Ce șanse are hidrogenul în fața electricei

Acest gaz invizibil pare a fi un combustibil curat al viitorului. Unii dintre cei mai importanți directori din industria auto din lume speră că va detrona bateria ca tehnologie preferată pentru conducerea cu emisii zero. Mulți critici ai vehiculelor electrice susțin că nu ar trebui să renunțăm la motoarele pe benzină și diesel. Acest articol se întreabă: ar putea hidrogenul să ofere o a treia cale și să depășească bateria?

Multe dintre cele mai puternice afirmații privind rolul hidrogenului în lumea automobilelor provin de la directorii executivi din centrul industriei. Compania japoneză Toyota, cel mai mare producător auto este cel mai vocal susținător al hidrogenului, iar președintele acesteia, Akio Toyoda, a declarat luna trecută că, în opinia sa, ponderea automobilelor cu baterii va atinge un maxim de 30%, restul fiind reprezentat de hidrogen și de motoarele cu combustie internă. Mirai de la Toyota este una dintre singurele mașini alimentate cu hidrogen care este disponibilă pe scară largă, alături de SUV-ul Nexo al companiei sud-coreene Hyundai. Oliver Zipse, șeful producătorului german BMW, a declarat recent: „Hidrogenul este piesa care lipsește din puzzle în ceea ce privește mobilitatea fără emisii”. Poate că BMW investește masiv în tehnologia bateriilor, dar compania are în teste automobilul său BMW iX5 cu pile de combustie pe bază de hidrogen - deși folosește pile de combustie Toyota. Zipse spune că „o tehnologie de una singură nu va fi suficientă pentru a permite o mobilitate neutră din punct de vedere climatic la nivel mondial”.

Pro hidrogen

Hidrogenul este cel mai abundent element din univers, dar asta nu înseamnă că este ușor de găsit pe Pământ. Cea mai mare parte a hidrogenului pur din prezent se obține prin scindarea carbonului din metan, dar acest lucru produce emisii de carbon. „Hidrogenul verde”, cu emisii zero, provine din electroliză: utilizarea de energie electrică curată pentru a descompune apa în hidrogen și oxigen. Pentru a utiliza hidrogenul drept combustibil, acesta poate fi ars sau poate fi folosit într-o celulă de combustibil: hidrogenul reacționează cu oxigenul din aer în prezența unui catalizator, adesea fabricat din platină scumpă. Astfel se desprind electroni care pot trece printr-un circuit electric, încărcând o baterie care poate alimenta un motor electric. Potrivit lui Jean-Michel Billig, director tehnologic pentru dezvoltarea vehiculelor cu pile de combustie pe bază de hidrogen la Stellantis, hidrogenul oferă o realimentare în patru minute, sarcini utile mai mari și o autonomie mai mare. Mirai poate parcurge și 1.000 km cu un plin. Asta în condiții speciale pentru a stabili un record. De altfel, Stellantis a început luna trecută producția de camionete pe hidrogen în Franța și Polonia. Multinaționala se adresează întreprinderilor care doresc vehicule utilizate în mod constant și care nu vor să aibă nevoie de timpii morți necesari pentru încărcare. „Transportatorii trebuie să fie pe drumuri. Un taxi care nu funcționează pierde bani”, a declarat Billig. Stellantis crede că poate reduce prețul de vânzare la automobile alimentate cu pile pe hidrogen. Directorul francez a mai spus că se așteaptă ca până la „sfârșitul acestui deceniu, mobilitatea pe bază de hidrogen sau baterii electrice să fie echivalentă din punctul de vedere al costurilor”, deși compania le va produce pe ambele.

Pro electric

Mulți experți în energie nu împărtășesc entuziasmul constructorilor de automobile pe bază de hidrogen. Elon Musk, șeful Tesla, descrie tehnologia ca fiind „o prostie”. „De ce să folosești electricitate ecologică pentru a produce hidrogen când poți folosi aceeași electricitate pentru a alimenta mașina?”, susține miliardarul. Orice transformare a energiei implică pierderi de căldură. Aceasta înseamnă că, în mod inevitabil, combustibilii pe bază de hidrogen furnizează mai puțină energie vehiculului. Aceste pierderi cresc mult mai mult dacă hidrogenul este ars direct sau este utilizat pentru a produce e-combustibili care pot înlocui benzina sau motorina într-un motor cu combustie internă zgomotos și fierbinte. David Cebon, profesor de inginerie mecanică la Universitatea din Cambridge, explică: „Dacă folosiți hidrogen ecologic, este nevoie de aproximativ de trei ori mai multă energie electrică pentru a produce hidrogen pentru a alimenta o mașină decât doar pentru a încărca o baterie”. Acest lucru s-ar putea îmbunătăți ușor, dar nu suficient pentru a pune în dificultate bateriile. „Este dificil să se facă mult mai bine”, e de părere Cebon. Michael Liebreich, președintele Liebreich Associates și fondatorul firmei de analiză Bloomberg New Energy Finance, a creat o influentă „scară a hidrogenului” - un clasament al utilizărilor hidrogenului în funcție de existența unor opțiuni mai ieftine, mai ușoare sau mai probabile. El a plasat hidrogenul pentru automobile în „rândul de condamnare”, cu șanse foarte mici de a deveni măcar o piață de nișă. Poate hidrogenul să devanseze bateriile în automobile? „Răspunsul este nu”, a spus Liebreich, fără nicio ezitare. Constructorii de automobile care mizează pe o cotă mare pentru hidrogen pur și simplu greșeșc” și se îndreaptă spre o dezamăgire costisitoare, a adăugat el. Doar că istoria pare a-l contrazice pe Liebreich. Toyota mizează pe hidrogen, așa cum în urmă cu 20 de ani a mizat pe hibrid, iar acum hibridul este la modă și cea mai căutată tehnologie a momentului.

Povara alimentării

Problema-cheie pentru mașinile pe bază de hidrogen nu este celula de combustie, ci aducerea efectivă a hidrogenului curat acolo unde este necesar. Gazul este foarte inflamabil - cu toate problemele de siguranță pe care le implică - trebuie depozitat sub presiune și se scurge cu ușurință. De asemenea, are mai puțină energie pe unitatea de volum decât combustibilii fosili, ceea ce înseamnă că ar necesita de multe ori mai multe cisterne, cu excepția cazului în care se folosesc electrolizoare la fața locului. Se fac investiții în aprovizionarea cu hidrogen, cu subvenții guvernamentale importante în SUA și Europa. Dar până acum a existat o mare problemă: cumpărătorii nu vor mașini pe bază de hidrogen, pentru că nu le pot alimenta, iar stațiile de alimentare nu există, pentru că nu există mașini. În Europa există 178 de stații de alimentare cu hidrogen, dintre care jumătate sunt în Germania, potrivit Observatorului European al Hidrogenului. Conform sursei citate, în România nu există nicio stație de încărcare pentru hidrogen.

Previziuni

Agenția Internațională a Energiei crede că hidrogenul va reprezenta 16% din transportul rutier în 2050, în drumul său spre zero net. Răspunsul se referă în principal la vehiculele mai mari, cum ar fi autobuzele și camioanele. Liebreich a declarat că este convins că bateriile vor continua să domine alimentarea cu energie a vehiculelor grele de marfă, până la punctul în care a cofondat o companie de încărcare a camioanelor. „S-ar putea să existe hidrogen în vehiculele grele, dar va fi o minoritate”, a spus el. Chiar și Toyota recunoaște că hidrogenul în mașini „nu a avut succes” până acum, în principal din cauza lipsei de aprovizionare cu combustibil, potrivit șefului său tehnic, Hiroki Nakajima. Camioanele și autobuzele de cursă lungă și autobuzele oferă o speranță mai bună pentru această tehnologie, deși Toyota realizează, de asemenea, un prototip pentru o versiune cu hidrogen a pickup-ului său Hilux. Aspectele economice ale hidrogenului se vor schimba în funcție de entuziasmul guvernului. Alte lucruri s-ar putea schimba: tehnologia s-ar putea îmbunătăți (în anumite limite) și ar putea face ca acest gaz să devină mai atractiv, iar prospectorii ar putea găsi „hidrogen alb” mai ieftin, scos direct din pământ. O frână în calea hidrogenului acum poate fi și investiția masivă pe care state și producătorii au făcut-o în acumulatori. Susținătorii hidrogenului se confruntă acum cu întrebarea dacă pot construi afaceri profitabile în domeniul transportului rutier pe distanțe mai lungi și de mare tonaj. Pentru că pe calea ferată, acest tip de combustibil dă roade. Pe de altă parte, hidrogenul poate fi o soluție a producătorilor titrați în competiție cu marea invazie a Chinei pe piața electricelor.

Avantaje

- mai curat decât electricele

- autonomie mai mare

- timp de încărcare mai mic

Dezavantaje

- ușor inflamabil

- tehnologie costisitoare

- investiții mici

Cifre

16% din transportul greu va fi pe hidrogen

700 bar, presiunea în rezervor

4 minute, un plin mediu de hidrogen

››› Vezi galeria foto ‹‹‹