Lumea automobilelor duce o luptă acerbă pentru noua supremație în industrie, electrificarea. Nevoia de a reduce cât mai rapid emisia de noxe, sub amenințarea unor sancțiuni dure, face ca producătorii, mari sau mici, sub forma unor concerne sau doar a unor start-up-uri, să caute soluții pentru înlocuirea cât mai rapidă a combustibililor clasici. Dacă mașina electrică și-a găsit deja un loc bine stabilit în lanțul trofic al automobilelor, nu același lucru se poate spune despre posibilii concurenți care sunt propulsați fie de hidrogen, fie de puterea razelor solare. Cât de viabilă este alternativa hidrogen și în ce stadiu se află ea vedem în cele ce urmează.
Marea alianță nou formată, Stellantis, a anunțat că va lansa modele comerciale alimentate cu hidrogen și pe baterii, până la finalul acestui an. Sunt vizate mărcile Peugeot, Citroen și Opel. Este vorba despre alimentarea cu hidrogen și cu baterii, cu o autonomie de 400 de kilometri și un timp de încărcare de 3 minute. Propulsia cu hidrogen este una de tip „mid-power”, cu fuel cell, care ar putea ulterior să fie utilizată și pe autoturisme, după cum au anunțat reprezentanții companiei. Soluția aleasă de concernul franco-italiano-american are o serie de avantaje în fața vehiculelor cu hidrogen de până acum, cel mai important fiind costul pentru că se folosește o platformă existentă deja pentru propulsia electrică la vehicule comerciale. Rezervoarele de hidrogen sunt amplasate în locul bateriilor standard, fără să afecteze spațiul util al vanurilor. În același timp, există o mică baterie ce poate din încărcată clasic, la priză, ea fiind preluată de la sistemul PHEV utilizat deja pe mașinile celor trei mărci. Funcționarea pe distanțe lungi este asigurată de rezervorul de hidrogen, care alimentează sistemul de fuel cell, însă dacă nu este disponibilă o stație de alimentare, mașina poate merge circa 50 km cu curentul de-al doilea pachet de baterii. Potrivit reprezentanților Stellantis, întreg sistemul a fost dezvoltat în centrul de inginerie Opel, din Russelsheim, Germania. Studiile Stellantis au arătat că 83% din clienți conduc sub 200 de kilometri pe zi, o distanță mai mare de 300 km într-o singură zi fiind acoperită doar ocazional. Conceptul hibrid hidrogen – baterii are și alte avantaje. Demarajul susținut de baterii crește eficacitatea mașinii, însă pachetul de baterii poate fi folosit și pentru un surplus de putere. Astfel, utilizarea hibridă a celor două sisteme de propulsie oferă avantajele ambelor sisteme și elimină o bună parte din dezavantaje. Deocamdată nu au fost anunțate prețurile noilor vehicule comerciale, dar acestea vor fi substanțial mai mari decât versiunile electrice cu încărcare, cel mai probabil, din cauza costurilor generate de pachetel de fuel cell. Compania încearcă să extindă acest sistem de propulsie și pe modele ale mărcii Fiat, care acum face parte din Stellantis, în urma fuziunii cu PSA. Potrivit reprezentanților companiei, tranziția de la diesel la mașini electrice care să ruleze și pe hidrogen lichid ar urma să dureze trei ani.
Ofertă mică
În prezent, gama disponibilă de autoturisme de serie pe hidrogen este extrem de limitată, și chiar inaccesibilă în țări precum România. Începând cu 2018, există trei modele de automobile cu hidrogen disponibile public: Toyota Mirai, Hyundai Nexo și Honda Clarity. Cea mai răspândită este Mirai, un vehicul care asigură o autonomie de 500 – 700 km pe baza unei pile de combustie cu polimer
cu o putere maximă de 114 kw. Motorul este unul electric care dezvoltă 113 kw. Un plin pentru Mirai costă circa 50 de euro și se face în circa 3 minute, ca și cel pe benzină. Prețul unui astfel de exemplar pe hidrogen este de circa 60.000 de euro. Marele avantaj al unui astfel de automobil este că la țeava de eșapament elimină doar apă. Din păcate, o mare problemă este legată nu doar de securitate instalației de hidrogen care funcționează la presiuni mari de ordinul sutelor de bari, ci și de alimentare. Există doar câteva zeci de stații în toată Europa. Documentele UE însă sunt foarte ambițioase. Uniunea Europeană vrea ca, până în 2030, pe şoselele sale să circule cel puţin 30 de milioane de vehicule cu zero emisii, pentru a reduce consumul de combustibili fosili în ţările membre. UE estimează că Europa va avea nevoie de trei milioane de puncte publice de reîncărcare electrică şi 1.000 de staţii de alimentare cu hidrogen pentru a atinge acest obiectiv până în 2030.
2022, mai promițător
Marii producători au însă planuri ambițioase în domeniu. BMW Group colaborează încă din 2013 cu Toyota Motor Corporation la sistemele de propulsie cu pile de combustie. Începând din vara anului 2015, BMW Group testează automobile de dezvoltare, bazate pe BMW Seria 5 Gran Turismo, care sunt echipate cu un sistem de pile de combustie dezvoltat în comun cu Toyota. BMW Group va derula un program-pilot din 2022, în care va produce BMW i Hydrogen NEXT - bazat pe actualul BMW X5 - în serie limitată, automobilul fiind echipat cu a doua generaţie a sistemului de propulsie. Performanţele sistemului de la BMW i Hydrogen NEXT oferă un total de 275 kW (374 CP) şi asigură dinamica de condus tipică BMW. "La sistemul de propulsie al BMW i Hydrogen NEXT, sistemul de pile de combustie generează o putere electrică de până la 125 kW (170 CP), care este obţinută prin reacţia chimică dintre hidrogenul şi oxigenul din aer", declara Jürgen Guldner, director în cadrul BMW Group pentru tehnologia pilelor de combustie cu hidrogen şi proiecte de automobile. Convertorul electric, care este situat sub pila de combustie, îşi ajustează nivelul de tensiune la cel al propulsiei electrice şi al bateriei tampon de putere. Bateria este alimentată de energia generată la frânare şi energia pilelor de combustie. Automobilul găzduieşte două rezervoare de hidrogen la 700 bar, care împreună pot stoca 6 kg de hidrogen.
160 de autobuze
Lucrurile sunt mai avansate atunci când vorbim de gabarit mai mare pentru mijloacele de locomoție. Există deja pe străzile din lume undeva pe la 160 de autobuze care funcționează pe bază de hidrogen. Unele dintre ele, care circulă în Belgia, au fost prezentate și în România. Primarul Clujului, Emil Boc, a declarat după ce le-a testat că și-ar dori să aducă astfel de vehicule nepoluante de transport în comun și în urbea pe care o administrează. În ultimii 10 ani, au fost vândute 108 astfel de autobuze în Europa și Statele Unite. Primul a costat în jur de 1,5 milioane de euro. Acum se lucrează deja la cea de-a treia generație de autobuze cu hidrogen, iar prețul a ajuns să fie comparabil cu cele pe benzină sau diesel.
Autonomia totală este comparabilă cu cea a unui autobuz electric, de 300 de km, iar un plin de hidrogen durează 7 minute. Pe străzile Germaniei circulă autobuze dezvoltate de Solaris Urbino care folosesc un set de celule de combustie cu o capacitate de 70 kW și au o autonomie de până la 350 km cu un plin de hidrogen. Urbino 12 hydrogen folosește o tehnologie de ultimă oră de stocare a hidrogenului. Acesta este depozitat în formă gazoasă, la 350 de atmosfere, în rezervoare poziționate pe plafon. Cele patru rezervoare fabricate din materiale compozite, montate longitudinal deasupra primei axe, au un volum cumulat de 1.560 de litri. Ele pot stoca 37,5 kg de hidrogen. Până la autobuze, România ar putea folosi hidrogenul în traficul feroviar. ”Aș vrea să dezvoltăm un proiect de trenuri pe hidrogen și am avut discuții cu industria, dar m-aș bucura să fim
Automobilele pe hidrogen ar putea fi un concurent serios al celor electrice, pentru că nu au problema bateriilor
Avantaje
- emisii zero
- tehnologie nepoluantă
- timp de alimentare redus
Dezavantaje
- instalații sub presiune mare
- infrastructură deficitară
- foarte puține modele
- 700 de bari, presiunea în rezervorul de hidrogen
- 3 minute, alimentarea unei mașini pe hidrogen
- 500 km, autonomia unui Mirai