Vysvětlení vodíkových aut: palivové články, účinnost a nulové emise
Zavádění vozidel brzdí nedostatek technické infrastruktury
Toyota Mirai 2019
FREDERIC J. BROWN/AFP prostřednictvím Getty Images
Když ministr obchodu Kwasi Kwarteng minulý měsíc představil první vodíkovou strategii Spojeného království, řekl, že palivo má potenciál změnit způsob, jakým poháníme naše životy.
Jedna taková proměna už je vidět v automobilismu. Až od Druhá světová válka technici použili vodíkový plyn k pohonu vozidel jako čistší alternativu k benzínu.
Zájem a investice do vodíkové technologie pro použití v automobilech od 90. let výrazně vzrostly. A vzhledem k tomu, že vláda potvrdila, že prodej nových benzinových a naftových vozů bude ve Spojeném království zakázán od roku 2030, přijdou další finance.
Technologie
Automobily na vodíkový pohon neobsahují spalovací motory. Místo toho je klíčem k vodíkovému autu palivový článek, řekl Elektrický pohon .
Plyn vstupuje do palivového článku z nádrže a mísí se s kyslíkem za vzniku vody v chemické reakci, která generuje elektřinu, která se používá k pohonu motorů pohánějících kola, vysvětlil Vodíkový náboj , průmyslově vedená komunita zúčastněných stran v dodavatelském řetězci vodíku a palivových článků. Vodíkové nádrže se tankují procesem, který je v podstatě stejný jako u benzínového nebo naftového auta, dodala skupina.
Vodík vs. elektromobily
Uhlíková stopa vodíkem poháněných a elektrických vozidel je podobná, ale první mohou cestovat mnohem dále, aniž by museli doplňovat palivo – a když se tak stane, proces trvá spíše minuty než hodiny, uvedl Driving Electric.
Přesto je prvním argumentem skeptiků proti vodíkovým vozidlům účinnost, řekl Auto Express. K vytvoření vodíku pro použití v energetických článcích se elektřina přeměňuje na plyn, obvykle elektrolýzou - proces, při kterém se podle Toma Baxtera, lektora chemického inženýrství na Aberdeen University, ztrácí asi 25 % energie zdroje.
Výsledný vodík je poté stlačen, ochlazen a dopraven do vodíkové čerpací stanice, která ztratí asi dalších 10 %, vysvětlil Baxter v článku o Konverzace . A jakmile se dostanete do vozidla, dalších 25 % energie zdroje se ztratí při přeměně vodíku zpět na elektřinu a jeho použití k pohonu motoru, napsal.
Podle výpočtů společnosti Baxter se nakonec použije pouze 38 % počáteční energie, neboli 38 wattů ze 100, v tomto procesu drát-plyn. Pro srovnání, elektromobily jsou téměř dvakrát efektivnější a využívají přibližně 80 z každých 100 wattů počáteční energie.
Šéfové automobilového průmyslu se také postavili do fronty, aby polili studenou vodou naděje na masové zavedení vozidel s vodíkovými palivovými články. Financial Times . Volkswagen, druhý největší na světě podle prodejů, téměř opustil své plány na vodík, uvedl list. A německý rival Mercedes v loňském roce potichu odložil svůj poslední projekt palivových článků pro osobní automobily, zatímco BMW si v technologii udržuje jen špičku.
Toyota a Hyundai však do této technologie nadále masivně investují, přičemž cílem Hyundaie je do roku 2030 snížit náklady na klíčové komponenty automobilů s palivovými články o více než polovinu.
Investiční motivace
Navzdory různým nevýhodám je pro skutečně udržitelnou mobilitu vodík palivem, které nelze ignorovat, uvedl Auto Express. Vodíková auta produkují nulové emise uhlíku ze svých výfuků.
Pověření vodíku jako čistého zdroje energie však zůstávají problémem, uvedl FT, který poukázal na to, že ne všechen vodík je stvořen stejně.
Zelený vodík se vyrábí pomocí elektřiny z obnovitelných zdrojů energie, zatímco modrý vodík využívá zemní plyn, přičemž veškeré uhlíkové emise jsou zachyceny a uloženy nebo znovu použity.
Na škodlivějším konci spektra šedý vodík využívá zemní plyn, ale bez zachycení emisí, a hnědý vodík se získává z energetického uhlí. Oba jsou srovnatelně nákladově efektivnější, ale mají větší dopad na životní prostředí.
To však neznamená, že elektrická vozidla si nutně vedou lépe na frontě emisí. Výroba lithium-iontových baterií je velmi energeticky náročná, řekl pro Auto Express Jon Hunt, vedoucí Toyoty pro komercializaci vozidel s vodíkovými palivovými články.
Podle Huntových odhadů poskytne typická 100kWh baterie potenciální dojezd 250 mil a na výrobu této baterie bude potřeba asi 20 tun CO2.
Typická baterie vydrží 150 000 mil, což odpovídá přibližně 83 g/km CO2. Když pak vezmete v úvahu nabíjení na stejnou vzdálenost, stejný autobaterie dodá během své životnosti 124 g/km CO2, řekl. Pro srovnání, podle Hunta by emise vodíkového auta mohly být až 60 g/km.
Aktuální stav
Prodej vodíkových vozidel je v současnosti mnohem nižší než prodej elektromobilů, částečně proto, že dosud neexistuje infrastruktura na podporu jejich širokého používání.
Podle nejnovějších údajů vládních poradců je třeba tankovat vodíková vozidla na specializovaných stanicích, kterých ve Spojeném království fungovalo pouze 11 UK H2 Mobility . To je srovnatelné s více než 42 000 konektory elektrických nabíjecích bodů zaznamenaných společností EDF Energie .
Investice do vodíkové infrastruktury tedy budou důležitou součástí vládní vodíkové strategie.
Dalším problémem vodíkových aut je cena. Vodíkové vozidlo Hyundai Nexo stojí více než 68 000 GBP, zatímco Toyota Mirai je více než 54 000 GBP.
Průměrné náklady na elektrický vůz ve Spojeném království jsou 44 000 GBP, přičemž některé cenovky jsou podle finanční stránky až 17 350 GBP. NimbleFins .
Vodíková auta jsou v současnosti také poměrně drahá na tankování.
Nicméně vzhledem k tomu, že automobiloví giganti, včetně Toyoty, pracují na snížení nákladů na výrobu vodíkových aut, fanoušci této technologie doufají, že levnější generace nových vozidel je teprve na cestě.
Řidičské zkušenosti
Mirai od Toyoty je tichý a elegantní, jak říká The Guardian Australia je Matilda Boseleyová. Ve skutečnosti, pokud žijete poblíž čerpací stanice, zážitek je úžasný.
To může být v současnosti pro řidiče ve Spojeném království velké. Nicméně napsal Skot Alastairovi Daltonovi, který jel stejným vozidlem po obchvatu Aberdeenu, trvalo mnoho mil, než udělal důlek na palivoměru.
A když musel zastavit a doplnit palivo, proces byl jednoduchý a rychlý – i když cena paliva byla docela překvapením.
