5 comentariiCuprins:
Hidrogenul era văzut ca o soluție fezabilă pentru un viitor fără emisii de carbon, pentru că utilizarea lui nu poluează atmosfera (produsul de reacţie este apa). De aceea, hidrogenul ar fi urmat să înlocuiască petrolul şi gazul. Se spera că, într-un viitor prietenos cu planeta, vom avea maşini pe hidrogen, avioane şi vapoare pe hidrogen. Ba chiar se spera ca încălzirea din casă şi gătitul să se facă tot cu hidrogen.
Acum zece ani, pilele de combustie şi maşinile pe hidrogen păreau un viitor sigur. Astăzi, visul pare mort. În Japonia, Toyota a rămas unul din putinii jucători care mai pariază pe automobile pe hidrogen.
Sunt multe motive pentru acest eşec, dar cel mai important rămâne factorul tehnologic.
Ce este și cum se obține hidrogenul
Hidrogenul, notat cu simbolul chimic „H”, este primul și cel mai ușor element din tabelul periodic și are un conținut energetic foarte ridicat. În formă pură, hidrogenul este un gaz invizibil, inodor și non-toxic, care este mai ușor decât aerul. Însă din cauză că nu este prezent în mod natural în această formă, ci întotdeauna legat chimic, acesta trebuie mai întâi extras.
În cazul în care este folosită electricitate din surse regenerabile, procedura este și mai prietenoasă cu mediul înconjurător De altfel, există mai multe metode pentru a produce hidrogen, iar una dintre acestea este electroliza apei. În acest proces se trece un curent electric prin apă, acesta având ca rezultat producerea de hidrogen în formă gazoasă.
Randament scăzut, cost ridicat
Faţă de maşinile încărcate electric, care preiau direct energia electrică şi o trimit motorului, la maşinile cu hidrogen mai sunt necesari doi paşi intermediari.
„Primul pas este electrolizorul, care se află în fabrică şi care transferă energia electrică de la priză în energia chimică a hidrogenului. Pasul al doilea este pila de combustie, care se găseşte în maşină şi care transformă la loc energia chimică a hidrogenului în energie electrică, pentru a pune în rotaţie axul motorului electric. Doi paşi intermediari care costă bani şi în care se pierde energie adiţională, că puteam să folosim direct energia electrică la motor, fără intermediarul numit hidrogen!”, ne explică cunoscutul fizician și cercetător Cristian Presură.
Randamentul total în proces? Mai puţin de 40 de procente, unii spun chiar 30 de procente, ceea ce este foarte puțin și se vede şi în cost. Estimările arată cum costul energiei pe kilometru al maşinilor pe hidrogen este de aproximativ 3-4 ori mai mare decât al maşinilor pe baterii electrice, deşi am găsit estimări care spun că este de peste 10 ori mai mare.
De aceea sunt multe voci care spun că nu are sens să ne încurcăm cu hidrogenul pentru a pune în mişcare maşinile: pierdem prea multă energie pe parcurs, aproape 60-70 de procente şi mai rămân doar 30-40 de procente. Costul va fi automat mai mare decât la masina electrică!
- Citește și Cum devine hidrogenul combustibil
De ce se pierde aşa de multă energie la hidrogen faţă de maşina electrică?
„E normal, la maşina electrică energia se stochează direct în baterie, fără conversie cum e la hidrogen (folosind electroliza) şi se foloseşte direct de la baterie, fără o altă conversie cum e în pila de combustie. Se elimină astfel din start un lanţ în care se pierde energie in cazul hidrogenului. Acesta este motivul principal pentru care încă nu avem, în practică, maşini pe hidrogen”, spune fizicianul.
În lume se produc doar câteva modele de astfel de maşini, cum ar fi Toyota Mirai sau Hyundai Nexo, iar în Germania (cea mai puternică economie europeană) au fost înregistrate în 2023 doar 263 de noi maşini pe hidrogen, în scădere cu 70 de procente faţă de anul precedent.
„Simplu spus, tehnologia pe hidrogen este mai complexă (elemente adiţionale ca electrolizoare şi pile de combustie), randamentul este încă scăzut, iar sistemul de distribuţie a hidrogenului lipseşte aproape cu desăvârşire. Să fim sinceri, pare un «dead end» pentru automobile”, crede Cristian Presură.
Viitorul hidrogenului în industria auto
Deși eficiența energetică a maşinilor pe hidrogen este mult mai scăzută decât cea a maşinilor electrice, transportul electric are astăzi o problemă: greutatea şi volumul bateriilor.
Vedem asta din numărul foarte mic de maşini electrice care pot merge peste 400 km fără a fi reîncărcate. Desigur, poţi merge pe baterii şi 800 de kilometri, dacă vei căra cu tine de două ori mai multe baterii; asta înseamnă însă un cost dublu al bateriilor, precum şi o greutate, şi un volum duble. La camioane, cifrele vor fi şi mai mari.
Dacă discutăm doar de camioane, sunt câteva avantaje imediate ale hidrogenului: densitatea de energie a hidrogenului este mai mare, atât în volum, cât şi în masă. Asta însemnă că un camion cu hidrogen va avea o autonomie mai mare decât unul pe baterii, la acelaşi volum sau masă. În plus, hidrogenul se poate încărca mult mai repede decât bateria, iar asta este important la camioane.
Este posibil însă ca nici acest scenariu să nu se realizeze în 2050, asta pentru că bateriile electrice au o dezvoltare rapidă acum şi se poate ca, peste 25 de ani, densitatea de energie în bateriile electrice să crească, anulând astfel avantajul hidrogenului.
Cartușele portabile de hidrogen, invenția Toyota care ar putea schimba regulile jocului
Toyota a prezentat recent la Japan Mobility Bizweek o inovație ce ar putea schimba complet modul în care ne raportăm la vehiculele electrice: cartușele portabile de hidrogen. Soluția elimină opririle la stațiile de încărcare și oferă aplicații diverse, de la mașini la electrocasnice.
Proiectate inițial de subsidiara tehnologică a Toyota, Woven, cartușele au fost introduse ca prototip în 2022. Între timp, tehnologia a fost îmbunătățită, transformând aceste cartușe într-o soluție practică și eficientă pentru vehiculele cu celule de combustibil pe hidrogen (FCEV).
Totuși, invenția nu a fost detaliată și nu știm prea multe despre ea, iar voci din industria auto s-au declarat circumspecți față de succesul anunțat de Toyota.
„Dacă le iese… chiar au dat lovitura. Dar restul industriei nici nu îndrăznește să se uite spre hidrogen! Sunt mult în urmă și bâjbâie toți după baterii cât mai eficiente”, a declarat pentru Libertatea expertul auto Eugen Cocea, publisherul 24auto.ro.
Automobilele hibride, doar o etapă intermediară
Mașinile hibride și electrice noi vândute în Uniunea Europeană, în septembrie, au reprezentat 32,8% din totalul vânzărilor de vehicule noi, depășind pentru prima dată cota de piață lunară a autoturismelor pe benzină, au arătat datele de la organismul european al industriei auto, relatează agenția de știri Reuters.
Vânzările de mașini complet electrice (BEV) și hibride plug-in (PHEV) au scăzut în schimb în acest an, în parte din cauza politicilor divergente privind stimulentele ecologice în rândul țărilor europene.
Eficiența unui automobil este evaluată de producători din două perspective: tehnică și economică. Dacă întrebăm un inginer despre eficiența unui automobil hibrid, vom afla imediat că este soluția tehnică cea mai neinspirată: când funcționează motorul termic, acesta trebuie să care și motorul electric plus bateria, iar când funcționează motorul electric, balastul este format din motorul termic și combustibilul fosil. Așadar, mereu ceva în plus și cam inutil…
Avantajul propulsiei hibrid nu vine din perspectiva tehnică, ci din cea economică. Autoritățile au privit această soluție ca pe o etapă intermediară pe calea spre electrificare și au bonusat-o, îndulcind oarecum pastila pentru industria de profil.
„Din punctul lor de vedere, constructorii au văzut în soluția hibridă o șansă nesperată de a-și strecura abil, sub genericul «electrificării» motoarele termice. Ba chiar au reușit să se califice pentru bonusurile ecologice acordate de autorități, pentru «adoptarea electromobilității», prin reducerea emisiilor poluante”, explică Eugen Cocea.
Electrificarea este însă un proces amplu, cu mai multe faze, iar standardele devin, pe măsura trecerii timpului, tot mai restrictive în privința emisiilor locale, până când acestea vor deveni zero. Ceea ce va echivala cu eliminarea motoarelor termice, inclusiv de pe automobilele hibride, explică Cocea.
Chiar de anul viitor, regulamentul CAFE (Corporate Average Fuel Economy) va impune o reducere progresivă a emisiilor de CO2 și va amenda aspru depășirile. Se vorbește de miliarde de euro ce vor trebui plătite de constructorii care nu vor reuși să producă suficiente electrice. Iar hibrizii nu vor mai avea un statut privilegiat!
Nici pentru clienți, pe viitor hibrizii nu vor mai fi atât de atractivi, dacă vor pierde subvențiile, în timp ce modelele 100% electrice vor fi abordabile ca preț, tehnologia lor se va maturiza, iar rețelele de încărcare se vor extinde.
„Iată de ce, în ciuda actualelor aparențe de pe piață, dacă va fi respectat calendarul electrificării stabilit oficial la nivel european, zilele hibrizilor, ca de altfel și ale motoarelor termice, sunt numărate!”, spune expertul.
Secțiunea „Schimbări climatice” este susținută de European Climate Foundation. ECF nu a fost implicată în niciun fel în procesul editorial și nu este responsabilă pentru punctele de vedere exprimate în textele apărute în cadrul secțiunii.