Τα αυτοκίνητα υδρογόνου εξήγησαν: κυψέλες καυσίμου, απόδοση και μηδενικές εκπομπές ρύπων
Η διάθεση των οχημάτων παρεμποδίζεται από την έλλειψη τεχνολογικής υποδομής
Toyota Mirai 2019
FREDERIC J. BROWN/AFP μέσω Getty Images
Όταν ο Υπουργός Επιχειρήσεων Kwasi Kwarteng παρουσίασε την πρώτη Στρατηγική Υδρογόνου του Ηνωμένου Βασιλείου τον περασμένο μήνα, είπε ότι το καύσιμο είχε τη δυνατότητα να αλλάξει τον τρόπο με τον οποίο τροφοδοτούμε τη ζωή μας.
Ένας τέτοιος μετασχηματισμός φαίνεται ήδη στην αυτοκινητοβιομηχανία. Από τόσο πίσω όσο το Δεύτερος Παγκόσμιος πόλεμος , οι τεχνικοί έχουν χρησιμοποιήσει αέριο υδρογόνο για την τροφοδοσία οχημάτων ως καθαρότερη εναλλακτική λύση στη βενζίνη.
Το ενδιαφέρον και οι επενδύσεις στην τεχνολογία υδρογόνου για χρήση σε αυτοκίνητα έχουν αυξηθεί σημαντικά από τη δεκαετία του 1990. Και με την κυβέρνηση να έχει επιβεβαιώσει ότι οι πωλήσεις νέων βενζινοκίνητων και πετρελαιοκίνητων αυτοκινήτων θα απαγορευθούν στο Ηνωμένο Βασίλειο από το 2030, η περαιτέρω χρηματοδότηση αναμένεται να καταρρεύσει.
Η τεχνολογία
Τα αυτοκίνητα που κινούνται με υδρογόνο δεν διαθέτουν κινητήρες εσωτερικής καύσης. Αντίθετα, το κλειδί για ένα αυτοκίνητο υδρογόνου είναι η κυψέλη καυσίμου, είπε Ηλεκτρική οδήγηση .
Το αέριο εισέρχεται στην κυψέλη καυσίμου από μια δεξαμενή και αναμιγνύεται με οξυγόνο για να δημιουργήσει νερό σε μια χημική αντίδραση που παράγει ηλεκτρική ενέργεια που χρησιμοποιείται για την τροφοδοσία των κινητήρων που κινούν τους τροχούς, εξήγησε Κόμβος υδρογόνου , μια κοινότητα ενδιαφερομένων που ηγείται από τη βιομηχανία στην αλυσίδα εφοδιασμού υδρογόνου και κυψελών καυσίμου. Οι δεξαμενές υδρογόνου ανεφοδιάζονται με μια διαδικασία που είναι σχεδόν ίδια με ένα αυτοκίνητο βενζίνης ή ντίζελ, πρόσθεσε η ομάδα.
Υδρογόνο εναντίον ηλεκτρικών αυτοκινήτων
Τα ίχνη άνθρακα των υδρογονοκίνητων και των ηλεκτρικών οχημάτων είναι παρόμοια, αλλά τα πρώτα μπορούν να ταξιδέψουν πολύ περισσότερο χωρίς να χρειάζεται ανεφοδιασμό - και όταν το κάνουν, η διαδικασία διαρκεί λεπτά και όχι ώρες, είπε η Driving Electric.
Παρόλα αυτά, το πρώτο επιχείρημα των σκεπτικιστών κατά των οχημάτων υδρογόνου είναι η απόδοση, είπε Auto Express. Για τη δημιουργία υδρογόνου για χρήση σε κυψέλες ισχύος, η ηλεκτρική ενέργεια μετατρέπεται σε αέριο, συνήθως μέσω ηλεκτρόλυσης - μια διαδικασία κατά την οποία χάνεται περίπου το 25% της ενέργειας της πηγής, σύμφωνα με τον Tom Baxter, λέκτορα χημικής μηχανικής στο Πανεπιστήμιο του Aberdeen.
Το προκύπτον υδρογόνο στη συνέχεια συμπιέζεται, ψύχεται και μεταφέρεται σε σταθμό τροφοδοσίας υδρογόνου, ο οποίος χάνει περίπου άλλο 10%, εξήγησε η Baxter σε ένα άρθρο σχετικά με Η συζήτηση . Και μόλις μπείτε στο όχημα, ένα επιπλέον 25% της ενέργειας της πηγής χάνεται με τη μετατροπή του υδρογόνου σε ηλεκτρική ενέργεια και τη χρήση του για την τροφοδοσία του κινητήρα, έγραψε.
Σύμφωνα με τους υπολογισμούς του Baxter, μόνο το 38% της αρχικής ενέργειας, ή 38 watt στα 100, σε αυτή τη διαδικασία από καλώδιο σε αέριο σε καλώδιο χρησιμοποιείται τελικά. Συγκριτικά, τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα είναι σχεδόν δύο φορές πιο αποδοτικά, χρησιμοποιώντας περίπου 80 από κάθε 100 watt της αρχικής ενέργειας.
Τα αφεντικά της αυτοκινητοβιομηχανίας έχουν επίσης παραταχθεί για να ρίξουν κρύο νερό στις ελπίδες για μαζική διάθεση οχημάτων κυψελών καυσίμου υδρογόνου, είπε η Financial Times . Η Volkswagen, η δεύτερη μεγαλύτερη στον κόσμο σε πωλήσεις, έχει εγκαταλείψει τα σχέδιά της για το υδρογόνο, ανέφερε η εφημερίδα. Και η γερμανική ανταγωνίστρια Mercedes διέκοψε αθόρυβα το τελευταίο της έργο κυψελών καυσίμου επιβατηγού αυτοκινήτου πέρυσι, ενώ η BMW διατηρεί μόνο ένα βήμα στην τεχνολογία.
Ωστόσο, η Toyota και η Hyundai συνεχίζουν να επενδύουν σε μεγάλο βαθμό στην τεχνολογία, με την τελευταία να στοχεύει να μειώσει το κόστος των βασικών εξαρτημάτων των αυτοκινήτων κυψελών καυσίμου κατά περισσότερο από το μισό έως το 2030.
Επενδυτική ώθηση
Παρά τα διάφορα μειονεκτήματα, για μια πραγματικά βιώσιμη κινητικότητα, το υδρογόνο είναι ένα καύσιμο που δεν μπορεί να αγνοηθεί, είπε η Auto Express. Τα αυτοκίνητα υδρογόνου παράγουν μηδενικές εκπομπές άνθρακα από τις εξατμίσεις τους.
Ωστόσο, τα διαπιστευτήρια του υδρογόνου ως πηγή καθαρής ενέργειας παραμένουν ένα ζήτημα, ανέφερε η FT, η οποία επεσήμανε ότι δεν δημιουργείται όλο το υδρογόνο ίσο.
Το πράσινο υδρογόνο παράγεται με χρήση ηλεκτρικής ενέργειας από ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, ενώ το μπλε υδρογόνο χρησιμοποιεί φυσικό αέριο, με τυχόν εκπομπές άνθρακα που δεσμεύονται και αποθηκεύονται ή επαναχρησιμοποιούνται.
Στο πιο επιβλαβές άκρο του φάσματος, το γκρι υδρογόνο χρησιμοποιεί φυσικό αέριο αλλά χωρίς να δεσμεύονται εκπομπές και το καφέ υδρογόνο προέρχεται από θερμικό άνθρακα. Και τα δύο είναι συγκριτικά πιο οικονομικά, αλλά έχουν μεγαλύτερο περιβαλλοντικό αντίκτυπο.
Ωστόσο, αυτό δεν σημαίνει ότι τα ηλεκτρικά οχήματα είναι απαραίτητα καλύτερα στο μέτωπο των εκπομπών. Η παραγωγή μπαταριών ιόντων λιθίου είναι πολύ ενεργοβόρα, δήλωσε στο Auto Express ο Jon Hunt, επικεφαλής της Toyota για την εμπορευματοποίηση οχημάτων κυψελών καυσίμου υδρογόνου.
Σύμφωνα με τις εκτιμήσεις του Hunt, μια τυπική μπαταρία 100 kWh θα δώσει μια πιθανή αυτονομία 250 μιλίων και, για να παραχθεί αυτή η μπαταρία, θα χρειαστούν περίπου 20 τόνοι CO2.
Μια τυπική μπαταρία διαρκεί για 150.000 μίλια, έτσι ώστε να ισοδυναμεί με περίπου 83 g/km CO2. Στη συνέχεια, όταν λάβετε υπόψη τη φόρτιση στην ίδια απόσταση, το ίδιο αυτοκίνητο με μπαταρία θα αποδίδει 124 g/km CO2 κατά τη διάρκεια ζωής του, είπε. Συγκριτικά, σύμφωνα με τον Hunt, οι εκπομπές ενός αυτοκινήτου υδρογόνου θα μπορούσαν να είναι τόσο χαμηλές όσο 60 g/km.
Κατάσταση παιχνιδιού
Οι πωλήσεις οχημάτων υδρογόνου είναι σήμερα πολύ χαμηλότερες από αυτές των ηλεκτρικών αυτοκινήτων, εν μέρει επειδή δεν υπάρχει ακόμη η υποδομή για την υποστήριξη της ευρείας χρήσης τους.
Τα οχήματα υδρογόνου πρέπει να ανεφοδιάζονται σε εξειδικευμένους σταθμούς, από τους οποίους λειτουργούσαν μόνο 11 στο Ηνωμένο Βασίλειο, σύμφωνα με τα τελευταία στοιχεία από κυβερνητικούς συμβούλους UK H2 Mobility . Αυτό συγκρίνεται με περισσότερες από 42.000 υποδοχές ηλεκτρικών σημείων φόρτισης που έχουν καταγραφεί από EDF Energy .
Έτσι, οι επενδύσεις σε υποδομές υδρογόνου θα αποτελέσουν σημαντικό μέρος της κυβερνητικής στρατηγικής για το υδρογόνο.
Ένα άλλο ζήτημα με τα αυτοκίνητα υδρογόνου είναι το κόστος. Ένα όχημα υδρογόνου Hyundai Nexo κοστίζει πάνω από 68.000 £, ενώ το Toyota Mirai είναι πάνω από 54.000 £.
Το μέσο κόστος ενός ηλεκτρικού αυτοκινήτου στο Ηνωμένο Βασίλειο είναι 44.000 £, με ορισμένες τιμές να φέρουν χαμηλές τιμές έως και 17.350 £, σύμφωνα με τον ιστότοπο χρηματοδότησης NimbleFins .
Τα αυτοκίνητα υδρογόνου είναι επί του παρόντος επίσης σχετικά ακριβά στον ανεφοδιασμό.
Ωστόσο, με τους γίγαντες αυτοκινήτων, συμπεριλαμβανομένης της Toyota, να εργάζονται για να μειώσουν το κόστος παραγωγής αυτοκινήτων υδρογόνου, οι λάτρεις της τεχνολογίας ελπίζουν ότι μια λιγότερο ακριβή γενιά νέων οχημάτων θα είναι στο δρόμο.
Οδηγική εμπειρία
Το Mirai της Toyota είναι αθόρυβο και κομψό στην οδήγηση, είπε The Guardian Australia είναι η Matilda Boseley. Μάλιστα, όσο ζείτε κοντά σε σταθμό ανεφοδιασμού, η εμπειρία είναι εκπληκτική.
Αυτό μπορεί να είναι μεγάλο αν για τους οδηγούς στο Ηνωμένο Βασίλειο αυτή τη στιγμή. Ωστόσο, έγραψε Ο Σκωτσέζος Ο Alastair Dalton, που ταξιδεύει κατά μήκος μιας παράκαμψης του Aberdeen με το ίδιο όχημα, χρειάστηκαν πολλά μίλια για να κάνει ένα βαθούλωμα στο δείκτη καυσίμου.
Και όταν χρειάστηκε να σταματήσει για να ανεφοδιαστεί με καύσιμα, η διαδικασία ήταν απλή και γρήγορη - αν και το κόστος των καυσίμων προκάλεσε έκπληξη.
