Spis treści
Czy napęd wodorowy ma szansę zostać „nową ważną rzeczą” w branży motocyklowej i samochodowej?
Czy za kilkadziesiąt lat to wodór będzie dominującym paliwem w naszych motocyklach, samochodach i w innych pojazdach? Na to pytanie nie da się dziś precyzyjnie odpowiedzieć, ale wielu producentów pojazdów usilnie pracuje nad napędami wodorowymi różnego rodzaju. Prace odbywają się zarówno na polach magazynowania wodoru, jak i sposobu uzyskiwania napędu.
Kawasaki, BMW, Volvo i wiele innych – kto pracuje nad silnikami wodorowymi?
Ostatnio na przykład Kawasaki zaprezentowało motocykl na bazie H2 z kompresorem, który posiada wymienne zbiorniki z wodorem. W tym przypadku napęd realizowany jest za pomocą spalania wodoru w sposób podobny, jak w przypadku konwencjonalnego silnika ze spalaniem wewnętrznym. Różnicą jest fakt, że rury wydechowej wydobywa się para wodna, a nie spaliny.
Toyota kilka miesięcy temu z powodzeniem wystartowała w 24-godzinnym wyścigu z pojazdem napędzanym płynnym wodorem. W sprzedaży seryjnej obecny jest samochód osobowy Toyota Mirai, która zbiera pozytywne reakcje.
Kilka dni temu Yamaha zaprezentowała swój pierwszy pojazd wodorowy i jest to… wózek golfowy. Ale nie bójcie się, Yamaha pomagała Toyocie rozwijać silnik wodorowy V8, a ponadto trwają zaawansowane prace nad wodorową jednostką YXZ1000R (znana z pojazdów SxS Yamahy).
W połowie minionego roku powstał pakt HySE (Hydrogen Small mobility & Engine technology), w ramach którego Honda, Kawasaki, Suzuki i Yamaha zgodzili się wspólnie rozwijać napęd wodorowy. Efekty widzicie nie tylko w powyższych akapitach… W Rajdzie Dakar 2024 przed 2 tygodniami wystartował wodorowy buggy-car HySE-X1, będący dzieckiem powyższego paktu, a ścigający się na pustyni za pomocą wodoru. HySE-X1 ukończył 89% rajdu (świetny wynik!) i uplasował się na 4 z 9 pozycji w prototypowej kategorii Mission1000.
Wodór jest mocno rozwijany także w przypadku samochodów osobowych. Honda zapowiedziała, że w 2024 roku na drogi wyjedzie wodorowy SUV osobowy, model CR-V. Honda jednak nie ukrywa, że osobówki to jedynie tylko dodatek, bo wodór zdecydowanie lepiej sprawdzi się w pojazdach komercyjnych – ciężarówki i ciężki sprzęt.
Grupa Volkswagen również nie próżnuje. Szczegóły jeszcze nie zostały ujawnione, ale podobno VW już pracuje nad samochodem osobowym o napędzie wodorowym (z ogniwem paliwowym), który na jednym tankowaniu będzie mógł pokonać 1900 kilometrów.
Hyundai już od 2018 roku w produkcji i sprzedaży seryjnej posiada model Nexo, czyli wodorowy SUV. Jednak podobnie jak Honda, koreańska marka uważa, że na obecnym etapie rozwoju, wodór lepiej nadaje się do ciężarówek. Tego rodzaju ciężarówki rozwija m.in także Volvo.
W dużych osobówkach, a przede wszystkim w ciężarówkach, sprawdza się technologia ogniwa paliwowego do zasilania motorów elektrycznych i baterii. W odróżnieniu od spalania wodoru (jak we wspomnianym, wodorowym Kawasaki H2), w ogniwie paliwowym zachodzi reakcja pomiędzy wodorem i tlenem. Efektem tej reakcji jest wytwarzanie prądu oraz pary wodnej i ciepła. W takim układzie znajdują się zbiorniki wodoru, ogniwo paliwowe, baterie wspomagające i silniki elektryczne. Prąd wytwarzany przez ogniwo, w zależności od potrzeby, kierowany jest albo do silników elektrycznych, albo do baterii. Przy mocnym przyspieszeniu, bateria wspomaga silnik.
Jak działa wodorowe ogniwo paliwowe w samochodzie – przykład od Volvo Truck:
BMW iX5 Hydrogen już w 2025?
Takiego rodzaju napęd silnie rozwija także BMW – mimo, że niemiecka marka nie planuje wejścia na rynek ciężarówek. Obecnie w zaawansowanym stadium rozwoju znajduje się samochodów osobowy iX5 Hydrogen. Ma być on napędzany ogniwem paliwowym, a także za pomocą elektrycznych napędów BMW eDrive. Baterie zasilane będą z ogniwa. Samochód będzie jedynie tankowany wodorem, bez podłączania żadnego rodzaju plug-in hybryd do prądu.
BMW do sprzedaży seryjnej ma trafić w 2025 roku, ale póki co detale na temat iX5 Hydrogen prezentują się ciekawie.
– łączona moc maksymalna: 401 KM
– zasięg: 500 km
– pojemność zbiorników wodoru: ok. 6 kg
– maksymalna prędkość: ok. 190 km/h
– przyspieszenie 0-100 km/h: poniżej 7 sekund
– waga: porównywalna do samochodów plug-in (PHEV), mniejsza niż elektryki (BEV),
– czas tankowania wodoru: kilka minut
Warto tutaj wspomnieć, że BMW już w 2006 zbudowało pierwszą grupę samochodów na wodór. Wtedy była to seria 7 z silnikiem V12, który spalał wodór. Wad było jednak wiele: od problemów z magazynowaniem, przez obniżoną moc, a na 80-kilometrowym zasięgu kończąc. Jak widać po powyższych statystykach, w ciągu kilkunastu lat nastąpił znaczny postęp technologiczny.
Stacje z tankowaniem wodoru, ślad węglowy i wiele potencjalnych problemów
Opisani powyżej producenci to zaledwie wycinek rynku motoryzacyjnego, który pracuje nad napędem wodorowym – takich producentów jest znacznie więcej. Mimo, że sama jazda pojazdami wodorowymi jest w zasadzie zeroemisyjna, to potencjalnych problemów także jest sporo…
Aby móc zatankować wodór, trzeba go pozyskać, a wodór nie występuje w przyrodzie w formie samodzielnej. To właśnie tutaj powstaje problem śladu węglowego i wszelkiego rodzaju zanieczyszczeń. Oddzielenie wodoru jest procesem generującym niezwykle duży ślad węglowy, podobnie jak transportowanie (które jest ponadto niebezpieczne). Można to próbować porównywać do baterii samochodów elektrycznych – ich produkcja i późniejszy recykling także znacznie nadwyrężają środowisko.
O ile sam proces tankowania wodoru jest podobnie łatwy i podobnie bezpieczny jak tankowanie LPG, to ogólnodostępnych stacji wodorowych jest znacznie mniej… Jak w grudniu podał portal arenaev.com, w Stanach Zjednoczonych jest 80 stacji wodorowych, z czego znaczna większość w Kalifornii. Z kolei Europa i Środkowy Wschód to 230 stacji licząc łącznie. Na czele plasuje się Japonia, która sama ma aż 160 stacji. Mimo wszystko, na całym świecie jest zaledwie 700 stacji dostępnych dla klientów… To mało.
W Polsce mamy dwie ogólnodostępne stacje tankowania wodorem: Warszawa i Rybnik – sieć Neso. Niebawem Orlen otworzy stację w Poznaniu. Obie sieci planują znacznie zwiększyć liczbę stacji.
Czas i cena tankowania wodorem, średnie spalanie i koszt jazdy
W większości przypadków, tankownie wodorem zajmuje kilka minut – w przypadku samochodów osobowych około 5 minut. Na polskich stacjach Nexo, wodór kosztuje 69 złotych za 1 kg.
Na przykładzie wspomnianych samochodów Toyoty Mirai i BMW iX5 Hydrogen, zbiorniki mieszczą odpowiednio 5,6 kg (Toyota) oraz 6 kg (BMW) wodoru. A więc tankowanie wodoru pod korek to 386 – 414 złotych. Samochody te mogą przejechać na zbiorniku 650 km (wg. Toyoty) oraz 500 km (wg. BMW).
Oznacza to, że koszt przejechania 100 km na wodorze to od 60 zł do 83 zł. Jest to koszt porównywalny ze spalinowymi samochodami o średnio-wysokim zużyciu paliwa lub z elektrycznymi samochodami ładowanymi na szybkich i najdroższych ładowarkach.
Zostaw odpowiedź