Czy samochody na wodór zastąpią samochody elektryczne?

Ważnym aspektem współczesnych dążeń do ochrony środowiska i łagodzenia skutków zmian klimatycznych jest elektryfikacja pojazdów. Coraz częściej mówi się też o potencjale samochodów na wodór, które stanowią alternatywę dla aut elektrycznych. Jak to działa i czy technologia wodorowa rzeczywiście ma szansę zawojować rynek motoryzacyjny?

Wodór to jeden z najpowszechniejszych pierwiastków występujących w przyrodzie i jednocześnie świetny nośnik energii. W środowisku nie funkcjonuje jednak w czystej postaci, a więc trzeba go wyprodukować z innych związków (np. gazu ziemnego, wody czy biomasy).

Ogniwa paliwowe zasilane wodorem, które pozwalają na wytworzenie energii bezpośrednio w samochodzie, mogą być alternatywą dla baterii pojazdów elektrycznych. Warto podkreślić, że auta na wodór to żadna nowinka motoryzacyjna. Pierwsze tego typu samochody produkowane seryjnie pojawiły się już 15 lat temu. Niemniej jednak na rynku nadal są czymś nietypowym.

Wodorowy potencjał

Technologia wodorowa dotyczy nie tylko samochodów osobowych. Na świecie jest już (lub będzie, ze względu na szeroko zakrojone prace nad wdrożeniem) wykorzystywana w statkach, samolotach, autach ciężarowych, autobusach miejskich, pociągach czy nawet wózkach widłowych.

Jak to działa w samochodzie? Po zatankowaniu wodór trafia do ogniw paliwowych, zasilając je. W wyniku zachodzącej tam reakcji (połączenie jonów wodoru w anodzie i z tlenem w katodzie) otrzymujemy energię elektryczną, która dociera do akumulatora. Właściwie można powiedzieć, że auto na wodór to „elektryk”, z istotnie wydajniejszym magazynem energii jakim są zbiorniki wodorowe. Ze względu na zbiornik auto wodorowe ma też cechy konwencjonalnego samochodu benzynowego, z tą różnicą że paliwo możemy produkować samodzielnie, wykorzystując powszechne obecnie moduły fotowoltaiczne. W praktyce wodór pełni w pojeździe funkcję nośnika energii, umożliwiając jej gromadzenie i dysponowanie nią.

Czysta energia?

Ważnym walorem tego rozwiązania jest fakt, że wodór można pozyskiwać z czystych, neutralnych dla środowiska źródeł, co sprawia że jest ono komplementarne z wszelkimi źródłami odnawialnymi. Do tego technologia ta nie emituje spalin, więc taki pojazd jest ekologicznym rozwiązaniem. Co ciekawe, efektem ubocznym pracy ogniwa paliwowego są tylko ciepło i woda. Kolejnym plusem jest wydajność – na jednym, trwającym zaledwie kilka minut tankowaniu, auto na wodór przejedzie ok. 1000 km, czyli cztery razy więcej niż „elektryk” po ładowaniu, które w dodatku trwa znacznie dłużej niż tankowanie auta wodorowego.

Przejdźmy do minusów. Po pierwsze, znaczna część produkowanej poprzez tę technologii energii jest tracona. Po drugie, sposobem na pozyskanie czystego wodoru jest odwrócony proces elektrolizy wody, a ten pochłania sporo energii i może okazać się po prostu zbyt kosztowny. Gdyby jednak uwzględnić przyszłościowe kierunki rozwoju technik wodorowych zapewne możliwe będzie wykorzystanie nie tylko energii elektrycznej lecz także cieplnej, co w bilansie ogólnym da efektywność niemalże 98%.

Czy to się opłaca?

Rozwiązaniem problemu finansowo opłacalnego i ekologicznego czerpania energii koniecznej do przeprowadzenia procesu elektrolizy wody jest pozyskiwanie jej z odnawialnych źródeł. I tu dochodzimy do kluczowej kwestii.

– Zielony wodór rzeczywiście może być ważny w kontekście kryzysu klimatycznego i energetycznego, stanowiąc ciekawą, przyjazną dla środowiska alternatywę dla gazów kopalnianych. Jednak warunkiem właściwego wykorzystania tego potencjału jest opracowanie i wdrożenie odpowiednich technologii, które umożliwiałyby jego bezemisyjne, niedrogie, szybkie i wydajne pozyskiwanie na dużą skalę – podkreśla Grzegorz Pytynkowski, CEO Centrum Badań i Rozwoju Technologii dla Przemysłu, jednostki badawczej, która wprowadziła na rynek polski i światowy wiele przełomowych rozwiązań, również w dziedzinie motoryzacji.

Kolejną barierą jest fakt, że póki co stacji do tankowania wodoru jest jak na lekarstwo. W ciągu kilku lat ich liczba w Polsce ma jednak wzrosnąć do kilkudziesięciu, mimo, że pojazdy na wodór stanowią zdecydowaną mniejszość na polskich drogach. W 2021 r. było ich zaledwie 78*.

Niektórzy mają też wątpliwości związane z łatwopalnością wodoru – pada wówczas pytanie o bezpieczeństwo. Obawy są nieuzasadnione, ponieważ wodór jest kilkanaście razy lżejszy od powietrza i szybko ulatuje. Paradoksalnie większym zagrożeniem jest tradycyjna benzyna czy gaz LPG. Współczesne instalacje wodorowe są szczelne i odpowiednio zabezpieczone.

Czy wodór jest pierwiastkiem przyszłości?

Trudno jednoznacznie wskazać, w jakim kierunku będzie dalej ewoluował rozwój motoryzacji w aspekcie ekologicznych rozwiązań i czy auta na wodór wyprą klasyczne „elektryki”, czy też jedne i drugie będą funkcjonowały równolegle. Z pewnością szukanie i doskonalenie rozwiązań sprzyjających ochronie środowiska jest dobrą drogą. Być może ostatecznie wodór odegra jednak większą rolę w ogrzewaniu niż w samej motoryzacji. Czas pokaże.

– Patrząc szerzej, w długofalowej perspektywie technologia wodorowa mogłaby być ważnym aspektem budowania niezależności energetycznej w kraju. Polska ma duży wodorowy potencjał. Na razie przed nami jednak niełatwa droga związana z badaniami nad właściwym jego pozyskiwaniem i magazynowaniem – podsumowuje Grzegorz Pytynkowski z CBRTP.

* https://pspa.com.pl/aktualnosci/raport/

Warto wiedzieć

Poza bezpośrednimi skutkami wojny, w 2022 roku rynek motoryzacyjny w Polsce może być pod wpływem wielu czynników, między innymi rosnącej inflacji, problemów podażowych czy zmian podatkowych. Ponadto branże czekają znaczne podwyżki cen samochodów i stabilizacja sprzedaży, pojawienie się nowych produktów na rynku finansowania pojazdów i spadek udziału klasycznego leasingu, a także wzrost rynku elektryków.

Wciąż utrzymują się także problemy w dostawie mikroprocesorów, dostępności magnezu, czy też zaburzeń w łańcuchu dostaw, które w ubiegłych latach przyczyniły się do utrudnień w dostępności aut.

Podwyżki cen spowodowane są przede wszystkim ograniczeniami w produkcji samochodów na całym świecie – efekt będzie jeszcze większy po zamknięciu fabryk zlokalizowanych na terenie Rosji. W Europie dodatkowym czynnikiem stymulującym wzrost cen są zaostrzające się normy emisyjne nałożone przez UE, jak również wymogi dotyczące obowiązkowego wyposażenia pojazdów w automatyczne systemy bezpieczeństwa.

Nad Wisłą znajdują się liczne zakłady produkcyjne takich marek jak Inter Cars, Toyota Motor Poland czy Mercedes-Benz. Volkswagen Poznań wyprodukował od stycznia 2022 roku już 40 881 samochodów. W 2016 roku Mercedes-Benz zdecydował się wybrać Jawor w województwie dolnośląskim na lokalizację zakładu produkcyjnego o wartości 500 milionów euro. Na Dolnym Śląsku, w Kobierzycach, znajduje się największa w Europie fabryka baterii litowo-jonowych, które są niezbędne do produkcji pojazdów elektrycznych. Rozwijane są tam samoobsługowe linie produkcyjne wykorzystujące sztuczną inteligencję. Ponadto, szwedzki producent baterii do e-pojazdów, Northvolt, poinformował w lutym 2021 o budowie fabryki w Gdańsku. Koniec pierwszego etapu inwestycji o łącznej wartości 200 milionów dolarów zaplanowano na przełom 2022 i 2023 roku. 

Inwestorzy z branży motoryzacyjnej w Polsce mogą korzystać z preferencyjnych przepisów podatkowych i dotacji, które są różnymi formami pomocy publicznej. Wśród środków wspierających znajdują się zwolnienia z podatku dochodowego dla inwestycji oraz podatku od nieruchomości w Specjalnych Strefach Ekonomicznych, a także pomoc oferowana w ramach programów współfinansowanych ze środków Unii Europejskiej, które mają wspierać prace badawczo-rozwojowe. 

Główny Urząd Statystyczny podaje, że w 2020 roku w Polsce zarejestrowanych było niecałe 33 mln pojazdów samochodowych i ciągników, a także prawie 1,7 mln motocykli. To przyrost o niecały milion w przypadku pojazdów samochodowych i ciągników oraz o ponad 80 tys. motocykli w porównaniu z 2019 r.

Analiza rynku motoryzacyjnego, wykazała, że liczba zarejestrowanych samochodów osobowych wzrosła z 24,4 mln w 2019 r. do ponad 25,1 mln w 2020 r.

Technologia w motoryzacji

Technologia w motoryzacji odgrywa kluczową rolę w rozwoju nowoczesnych pojazdów, poprawie bezpieczeństwa, efektywności paliwowej i komfortu podróży. Oto kilka kluczowych obszarów, w których technologia ma istotny wpływ na branżę motoryzacyjną:

  1. Elektryfikacja: Rozwój pojazdów elektrycznych jest jednym z najważniejszych trendów w motoryzacji. Elektryczne samochody są bardziej ekologiczne, ponieważ nie emitują gazów cieplarnianych ani innych zanieczyszczeń. Postęp w technologii baterii, takich jak baterie litowo-jonowe, umożliwia zwiększenie zasięgu pojazdów elektrycznych.
  2. Autonomiczne pojazdy: Technologie autonomiczne umożliwiają samodzielne poruszanie się pojazdów bez udziału kierowcy. Systemy te wykorzystują zaawansowane czujniki, kamery, radar i sztuczną inteligencję do analizy otoczenia i podejmowania decyzji podczas jazdy.
  3. Connectivity (łączność): Samochody stały się coraz bardziej połączone z internetem, co umożliwia dostęp do różnych usług online, nawigacji w czasie rzeczywistym, integracji z smartfonami oraz zdalnego monitorowania i zarządzania pojazdem.
  4. Technologie bezpieczeństwa: W motoryzacji rozwijane są zaawansowane systemy bezpieczeństwa, takie jak systemy antykolizyjne, ostrzeżenia o martwym polu, asystenty parkowania, systemy monitorowania zmęczenia kierowcy i wiele innych, mających na celu zminimalizowanie ryzyka wypadków drogowych.
  5. Efektywność paliwowa: Badania nad nowymi technologiami silników i alternatywnymi źródłami napędu mają na celu zwiększenie efektywności paliwowej pojazdów. Do tego celu wykorzystuje się hybrydowe rozwiązania, paliwa alternatywne (np. wodór), a także rozwija się coraz bardziej zaawansowane silniki spalinowe.
  6. Design i materiały: Technologia wpływa także na projektowanie pojazdów i używane materiały. Wykorzystanie lekkich materiałów, takich jak włókna węglowe czy aluminium, pomaga w zwiększeniu efektywności paliwowej i osiągach pojazdu.
  7. E-mobilność i ładowanie: Rozwój infrastruktury ładowania dla pojazdów elektrycznych staje się coraz ważniejszy, aby umożliwić szybkie i wygodne ładowanie baterii. Technologie ładowania, zarówno w domu, jak i na stacjach publicznych, są obszarem intensywnego rozwoju.
  8. Sztuczna inteligencja (AI): AI znajduje zastosowanie w różnych obszarach motoryzacji, w tym w systemach autonomicznych, systemach bezpieczeństwa, analizie danych diagnostycznych i prognozowaniu konserwacji pojazdów.

W miarę postępu technologicznego można spodziewać się dalszych innowacji, które będą kształtować przyszłość branży motoryzacyjnej.

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są oznaczone *