Samochody wodorowe – ekologiczna alternatywa czy kosztowna ciekawostka? Wady i zalety tej technologii są jasne

Technologia wodorowa – przyszłość motoryzacji?

Samochody wodorowe to jedna z alternatyw dla tradycyjnych pojazdów spalinowych. Wykorzystują one ogniwa paliwowe, które przetwarzają wodór na energię elektryczną, napędzając silnik. Proces ten jest nie tylko wydajny, ale także ekologiczny – jedynym produktem ubocznym jest czysta woda. Mimo wielu zalet, samochody wodorowe wciąż stanowią niewielki procent rynku motoryzacyjnego. Główną barierą jest obecnie ograniczona infrastruktura do tankowania wodoru oraz wiele problemów z tą technologią. Jednakże, wraz z postępem technologicznym i rosnącą świadomością ekologiczną, coraz więcej producentów inwestuje w rozwój tej technologii.

Wiele osób zastanawia się, czy samochody wodorowe mają potencjał, by w przyszłości zdominować rynek motoryzacyjny. Choć wciąż jest to technologia stosunkowo młoda, jej dynamiczny rozwój w ostatnich latach daje podstawy do optymizmu. Nie bez znaczenia są tu także coraz bardziej restrykcyjne normy emisji spalin, które wymuszają na producentach poszukiwanie czystszych źródeł napędu.

Zalety aut wodorowych

Największą zaletą pojazdów na wodorowe ogniwa paliwowe (FCEV) jest zerowa emisja CO2. Podczas jazdy, auta wodorowe emitują jedynie parę wodną, eliminując emisję dwutlenku węgla i innych zanieczyszczeń atmosferycznych. Niektórzy producenci w swoich komunikatach prasowych podkreślają nawet, że ich samochody oczyszczają powietrze i przechwytują większe zanieczyszczenia przez liczne filtry.

W porównaniu do czasochłonnego ładowania baterii w samochodach elektrycznych, tankowanie wodoru zajmuje tylko kilka minut, co jest zbliżone do czasu tankowania tradycyjnych pojazdów spalinowych. Oczywiście są pewne ograniczenia i sporadyczne problemy (np. z koniecznością utrzymania bardzo wysokiego ciśnienia podczas tankowania wodoru), ale to wciąż o wiele mniej czasu, który musimy poświęcić, niż czekanie na naładowanie dużej baterii samochodu np. od 20 do 80% na ładowarce o mocy ok. 50 kW. Gdy pojawi się kolejka, ten czas drastycznie się wydłuża.

Łatwa dostępność wodoru to dość ryzykowne stwierdzenie i można posłużyć się wygodnym dopowiedzeniem – teoretycznie. W zasadzie wodór jest jednak najpowszechniejszym pierwiastkiem we wszechświecie i może być produkowany lokalnie, co zmniejsza zależność od zewnętrznych dostawców paliwa. To oczywiście proces dość czasochłonny, skomplikowany i kosztowny, ale podobne ograniczenia i trudności były na początku ze stacjami ładowania oraz pozyskiwaniem do nich energii. Być może w niedalekiej przyszłości pozyskiwanie wodoru dla aut wodorowych będzie łatwiejsze i przystępniejsze cenowo.

Tankowanie samochodów wodorowych to zaleta i wada w jednym

Samochody wodorowe mogą przejechać ponad 500 km na jednym tankowaniu, co czyni je atrakcyjnymi dla osób, które regularnie pokonują długie dystanse. Oczywiście wiele zależy od stylu jazdy, ale nawet gdy realny zasięg wynosi 400-450 kilometrów, mając w perspektywie postój na tankowanie, które potrwa maksymalnie 10-15 minut (nawet wliczając w to konieczność poczekania w kolejce, wyrównania ciśnienia przez stacje etc.), mniejszy zasięg przestaje mieć aż takie znaczenie.

Problemem pozostaje jednak ograniczona dostępność stacji tankowania wodoru. W przeciwieństwie do gęstej sieci stacji benzynowych czy rosnącej sieci stacji ładowania samochodów z wtyczką, infrastruktura dla samochodów wodorowych dopiero powstaje. W wielu krajach, w tym w Polsce, liczba stacji wodorowych wciąż jest bardzo mała, co znacznie ogranicza praktyczność tych pojazdów w codziennym użytkowaniu.

Sytuacja ta jednak stopniowo się zmienia. Wiele krajów, szczególnie w Europie Zachodniej i Azji, inwestuje w rozwój sieci stacji wodorowych. Przykładem może być Niemcy, gdzie sieć stacji rośnie dość intensywnie. Wraz z rozwojem infrastruktury, samochody wodorowe staną się znacznie bardziej praktycznym wyborem dla przeciętnego kierowcy.

Wady aut wodorowych

Samochody wodorowe, choć obiecujące pod względem ekologicznym, mają również pewne wady, które mogą wpływać na ich powszechność i akceptację na rynku. Jest to widoczne szczególnie w Polsce, bowiem na naszym rynku samochód wodorowy wciąż jest jedynie ciekawostką. Kiedyś tak było z „elektrykami”, ale czy postęp w stosunku do samochodów wodorowych będzie równie szybki? Na chwilę obecną niewiele na to wskazuje.

Najpoważniejszą wadą jest niska efektywność energetyczna. To dość szerokie i wielokonturowe znaczenie, bowiem cały proces produkcji, magazynowania i transportu wodoru jest znacznie mniej efektywny energetycznie w porównaniu do bezpośredniego magazynowania energii w akumulatorach. Fakt, wydajność akumulatorów jest powszechnie znana (mówiąc wprost – wciąż kiepska), straty energii płynących od źródła do odbiorcy również, ale cała infrastruktura i proces jest prostszy. Auto wodorowe musi mieć specjalny zbiornik, który musi być niezwykle szczelny, pozbawiony elementów pochłaniających wodór etc. Proces tankowania jest szybki, ale wymaga bardzo skomplikowanych rozwiązań. Proces dystrybucji wodoru również nie jest bezproblemowy i w porównaniu do transportu paliwa, jest o wiele trudniejszy i mniej wydajny.

Koszty i infrastruktura to też bariera w odniesieniu do tej technologii. Już w poprzednim punkcie pojawiło się nawiązanie do tej wady. Otóż wodór wymaga specjalnych zbiorników do przechowywania i stacji tankowania, które są drogie w budowie i eksploatacji. Obecnie infrastruktura tankowania wodoru jest ograniczona, co stanowi barierę dla użytkowników. W naszym kraju funkcjonuje ledwie kilka stacji tankowania wodoru, w tym zaledwie dwie publiczne. Stworzenie, utrzymanie i cała procedura uruchamiania stacji wodorowych w Polsce to wciąż bardzo kosztowny i, zdaniem wielu firm, nieopłacalny interes.

Minusów wodoru w samochodach jest więcej

Wodór ma też właściwości silnie wybuchowe, co wymaga szczególnych środków ostrożności podczas produkcji, przechowywania i tankowania. Jest to lekki i wysoce reaktywny gaz, który może eksplodować przy mieszaninie z powietrzem w odpowiednich proporcjach. Bezpieczne przechowywanie i użycie wodoru wymaga specjalnych środków ostrożności, aby uniknąć ryzyka wybuchu.

Chociaż samochody wodorowe emitują jedynie parę wodną, ich ślad węglowy wynika z procesów produkcyjnych, które często wykorzystują nieekologiczne źródła energii. Niestety to samo tyczy się samochodów elektrycznych, choć w ich przypadku wpływ może być nieco większy. Tak czy inaczej fakt, że samochód jest zeroemisyjny lokalnie nie oznacza, że nie zostawia śladu węglowego na innych płaszczyznach np. pozyskiwania wodoru, tworzenia podzespołów (w tym skomplikowanych zbiorników na wodór), ich utylizacji etc.

Wodór jako paliwo nie jest jeszcze szeroko dostępny, co może ograniczać możliwości użytkowania aut wodorowych w niektórych regionach. Wraca temat dostępności stacji tankowania wodoru, a co za tym idzie, jego ceny. W tej chwili koszt kilograma wodoru na komercyjnych stacjach kształtuje się w przedziale od 60 do 70 złotych. Przy zużyciu wodoru np. przez Toyotę Mirai na poziomie około 0,8-1,2 kg/100 km, daje dość wysoki koszt przejechania 100 kilometrów. Samochody wodorowe są też droższe w zakupie niż tradycyjne pojazdy spalinowe czy hybrydowe, co może odstraszać potencjalnych nabywców. Dołóżmy do tego wysoki koszt paliwa, jego słabą dostępność i daje nam to obraz raczej kiepskiej opłacalności zakupu dla prywatnego użytkownika.

Główni producenci i modele samochodów wodorowych

Choć samochody wodorowe wciąż stanowią niszę rynkową, coraz więcej producentów inwestuje w tę technologię. Jednym z liderów jest Toyota, która od 2014 roku oferuje model Mirai. Jest to jeden z najpopularniejszych samochodów wodorowych na świecie, ceniony za zasięg i niezawodność. W 2021 roku Toyota zaprezentowała drugą generację Mirai, która oferuje jeszcze lepsze osiągi i design.

Innym ważnym graczem na rynku jest Hyundai z modelem Nexo. Ten SUV oferuje zasięg na poziomie 600 kilometrów i został wyposażony w najnowsze technologie, takie jak autonomiczny system parkowania. Hyundai planuje znacznie zwiększyć produkcję samochodów wodorowych w najbliższych latach. Wśród innych producentów, którzy rozwijają technologię wodorową, warto wymienić Hondę z modelem Clarity Fuel Cell, BMW z IX5 oraz Mercedesa z GLC F-Cell. Zainteresowanie tą technologią wyraziło także wiele innych marek, w tym Audi, Ford, Volkswagen i Land Rover, co oznacza, że trzymają one rękę na pulsie w zakresie motoryzacyjnych trendów.

Popularność samochodów wodorowych nadal jest jednak bardzo niska. W pierwszym kwartale Toyota sprzedała w Europie (dane dla 28 krajów od JATO Dynamics) 426 egzemplarzy Mirai, co jest poprawą względem analogicznego okresu zeszłego roku o 238%. Hyundai po dość intensywnej promocji Nexo w 2023 roku zdaje się, że zupełnie odpuścił ten rynek. W pierwszych 4 miesiącach 2024 roku sprzedano bowiem ledwie 11 sztuk tego modelu w Europie (-82% rdr).

Przyszłość samochodów wodorowych

Perspektywy rozwoju samochodów wodorowych zależą w dużej mierze od postępu technologicznego i rozbudowy infrastruktury. Konieczne są dalsze prace nad udoskonaleniem ogniw paliwowych, zwiększeniem ich wydajności, trwałości i obniżeniem kosztów produkcji. Równie ważne jest zwiększenie dostępności stacji tankowania wodoru, aby zapewnić użytkownikom wygodny dostęp do paliwa. Wymaga to znacznych inwestycji i współpracy pomiędzy producentami samochodów, dostawcami paliwa, rządami i samorządami. Tylko dzięki skoordynowanym działaniom i wsparciu finansowemu możliwe będzie stworzenie sprzyjających warunków dla rozwoju tej technologii i jej szerszego zastosowania w transporcie.

Nie można pominąć faktu, że samochody wodorowe muszą konkurować z dynamicznie rozwijającym się segmentem samochodów elektrycznych. Pojazdy elektryczne mają przewagę w postaci lepiej rozwiniętej infrastruktury ładowania, niższych kosztów eksploatacji, coraz dłuższego zasięgu i szerszej oferty modeli na rynku. Postęp w technologii akumulatorów sprawia, że samochody elektryczne stają się coraz bardziej atrakcyjne dla konsumentów pod względem ceny, zasięgu i wygody użytkowania. Aby samochody wodorowe mogły skutecznie konkurować, muszą oferować unikalne korzyści i przewagi, które przekonają użytkowników do wyboru tej technologii, takie jak niska cena wodoru czy lepsza infrastruktura ładowania.

Zastosowanie w transporcie to lepszy pomysł?

Choć samochody wodorowe mogą napotkać trudności w zdobyciu popularności wśród indywidualnych użytkowników, to jednak istnieje duży potencjał dla ich zastosowania w transporcie ciężkim i publicznym. Autobusy i ciężarówki zasilane ogniwami paliwowymi mogą oferować większy zasięg, krótszy czas tankowania i wyższą efektywność energetyczną w porównaniu do pojazdów elektrycznych, co jest szczególnie istotne w transporcie dalekobieżnym i przy intensywnej eksploatacji. Dodatkowo, wodór produkowany z odnawialnych źródeł energii może przyczynić się do znacznej redukcji emisji gazów cieplarnianych w tych sektorach. Dlatego też wiele miast i firm transportowych już wdraża lub planuje wdrożenie wodorowych autobusów i ciężarówek jako część strategii na rzecz zrównoważonego i niskoemisyjnego transportu.

Polscy producenci również dostrzegają potencjał w technologii wodorowej. Przykładem może być firma Solaris, która od lat produkuje autobusy wodorowe. W 2019 roku Solaris dostarczył pierwsze takie autobusy do Konina, gdzie służą w transporcie publicznym. Ponadto, Polska ma szansę stać się istotnym graczem na rynku produkcji „zielonego wodoru”, czyli wodoru pozyskiwanego z odnawialnych źródeł energii. Wodór produkowany ze spalania biomasy już wkrótce ma powstawać w Koninie, gdzie w tę technologię inwestuje ZE PAK. Firma posiada już własną stację tankowania wodoru oraz flotę samochodów wodorowych, w której znajdują się wspomniane Mirai i Nexo.

Przyszłość samochodów wodorowych będzie zależeć również od polityki i regulacji wprowadzanych przez rządy i instytucje międzynarodowe. Odpowiednie ramy prawne, normy techniczne, systemy wsparcia finansowego i zachęty podatkowe mogą stymulować rozwój technologii wodorowych i przyspieszyć ich komercjalizację. Przykładem takich działań są dotacje do zakupu samochodów wodorowych, ulgi podatkowe dla producentów, dofinansowanie budowy stacji tankowania wodoru czy preferencyjne stawki za energię elektryczną wykorzystywaną do produkcji wodoru. Jednocześnie, rygorystyczne normy emisji spalin i limity emisji CO2 dla pojazdów mogą skłonić producentów do większego zaangażowania w rozwój alternatywnych napędów, w tym technologii wodorowej.

ZOBACZ RÓWNIEŻ: Przyszłość diesla 2024. Czy to koniec aut na ropę?

Czy samochody wodorowe to realna alternatywa dla pojazdów elektrycznych?

Samochody wodorowe oferują wiele potencjalnych korzyści, takich jak zerowa emisja szkodliwych substancji podczas jazdy, szybkie tankowanie i przyzwoity zasięg. Jednak na drodze do ich upowszechnienia stoją również istotne wady i wyzwania, jak niska efektywność energetyczna łańcucha dostaw wodoru, wysokie koszty technologii, ograniczona infrastruktura i obawy dotyczące bezpieczeństwa.

Przyszłość samochodów wodorowych zależeć będzie od tempa rozwoju technologii, rozbudowy infrastruktury, wsparcia politycznego i regulacyjnego oraz akceptacji społecznej. Konieczne są dalsze prace nad udoskonaleniem ogniw paliwowych, obniżeniem kosztów produkcji i zwiększeniem dostępności stacji tankowania wodoru. Samochody wodorowe muszą również stawić czoła silnej konkurencji ze strony dynamicznie rozwijających się samochodów elektrycznych. Choć perspektywy dla samochodów wodorowych w segmencie pojazdów osobowych są niepewne, to jednak istnieje znaczący potencjał dla ich zastosowania w transporcie ciężkim i publicznym, gdzie mogą oferować unikalne korzyści i przyczynić się do dekarbonizacji tych sektorów. Autobusy wodorowe są bowiem coraz popularniejsze w wielu miastach w Europie.

Jeśli uda się pokonać obecne bariery i wykorzystać potencjał tej technologii, samochody wodorowe mogą odegrać istotną rolę w transformacji transportu w kierunku bardziej zrównoważonej i niskoemisyjnej przyszłości. Jednak ich sukces będzie zależeć od skutecznego rozwiązania istniejących wyzwań i umiejętnego wykorzystania szans rynkowych.