Koncem tisíciletí představila Honda vůz FCX Clarity na vodíkové palivové články, o kterém se tvrdilo, že je vozidlem budoucnosti.
Ale po 15 letech přestal výrobce prodávat svůj sedan na vodíkový pohon kvůli pomalému prodeji.
Nyní jsou na trhu pouze dva vozy na vodíkové palivové články a pouze 14 vodíkových čerpacích stanic ve Spojeném království.
Proč tedy výrobci automobilů na tuto technologii netlačí?
Jednoduchá odpověď je cena a energie.
Nová technologie není nikdy levná, protože je nákladově efektivní pouze tehdy, je-li vyrobena co do velikosti a množství, a proto nový Hyundai Nexo nebo Toyota Mirai (jediná vozidla s palivovými články v současnosti na prodej) uvidí zákazníci, kteří za jeden vydají nejméně 50,000 XNUMX liber.
Pak jsou tu náklady na infrastrukturu, na kterou se Spojené království snažilo adaptovat, a proto nízký počet nádvoří.
To nejen odrazuje lidi od nákupu FCEV, ale také to činí auta hluboce nepraktickými, což má za následek velmi nízké prodeje.
Výzkumník vodíku a palivových článků profesor Robert Steinberger-Wilckens, který působí na univerzitě v Birminghamu, obviňuje vládu Spojeného království z pomalého zavádění FCEV.
Řekl: ‚Vláda Spojeného království se nestará o vodíkové čerpací stanice nebo infrastrukturu. Tomu nerozumí.
FCX Clarity od Hondy poháněný vodíkovými palivovými články byl nakonec stažen z trhu kvůli pomalému prodeji
„V Německu postaví konsorcium výrobců automobilů a ropných a plynárenských společností do roku 400 2023 stanic, poté již nebude žádná omluva pro chybějící infrastrukturu.
“Automobilové společnosti nevěří, že se to stane ve Spojeném království.”
Po celém světě se elektrická vozidla stávají dostupnějšími a snáze se s nimi žije díky nárůstu nabíjecích sítí, nabíjení na ulicích, klubech, střediscích a kratším dobám nabíjení, zatímco koncept vodíkových palivových článků byl odsunut stranou.
Takže vzhledem k tomu, že každý nový vůz je uveden na trh jako plug-in hybrid, hybrid nebo plně EV, vodíkový palivový článek působí jako nevyslovená alternativa.
Dalším důležitým bodem, který je třeba zdůraznit, je energie obsažená během výrobního cyklu vodíkových palivových článků.
Existují nová schémata výroby vodíku pomocí větrných turbín a pobřežní turbíny by mohly vyrábět elektřinu, kterou by pak bylo možné odebírat na pevninu pomocí vysokonapěťového podmořského kabelu.
Mnoho automobilových společností však tvrdí, že v době, kdy se vodík dostal do své exkluzivní pumpy, množství energie promarněné při výrobě látky ji učinilo nadbytečnou, pokud jde o ultranízkoemisní alternativu.
Profesor Joeri Van Mierlo, šéfredaktor časopisu World Electric Vehicle Journal, řekl: „Vodík musí být stlačen, aby mohl být uložen v autě, kde se pomocí palivového článku přemění zpět na elektřinu pro pohon auta.
„Všechny tyto přeměny mají za následek mnohem vyšší spotřebu elektřiny z obnovitelných zdrojů.
„Stručně řečeno, potřebujete tři až čtyřikrát více větrných turbín, abyste ujeli stejnou vzdálenost s vodíkovým autem než s elektromobilem na baterie.
Hyundai Nexo je jedním z pouhých dvou modelů automobilů poháněných technologií vodíkových palivových článků, které jsou v současné době dostupné ve Spojeném království
„V důsledku toho bude tankování vodíkového auta vždy dražší než nabíjení akumulátorového elektromobilu.“
Achillovou patou vodíku je energetická hustota jeho výroby, která je v současnosti třikrát vyšší než při výrobě nafty nebo benzínu.
A vzhledem k tomu, že vlády tlačí na výrobce automobilů přísnější emisní předpisy a nadcházející emisní cíle Euro 7, jedinou schůdnou možností je přejít na baterie.
Zdá se, že vodíkové palivové články jsou v současné době zacíleny na letecký průmysl a těžká nákladní vozidla, a to čistě proto, že kapacita baterie by z toho neudělala životaschopnou variantu, vzhledem k tomu, že ujedou kilometry a naplnění vodíku trvá jen několik minut. .
Nabíjení baterie trvá mnohem déle, takže by bylo pro letadlo extrémně časově náročné.
Pokud jde o osobní vozidla, budoucnost se zatím jeví jako akumulátorová.
Výrobci automobilů používají EV nejen k tomu, aby byli spokojeni vlády, ale také k experimentování s obnovitelnými zdroji energie k nabíjení vozidel, protože EV byla po mnoho let kritizována za to, že nejsou ekologická, protože jejich elektřina pocházela z uhelných elektráren.
Výrobci a soukromý sektor hledají větrnou a solární energii jako hlavní alternativy pro čistší budoucnost.
Pro vodík to však není všechno zkázy a chmury.
Někteří výrobci automobilů, jako je Porsche a Toyota, jsou stále oddaní této technologii a dokonce si myslí, že vodík by mohl potenciálně fungovat pro spalovací motory.
Například Porsche loni oznámilo, že vyrábí syntetické palivo s nízkým obsahem uhlíku, aby udrželo své klasické modely na silnici.
Toyota Mirai se plní na vodíkové pumpě
K výrobě syntetického paliva – nebo e-paliva – musí být vodík smíchán s oxidem uhličitým. Spojená směs se poté přemění na kapalinu bez fosilních paliv.
Toyota se mezitím nejen zavázala k této technologii, ale také vyrobila spalovací motor na vodík, jehož jedinou emisí je vodní pára.
V současné době je ve fázi konceptu a prochází testy ve 24hodinové vytrvalostní závodní Corolle v Japonsku a také v předsériovém GR Yarisu, aby se ukázalo, že motory by mohly být vyrobeny nejen pro závody, ale také pro silnice.
Zdá se, že to ukazuje, že vodík může mít v budoucnu místo v automobilovém světě a velmi brzy bychom mohli vidět spalovací vodíkový motor v plně sériově připraveném silničním autě.
Naprostá většina automobilových společností se odklonila od vodíku kvůli vysoké hustotě energie spotřebované při jeho výrobě a také kvůli špatnému financování a podpoře ze strany vlád, což brání vodíkové revoluci v dalším rozšiřování.
Se zákazem spalovacích motorů za pouhých osm let má vodík co dohánět, pokud má hrát významnou roli v palivové revoluci.
- Připojte se k naší skupině nejnovějších zpráv WhatsApp
- Poslechněte si nejnovější podcast pro prodejce aut
- Přečtěte si nejnovější vydání Car Dealer online hned teď
- Připojte se ke komunitě prodejců automobilů a získejte denní e-mailové zpravodaje
Časopis pro prodejce aut
Car Dealer zastřešuje obchod s motorem od roku 2008 jako tištěnou i digitální publikaci. V roce 2020 byl titul plně digitalizován a nyní na tomto webu poskytuje každodenní motoristické aktualizace pro automobilový průmysl. Jednou měsíčně vychází digitální časopis.
Tom Baxter nepracuje, nekonzultuje, nevlastní akcie ani nepřijímá finanční prostředky od žádné společnosti nebo organizace, která by měla prospěch z tohoto článku, a nezveřejnil žádné relevantní vztahy kromě svého akademického jmenování.
Partneři
University of Aberdeen poskytuje finanční prostředky jako zakládající partner The Conversation UK.
O vodíku se dlouho mluví jako o budoucnosti osobních automobilů. Elektrické vozidlo s vodíkovými palivovými články (FCEV), které jednoduše běží na stlačený vodík z čerpací stanice, produkuje nulové emise uhlíku z výfuku. Lze jej naplnit stejně rychle jako ekvivalent fosilních paliv a nabízí podobnou dojezdovou vzdálenost jako benzín. Má podporu v těžké váze, například Toyota uvedla na trh druhou generaci Mirai později v roce 2020.
Kanadská asociace vodíku a palivových článků nedávno vydala zprávu opěvující vodíková vozidla. Mimo jiné uvedl, že uhlíková stopa je o řád lepší než u elektromobilů: 2.7 g oxidu uhličitého na kilometr oproti 20.9 g.
Přesto si myslím, že vodíkové palivové články jsou chybný koncept. Myslím si, že vodík bude hrát významnou roli při dosahování čistých nulových emisí uhlíku tím, že nahradí zemní plyn v průmyslovém a domácím vytápění. Ale snažím se pochopit, jak vodík může konkurovat elektrickým vozidlům, a tento názor byl posílen dvěma nedávnými prohlášeními
Zpráva agentury BloombergNEF dospěla k závěru:
Zdá se, že velká část trhu s automobily, autobusy a lehkými nákladními vozy přijme [technologii elektrické baterie], což je levnější řešení než palivové články.
Volkswagen mezitím učinil prohlášení srovnávající energetickou účinnost technologií. „Závěr je jasný,“ uvedla společnost. “V případě osobního vozu mluví vše ve prospěch baterie a prakticky nic ve prospěch vodíku.”
Problém s účinností vodíku
Důvod, proč je vodík neefektivní, je ten, že energie se musí přesouvat z drátu na plyn, aby poháněla auto. To se někdy nazývá energetický vektorový přechod.
Vezměme 100 wattů elektřiny vyrobené z obnovitelného zdroje, jako je větrná turbína. K pohonu FCEV se tato energie musí přeměnit na vodík, případně jejím průchodem vodou (proces elektrolýzy). To je přibližně 75% energetická účinnost, takže přibližně jedna čtvrtina elektřiny je automaticky ztracena.
Vyrobený vodík se musí stlačit, zchladit a dopravit do vodíkové stanice, což je proces, který má účinnost kolem 90 %. Jakmile se dostanete do vozidla, vodík se musí přeměnit na elektřinu, což je 60% účinnost. Konečně elektřina použitá v motoru k pohybu vozidla je přibližně 95% účinná. Dohromady se spotřebuje pouze 38 % původní elektřiny – 38 wattů ze 100.
U elektrických vozidel běží energie po drátech od zdroje až po auto. Stejných 100 wattů energie ze stejné turbíny ztrácí při této cestě sítí asi 5 % účinnosti (v případě vodíku předpokládám, že konverze proběhne na místě ve větrné farmě).
Dalších 10 % energie ztratíte nabíjením a vybíjením lithium-iontové baterie a dalších 5 % používáním elektřiny k pohybu vozidla. Takže jste na 80 wattech – jak ukazuje obrázek protější.
Jinými slovy, vodíkový palivový článek vyžaduje dvojnásobné množství energie. Abychom citovali BMW: „Celková účinnost v energetickém řetězci mezi pohonem a pohonem vozidla je proto pouze poloviční než u [elektrického vozidla].
Vyměňte obchody
Na silnicích jezdí kolem 5 milionů elektrických vozidel a prodeje výrazně rostou. To je v nejlepším případě jen asi 0.5 % z celosvětového součtu, i když stále v jiné lize než vodík, který do konce roku 7,500 dosáhl celosvětově asi 2019 XNUMX prodaných vozů.
Vodík má stále velmi málo čerpacích stanic a jejich výstavba nebude během pandemie koronaviru prioritou, přesto nadšenci z dlouhodobého hlediska poukazují na několik výhod oproti elektrickým vozidlům: řidiči mohou tankovat mnohem rychleji a ujet mnohem dále na „nádrž“ . Stejně jako já se mnoho lidí z těchto důvodů zdráhá koupit elektromobil.
Čína s prodejem elektromobilů více než milion ročně ukazuje, jak lze tyto problémy řešit. Infrastruktura je budována pro vlastníky, aby mohli vjet na nádvoří a rychle vyměnit baterie. NIO, výrobce automobilů se sídlem v Šanghaji, požaduje na těchto stanicích tříminutový výměnný čas.
Čína jich plánuje postavit velké množství. BJEV, dceřiná společnost výrobce motorů BAIC pro elektromobily, investuje 1.3 miliardy eur (1.2 miliardy liber) do vybudování 3,000 XNUMX nabíjecích stanic baterií po celé zemi v příštích několika letech.
Nejen, že se jedná o odpověď na „strach z dojezdu“ potenciálních majitelů elektromobilů, ale také o jejich vysoké náklady. Baterie tvoří asi 25 % průměrné prodejní ceny elektromobilů, což je stále o něco více než u benzínových nebo naftových ekvivalentů.
Použitím konceptu swap bylo možné baterii pronajmout, přičemž část nákladů na výměnu je poplatek za pronájem. To by snížilo pořizovací náklady a motivovalo veřejnost k využívání. Výměnné baterie lze také nabíjet pomocí přebytečné elektřiny z obnovitelných zdrojů, což je obrovské ekologické pozitivum.
Je pravda, že tento koncept by vyžadoval určitý stupeň standardizace v technologii baterií, který se nemusí líbit evropským výrobcům automobilů. Skutečnost, že technologie baterií by mohla brzy umožnit pohánět auta na milion mil, by mohla zatraktivnit obchodní model.
Nemusí být funkční s těžšími vozidly, jako jsou dodávky nebo nákladní automobily, protože potřebují velmi velké baterie. Zde může být vodík skutečně na vrcholu – jak předpověděl BloombergNEF ve své nedávné zprávě.
Konečně pár slov k tvrzením o emisích uhlíku z té zprávy Kanadské asociace vodíku a palivových článků, o které jsem se zmínil dříve. Zkontroloval jsem zdroj statistik, který odhalil, že porovnávají vodík vyrobený z čistě obnovitelné elektřiny s elektrickými vozidly poháněnými elektřinou z fosilních paliv.
Pokud by oba byly nabíjeny pomocí obnovitelné elektřiny, uhlíková stopa by byla podobná. Původní zpráva byla financována průmyslovým konsorciem H2 Mobility, takže je dobrým příkladem toho, že je třeba být s informacemi v této oblasti opatrný.
- Vodíková auta
- Elektrická auta
- vodík palivový článek
