

Samochody na wodór

Na podstawie tego wynalazku powstały, w latach 60 i 70, rakiety NASA. Z racji wysokiej ceny kilowata wodorowej energii, na długo zaprzestano jednak prac z wykorzystaniem wodoru w technologii. Dopiero w 1978 r Mercedes Benz pokazał światu wodorowy autobus. Nacar posiadał olbrzymi zbiornik na wodór i rozpędzał się do 90 km/h. Po przeróbkach, w Erlangen od 1996 i od roku 1999 w Monachium jeżdżą autobusy napędzane wodorem. W 2000 r. zbudowano pierwszy autobus Man, który był zasilany wodorowym ogniwem paliwowym.

Jaki model to wszystko zapoczątkował?

W tym samym roku, w Europie pojawiła się Toyota Prius. Nie była zbyt ładna, ale zapowiadała przełom w motoryzacji i rynku paliw, głównie alternatywnych. Po 14 latach pojawił się w końcu pierwszy, seryjnie produkowany samochód wodorowy – Toyota Mirai, przy czym koncern Hyundai twierdzi, że pierwszym seryjnym samochodem na wodór jest Hyundai ix35 Fuel Cell. Przed tymi autami zdarzały się krótkie serie innych producentów, lub koncepcje modeli, ale dopiero Mirai, określany, jako „Przyszłość” zaczęła podbijać świat. Na początek samochód trafił na rynki z istniejącą infrastrukturą stacji wodorowych. Były to: Niemcy, Dania i Wielka Brytania.

Pierwsze samochody na wodór otrzymały tablice homologacyjne również w Polsce. Są wnikliwie testowane. Niestety brak stacji tankującej mocno ogranicza możliwości. Jedynym wyjściem zdają się mobilne stacje tankujące Linde. Nie są one jednak dostępne dla potencjalnych użytkowników, którzy mogą wydać ponad 350 000 zł na zakup „przepowiedni przyszłości”. Na pewno jednak dziś technologia jest ok 70% sprawniejsza.

Polski samochód na wodór?

Należy również wspomnieć, że niedawno, w Krakowie, zaprezentowano pierwszy polski samochód na wodór. “Premier” – bo taką nosi nazwę – został stworzony przez naukowców RIOT Technologies we współpracy z Wojskową Akademią Techniczną. Prototyp ma innowacyjny design, kompozytową karoserię i napęd na 4 koła. To samochód dwuosobowy w typie roadster. Mimo typowo sportowej sylwetki „Premiera” skonstruowano, jako samochód miejski, ze wspomaganiem kierownicy, reflektorami ksenonowymi, światłami LED, tapicerką ze skóry, nisko profilowanymi oponami, regulowanym zawieszeniem i masą mierników, wyświetlaczy i wszelkiej elektroniki w kabinie.

Prawdziwym przełomem ma być polskie przełamanie strategii samochodów napędzanych wodorem. Fabryka Ursus walczy właśnie o granty i kontrakt na wyprodukowanie pierwszego autobusu miejskiego. Ma on jeździć do 400 km na jednym tankowaniu i być wyjątkowo ekologiczny.

Jak działają wodorowe samochody?

Można by pomyśleć, że działanie samochodów na wodór jest skomplikowane. Tymczasem, opatentowany przez Toyotę system złożony jest z ogniw paliwowych, elektrycznego silnika, sterownika, przetwornicy wzmacniacza i zbiornika na wodór. Np. omawiana Mirai ma dwa zbiorniki na wodór – o pojemności 122 i 62 litrów. Każdy pod ciśnieniem 700 bar. Układ ma oczywiście czujniki wodoru, które przy najmniejszej awarii odłączają zawory zbiornika. Ponieważ cały układ zlokalizowany jest poza kabiną, nie jest też możliwe nagromadzenie wodoru w kokpicie, co dodatkowo zmniejsza niebezpieczeństwo.

Można, zatem wywnioskować, że wodór ze zbiornika łączy się z tlenem, w wyniku, czego w ogniwach produkowana jest energia, która zasila silnik. Na zatankowanych w 3 minuty zbiornikach przejedziemy do 700 km, a do powietrza wyleci jedynie para wodna.

Wady i zalety ogniw paliwowych

Niezaprzeczalną zaletą używania ogniw paliwowych jest ich ekologiczne działanie. Ponadto samochody na wodór:

  1. Działają zawsze i niezależnie od mocy samochodu
  2. Wodór jest efektownym nośnikiem
  3. Ich silnik pracuje cicho, bez wstrząsów, regularnie
  4. Prosta konstrukcja układu jest nieskomplikowana do ewentualnych napraw
  5. Mają niezawodność pracy
  6. Niskie koszty
  7. Wymagają krótkiego tankowania, który wystarcza na długą jazdę
  8. Mają małe straty energetyczne
  9. Samochód jest nowoczesny, choć stosunkowo ciężki
  10. Samochody na wodór są niezwykle bezpieczne
  11. To auta praktyczne i wygodne
  12. Mają zminimalizowane mechanizmy skrzyni biegów, przekładni itd.

Wadami ogniw jest:

  1. Stosunkowo niskie napięcie
  2. Tworzenie prądu o stałej amplitudzie, co wymaga zastosowania falownika
  3. Stosunkowo drogie katalizatory
  4. Wysoka temperatura pracy
  5. Oczywiście, na dziś, mała ilość miejsc przygotowanych do tankowania samochodów na wodór

Możliwości technologii

Technologia pozyskiwania wodoru i jego wykorzystywania w motoryzacji wciąż się rozwija. To czyste i odnawialne źródło energii. Dlatego nieustannie trwają badania nad możliwościami pozyskiwania paliwa. Ponadto przyspieszyć ma rozwój infrastruktury stacji tankowania aut wodorowych. Na zmiany te podobno, jak wynika z badań koncernu Toyota, czeka ponad 4 tys. klientów. Dlatego koncern zamierza wyprodukować przynajmniej 700 aut rocznie, widząc, że w rozwijającym się przemyśle motoryzacyjnym drzemią wielkie możliwości, wysokie zyski i zmiany popierane przez Unię Europejską i państwa ekonomiczno rozwinięte.

Przy tak świetlistej wizji rozpatruje się nawet pewne formy zachęcające do kupna aut wodorowych. Mają to być dopłaty, darmowe wjazdy do miast płatnych, pozwolenia na jazdę buspasami i darmowe parkingi. W konsekwencji zmienić ma się również prawo transportowe.

Dlatego nic dziwnego, że koncern Toyota nie żałuje pieniędzy na badania nad pozyskaniem wodoru, rozwój sieci stacji tankujących czy nowoczesne rozwiązania w samochodach na wodór. Podobne przedsięwzięcia powziął Hyundai, chcąc dotrzymać kroku przodownikowi w dziedzinie.

Samochód na wodór – prognozy

Nowoczesne samochody na wodór oraz prężnie rozwijająca się sieć stacji tankujących to nie przyszłość. To już teraźniejszość. Jeszcze mało dostępna dla mas, ale już praktycznie po końcowych testach. Wodór pozyskuje się od lat, Solaris produkuje wodorowe autobusy miejskie, a po świecie jeżdżą pierwsze samochody seryjne. W dobie ogólnego ruchu na rzecz ochrony środowiska, samochody napędzane wodorem zdają się być najbardziej ekologicznym rozwiązaniem na polu motoryzacyjnym. Warto się nimi zainteresować.

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *