Samochody na wodór – czy będziemy tankowali wodór zamiast benzyny

Idea jest piękna, ale czy rzeczywiście realna?

Samochód na wodór – to brzmi jak rozwiązanie wszystkich problemów. Podjeżdżasz na stację, zamiast benzyny tankujesz wodór i jedziesz dalej. Paliwo jest „czyste”, a emisja spalin równa zeru, czyli warunki nowego świata są spełnione. A dla kierowcy wszystko zostaje po staremu: tankowanie w kilka minut, duży i niezależny od temperatury zewnętrznej zasięg, a także tradycyjne wrażenia z jazdy.

Tylko że taka przyszłość jest, niestety, mało prawdopodobna.

Wariant 1 – ogniwo paliwowe

Przede wszystkim warto podkreślić coś, co chyba nie zawsze jest jasne – mianowicie, że mówiąc o „samochodzie na wodór” generalnie mówimy o samochodzie z napędem elektrycznym. Wodór nie jest spalany w żadnym silniku, lecz służy do zamiany energii chemicznej w elektryczną i dopiero ta druga służy do napędu. Ta zamiana odbywa się w ogniwie paliwowym, które jest swego rodzaju pokładową ładowarką, na bieżąco ładującą akumulator, który dopiero zasila silnik. Dziś auta z ogniwem paliwowym (zwane FCEV, od Fuel Cell Electric Vehicle) stanowią jedyne realne zastosowanie wodoru do napędu samochodu.

Żeby pobudzić prace nad autami FCEV Toyota już dziesięć lat temu upubliczniła ponad pięć tysięcy patentów związanych z ogniwem paliwowym, konstrukcją stacji wodorowych i tankowaniem. A jednak, o ile modeli elektrycznych zasilanych z zestawu akumulatorów (zwanych BEV, od Battery Electric Vehicle) pojawia się przynajmniej kilkanaście rocznie, o tyle aut typu FCEV nie przybywa. Na rynku są dwa – Toyota Mirai i Hyundai Nexo.

Sam wodór jest co prawda jednym z najpowszechniej występujących pierwiastków na Ziemi, jednak wodór znajdujący się w wodzie, związkach organicznych czy minerałach, a gazowy wodór do zasilania ogniwa paliwowego to dwie różne rzeczy. Wytwarzanie wodoru na skalę przemysłową wymaga przetwarzania paliw kopalnych, więc chociaż jako paliwo jest on „czysty”, to jest produkowany w „brudny” sposób. Produkcja jest też możliwa przy wykorzystaniu energii ze źródeł odnawialnych oraz elektrolizy wody, ale to znacznie podnosi koszty. Dalej, zbiornik wodoru jest kilka razy większy niż tradycyjny zbiornik benzyny (niektóre auta mają kilka zbiorników) i żeby znieść ciśnienie 700 barów (!) musi być wykonany z niezbyt tanich materiałów, a samo auto typu FCEV to skomplikowana konstrukcja. Co prawda rozwiązuje więc ono podstawowy problem związany z szybkim tankowaniem, ale nie rozwiązuje innego, równie fundamentalnego – że samochody elektryczne są bardzo drogie.

I wreszcie, znacznie łatwiej jest zbudować sieć ładowarek dla samochodów typu BEV niż sieć stacji ładowania wodoru. Jeśli więc samochody FCEV w ogóle będą oferowane szerszej publiczności, to i tak będą drogie oraz sprzedawane równolegle z elektrykami typu BEV, a nie zamiast nich.

Wariant 2 – wodór w silniku spalinowym

Silnik spalinowy można zasilać wodorem, i samochód z taką jednostką daje niemal identyczne wrażenia z jazdy jak auto benzynowe – bardzo podobny dźwięk, zbliżone reakcje silnika itp. Taka przyszłość byłaby najlepsza, ale też jest najmniej realna.

Niemałą nadzieję niosły prototypowe BMW serii 7 (gen. E65) sprzed prawie dwudziestu lat, które miały zaadaptowane do spalania ciekłego wodoru silniki 6.0 V12 rozwijające moc około 230 KM, czyli dwa razy mniejszą niż przy zasilaniu benzyną. Zbiornik wodoru miał pojemność 170 l i wystarczał na zasięg 200 km. Powstało około stu egzemplarzy BMW Hydrogen 7 i były one testowane na zwykłych drogach. Testy zakończono w 2007 r.

Dziś mało kto zajmuje się tankowaniem wodoru do spalinowego auta. Samochody tego typu ma chyba już tylko Toyota w postaci GR Yarisa, GR Corolli i Hiluxa, służą one jednak głównie do celów demonstracyjnych. Z kolei Alpine, cytujemy, „rozważa możliwość” wprowadzenia do produkcji modelu Hy4 w limitowanej serii, co w przełożeniu na ludzki oznacza, że jest bardzo dalekie od podjęcia jakiejkolwiek decyzji. Hy4 to drogowy egzotyk skonstruowany na bazie wyczynowego auta klasy LMP3 – nawet jeśli go kiedyś wyprodukują w kilkudziesięciu czy nawet kilkuset egzemplarzach to nie przybliży nas to do powszechnego spalania wodoru w silnikach.

Toyota i Alpine mają też zamiar wystawić specjalne prototypy w długodystansowych mistrzostwach świata, w których w sezonie 2028 ma powstać klasa dla samochodów z silnikami spalinowymi zasilanymi wodorem. Tylko, jak uczy życie, technologia z wyczynowych prototypów rzadko kiedy trafia no samochodów seryjnych, więc cudów można się spodziewać tylko na własne ryzyko.

Krótko mówiąc – nic nie świadczy o tym, żebyśmy w jakiejkolwiek nawet dalszej przyszłości mogli zajechać z dudniącym wydechem na stację, żeby zatankować parę kilogramów wodoru.

Wariant 3 – ktoś jednak będzie tankował wodór

Jest jednak grupa kierowców, którzy mają szansę jeżdżenia na co dzień „samochodem na wodór” – to kierowcy ciężarówek i autobusów. Tych pojazdów nie da się zelektryfikować bazując na akumulatorach, bo masa „baterii” do ciężarówki wynosiłaby kilka ton, co zmniejszałoby ładowność i w konsekwencji podniosło koszty transportu, a do tego nawet na najmocniejszych ładowarkach czas ładowania wynosiłby wiele godzin. Z dzisiejszego punktu widzenia najlepszym rozwiązaniem dla dużych pojazdów o dużym zasięgu jest właśnie ogniwo paliwowe. Floty takich autobusów i ciężarówek jeżdżą już np. w Japonii, Korei, Stanach, Chinach, Nowej Zelandii, Zjednoczonych Emiratach Arabskich, Niemczech, Francji, Holandii i Szwajcarii (Hyundai podał niedawno, że w tej ostatniej ciężarówki FCEV pokonały łącznie 10 milionów kilometrów). Ogromną zaletą jest to, że do ich tankowania wystarczy znacznie mniejsza sieć stacji niż w wypadku samochodów osobowych.

A wracając do naszych realiów – dziś mamy tradycyjne samochody spalinowe oraz elektryczne na „baterię”, przy czym tych pierwszych będzie coraz mniej, a tych drugich coraz więcej. O wodorowej przyszłości samochodów możemy marzyć mniej więcej tak jak o locie na Marsa. Nie tylko nie wiadomo kiedy, ale przede wszystkim jest wątpliwe czy w ogóle. Sorry jeśli ktoś jest rozczarowany, ale tak to wygląda.