Na počátku roku 2000 byl vodík horký. Vozidla využívající vodíkové palivové články soupeřila s elektrickými vozidly s bateriemi (EV) jako nejlepší způsob, jak vyčistit automobilový průmysl nahrazením benzínu znečišťujícího klima. Ale dnes jsou elektromobily daleko napřed: velké automobilky rychle elektrizují své řady, zatímco vodíkových aut je k dispozici jen několik.
Několik klíčových faktorů přivedlo auta na baterie k dominanci, říká Sergey Paltsev, vedoucí výzkumný pracovník MIT Energy Initiative a zástupce ředitele společného programu MIT pro vědu a politiku globální změny. Jedním z nich je kulturní vkus: nepopiratelně říká, že vzestup Tesly v roce 2010 poháněl popularitu EV po celém světě.
Velkým faktorem jsou však náklady. Dvě hlavní vodíková auta, která se dnes v USA prodávají, Toyota Mirai a Hyundai Nexo, začínají na zhruba 50,000 60,000 a 40 10 dolarech. Rostoucí počet elektromobilů stojí méně, a to díky klesající ceně lithium-iontových baterií. (A přestože jsou elektromobily stále obecně dražší než auta na plyn, vládní pobídky mohou pomoci tento rozdíl pokrýt.) Výzkum Palceva a jeho studentů zjistil, že náklady na vlastnictví vozu s palivovými články po dobu životnosti vozidla v posledních letech klesly, ale zůstávají vysoká především kvůli ceně vodíkového paliva. Zjistili, že celkové náklady na vlastnictví vodíku byly asi o 1 procent vyšší než u srovnatelného benzínového vozidla a asi o XNUMX procent vyšší než u elektromobilu. XNUMX
Elektromobily mají další zásadní výhodu: již existuje rozsáhlý celostátní elektrický systém. Celostátní přechod na elektrická vozidla přináší velké výzvy, včetně potřeby vybudovat nabíjecí síť a vyrobit spoustu dodatečné (doufejme čisté!) elektřiny pro pohon všech těchto osobních a nákladních automobilů. Ale, říká Paltsev, tyto úkoly jsou méně herkulovské než budování nové vodíkové ekonomiky. “Ve skutečnosti nepotřebujete vytvářet další infrastrukturu pro elektromobily.”
Vodík má své výhody. Palivo lze načerpat za kratší dobu, než je zapotřebí k nabití baterie EV, a může zajistit delší dojezd. Vodík se více podobá zážitku „pump-and-go“, který každý zná z používání benzínu. Tato zkušenost by však vyžadovala vytvoření obrovského množství vodíku a jeho následné přemístění potrubím nebo kamiony do čerpacích stanic po celé zemi. (A ne, nemůžeme použít potrubí, která již máme.)
Měl si svět vybrat vodíková auta před EV? Aby elektromobily měly maximální dopad na snižování emisí oxidu uhličitého (CO2), elektrifikace vozového parku musí jít ruku v ruce s „dekarbonizací“ elektrické sítě, aby tato auta jezdila na čistou energii. „I když se jedná o plně dekarbonizovanou síť, elektromobily stále nejsou vozidly s nulovými emisemi,“ říká Paltsev. „Pořád máme ten zbytek na výrobu baterií, na nerosty, na dopravu. Toto číslo také není triviální – je mnohem menší než u vnitřního spalování, ale není to nula.“
Vodík má však své vlastní problémy. Téměř veškerý vodík, který se dnes používá, se získává ze zemního plynu, v procesu, který vytváří CO2 jako vedlejší produkt. K udržení tohoto CO lze použít systémy zachycování uhlíku2 z atmosféry (odborníci na nastavení nazývají „modrý vodík“), ale díky tomu je již tak drahý vodík ještě dražší. Zlatým standardem by byl „zelený vodík“: proces, který využívá čistou elektřinu k extrakci vodíku z vody. Ale dnes je to nákladný způsob výroby vodíku – a stejně jako elektromobily zvyšují poptávku po nové čisté elektřině pro naplnění našich aut, zelený vodík vyžaduje novou čistou elektřinu k výrobě vodíku.
Nic z toho neznamená, že vodík je hotový jako čisté palivo pro vozidla. Vzhledem k tomu, že ceny baterií stále klesají, říká Paltsev, jejich dalším logickým krokem by bylo použití těžkých nákladních vozidel. Přesto není jasné, že dojezdové vzdálenosti a doby dobíjení elektromobilů budou zasahovat do světa dálkové kamionové dopravy. Vodík se svými dlouhými dojezdy by se mohl ukázat jako lepší kandidát. A pokud národ vybuduje vodíkové čerpací stanice na podporu nákladní dopravy, bude tento tlak podporovat i osobní vozidla. (V současné době, říká Paltsev, jsou vozidla s palivovými články omezena především na Kalifornii, která má většinu z mála vodíkových stanic v zemi, a na země jako Čína, Japonsko a Německo.)
Inovace vedoucí k čistšímu a levnějšímu vodíku by mohly pomoci učinit vozidla s palivovými články opět konkurenceschopnými. I na trhu EV by se tedy mohly změnit. Například, říká Paltsev, baterie závisí na minerálech těžených v zámoří a někdy za problematických podmínek. Nedostatek těchto materiálů nebo geopolitické otřesy v zemích, které je vyrábějí, by mohly zvýšit cenu elektromobilů – a vyrábět vyrobené v USA. vodík přitažlivý ve srovnání.
Děkuji Robertu Pryorovi z Glen Cove v New Yorku za otázku. Do Ask MIT Climate můžete odeslat vlastní otázku zde.
