Markę Toyota zna każdy na świecie, jednak większość osób kojarzy ją z niezawodnymi samochodami i wydajnymi napędami hybrydowymi. Mija już 25 lat, odkąd japoński koncern przeprowadził rewolucję w motoryzacji. Teraz chce to samo zrobić w metropoliach.
W Japonii w cieniu góry Fuji Toyota Motor Corporation buduje eksperymentalne miasto przyszłości. Jego projektantem jest uznany architekt Bjarke Ingels. W Woven City zamieszka 2000 osób, dzięki czemu będzie można badać nowe rozwiązania urbanistyczne na żywym organizmie. Po co? Jeśli się sprawdzą, zostaną wprowadzone w miastach, w których mieszkamy. Dzięki temu uda się szybciej osiągnąć neutralność węglową i uratować naszą planetę.
Pojęcie zrównoważonego rozwoju jest często nadużywane, ale to naprawdę klucz do przyszłości naszej cywilizacji. Musimy się rozwijać, ale w sposób, który nas nie zniszczy. To oznacza konieczność możliwie szybkiego odejścia od paliw kopalnych. Bezemisyjne samochody muszą zastąpić auta na paliwa kopalne i muszą korzystać z energii wytwarzanej w sposób neutralny dla planety.
Rewolucja czeka nie tylko motoryzację, ale i cały system energetyczny ludzkości. Trzeba opracować sposoby tworzenia i przechowywania energii elektrycznej w zrównoważony oraz ekonomiczny sposób, tak aby można było je stosować masowo. Z drugiej strony musimy znaleźć metody oszczędzania energii, korzystać z niej bardziej wydajnie niż do tej pory.
Właśnie nad stworzeniem takiego kompleksowego systemu pracuje Toyota w Woven City. Chodzi o to, żeby miejski organizm działał w sposób efektywny i zrównoważony. Oprócz miasta-eksperymentu pod górą Fuji, japoński producent stworzy inne projekty tego typu. Właśnie trwają rozmowy z władzami prefektury Fukushima na temat kolejnego miasta, które będzie korzystać z wodoru w transporcie i energetyce.
Poza tym rozwiązania Toyoty są już stosowane w praktyce w aglomeracjach, które powstały w sposób naturalny. Chodzi m.in. o jedną z największych japońskich metropolii Fukuokę, która przestawia miejski transport na zasilanie wodorem.
Zdaniem Toyoty wodór jest paliwem i nośnikiem energii przyszłości
Osiąganie energetycznej neutralności dla klimatu to temat rzeka, ale spróbujmy pokrótce przyjrzeć się rozwiązaniom Toyoty. Obejmują one zrównoważone sposoby magazynowania i przesyłu energii oraz jej efektywnego wykorzystywania.
Rozbudowa bezemisyjnych źródeł energii, np. z wody, wiatru i słońca, powinna iść w parze z rozwojem technologii magazynowania energii oraz jej odbierania z magazynu. Toyota w swoich badaniach koncentruje się przede wszystkim na technologiach wodorowych, czyli bezemisyjnej produkcji wodoru jako nośnika energii, zbiorników do przechowywania i transportu tego gazu oraz różnych sposobach wykorzystywania go do zasilania pojazdów i urządzeń.
Energię zmagazynowaną w postaci wodoru można przechowywać i transportować taniej i łatwiej niż na inne sposoby. Produkcja czystego wodoru jest zrównoważona. Najlżejszy gaz może być tworzony w procesie elektrolizy wody i przy użyciu energii odnawialnej, a nawet przy wykorzystaniu ścieków komunalnych. Takie rozwiązania są w tej chwili kosztowne, ale japoński koncern pracuje nad obniżeniem progu cenowego nowoczesnych technologii.
Toyota Motor Corporation i należąca do niej spółka Woven Planet Holdings opracowały prototyp przenośnego zbiornika wodorowego, który w przyszłości ułatwi korzystanie z wodoru w codziennych zastosowaniach, nawet domowych. Wodorowy kartridż ma długość 40 cm, średnicę 18 cm i waży 5 kg.
Takich podręcznych magazynów energii będą używać mieszkańcy Woven City w swoich domach. Wielką zaletą wodoru w roli nośnika energii jest możliwość skalowania tego rozwiązania. Wodorem można zasilać bardzo małe oraz bardzo duże urządzenia, od domowej kuchenki, przez samochody, po autobusy, ciężarówki i statki.
Ponadto przechowywanie dużych ilości energii w postaci wodoru jest o wiele bardziej ekologiczne i tańsze niż w przypadku akumulatorów. W stanie Kolorado w USA już powstaje wodorowy magazyn energii o przemysłowej skali. Będzie wyposażony w ogniwa paliwowe Toyoty. Wodór można nawet bezpośrednio spalać w silnikach. Toyota prowadzi również i takie eksperymenty.
Baterie nie odchodzą do lamusa. Też mają swoje miejsce w systemie energetycznym
Naukowcy Toyoty są przekonani, że rola tego gazu będzie w przyszłości kluczowa, ale to nie znaczy, że można zapomnieć o bateriach. W zależności od sytuacji warto sięgać po różne rozwiązania. Już teraz ludzkość dysponuje ogromnym bankiem energii elektrycznej, tylko że jest on rozproszony. Chodzi o akumulatory trakcyjne aut z napędem wodorowym (FCEV), elektrycznym (BEV) oraz hybrydowym typu plug-in (PHEV).
Samochody z tymi napędami mogą stać się domowymi magazynami prądu. Wystarczy wyposażyć je w możliwość dwukierunkowego przesyłu energii. Wówczas będą rozwiązaniem pozwalającym obniżyć zużycie energii i jednoczesnym zabezpieczeniem na wypadek blackoutów. Można pobierać prąd wtedy, kiedy jest tani (z sieci albo korzystając z energii słonecznej) i używać, gdy jest potrzebny.
Samochodowe akumulatory można połączyć w sieć, używać w sposób zorganizowany i w ten sposób stabilizować system energetyczny miasta, a nawet całego kraju. Tak mogą działać nowe modele Toyoty — elektryczne z serii "beyond Zero" zaprojektowane na specjalnej platformie e-TNGA (m.in. bZ4X), wodorowy Mirai oraz hybrydy RAV4 Plug-in Hybrid i Prius Plug-in Hybrid.
Samochodowe baterie mogą otrzymać drugi żywot jako banki energii
Poza tym akumulatory wcale nie muszą być przywiązane do samochodów. Toyota wraz z partnerami planuje komercjalizację wymiennych modułów baterii, co byłoby przydatne zwłaszcza w przypadku ogniw o dużej pojemności stosowanych w autobusach i ciężarówkach. W ten sposób ograniczamy ich koszt i uwalniamy samochody elektryczne od wymuszonych postojów na ładowanie baterii.
Współczesne baterie zużywają się bardzo powoli, a za jakiś czas ich żywotność będzie jeszcze większa. Po zakończeniu służby w samochodach wciąż można je wykorzystać do tworzenia magazynów energii. Nawet wtedy mają 70-80 proc. dawnej pojemności i są już wyprodukowane, nie wymagają ponoszenia dodatkowych kosztów.
Właśnie dlatego Toyota pracuje nad instalacją, która pozwoli na łatwą integrację akumulatorów różnych kategorii. W elektrociepłowni JERA Yokkaichi w Japonii powstał wielkoskalowy magazyn Sweep Energy Storage System pozwalający korzystać z pełnej dostępnej pojemności każdej baterii, niezależnie od ich wydajności, mocy i stopnia zużycia. Nowy magazyn jest już podłączony do sieci i oddany do użytku.
Pozostaje temat efektywnego wykorzystania wytworzonej i zmagazynowanej energii. Toyota pracuje w Woven City również nad tym. Badania polegają na projektowaniu i tworzeniu budynków z materiałów, które pozwolą na bardzo wydajne zarządzanie energią elektryczną i cieplną. To samo dotyczy samochodów, autobusów ciężarówek, a nawet sieci dróg. Projektując trasy w nowoczesny sposób i sterując odpowiednio ruchem, można oszczędzić mnóstwo energii.
Woven City to miasto przyszłości. Jego elementy już są wprowadzane w metropoliach
Dlatego w eksperymentalnym mieście powstanie jedyny w swoim rodzaju układ ulic, chodników i zielonych promenad, tworzących oryginalny splot. Ruchem będzie sterować sztuczna inteligencja, a na ulice wyjadą bezemisyjne pojazdy autonomiczne, które znacznie skuteczniej niż ludzie wykorzystują energię. Brzmi jak bajka? Dzięki nowoczesnym technologiom i badaniom naukowym może stać się naszą rzeczywistością za jakiś czas.
Eksperymenty takie jak Woven City Toyoty zmienią świat, w którym mieszkamy na wiele sposobów. Każde rozwiązanie, które może nas przybliżyć do neutralności klimatycznej, jest warte zbadania. Jeśli się sprawdzą, zostaną użyte przy projektowaniu nowych osiedli i dzielnic, które zaczną wyglądać zupełnie inaczej. Będą zoptymalizowane pod względem energetycznym i bardziej przyjazne dla ich mieszkańców. Dlatego już czas przestać nazywać Toyota Motor Corporation wyłącznie producentem samochodów. Ambicje japońskiego koncernu sięgają o wiele dalej.
