Wiedza elektryzująca to cykl, w którym obalamy największe mity związane z elektromobilnością. Poruszamy tematy związane z eksploatacją samochodów elektrycznych, ofertą producentów, a także sprawami technicznymi takimi jak ładowanie czy żywotność akumulatorów. Podpowiadamy, dla kogo tak naprawdę są samochody elektryczne i czy koniec ery silników spalinowych faktycznie jest bliski.
Samochody wodorowe tak naprawdę są zasilane prądem. Moment obrotowy jest wytwarzany przez silnik elektryczny. Różnica tkwi w samym źródle prądu. W samochodach stricte elektrycznych EV (ang. electric vehicle) są to akumulatory (czyli ogniwa galwaniczne), a w samochodach wodorowych FCV (ang. fuel cell vehicle) - ogniwa paliwowe.
Jak działa samochód na wodór?
W samochodzie wodorowym prąd wytwarzany jest na bieżąco przez ogniwo paliwowe. Takie auta też są wyposażone w akumulatory, ale o małej pojemności. Pełnią podobną funkcję jak w autach hybrydowych - pośredniczą w przekazywaniu energii elektrycznej i dostarczają prąd od razu po uruchomieniu auta, zanim ogniwo paliwowe zdąży się rozgrzać.
Podstawowa różnica jest taka, że w akumulatorach samochodów elektrycznych trzeba zgromadzić energię wcześniej poprzez ładowanie ich zewnętrznym źródłem prądu. W ogniwie paliwowym energia jest wytwarzana na bieżąco.
Jak powstaje prąd z wodoru?
Katalizator na anodzie rozbija dostarczany wodór na protony i elektrony, które przemieszczają się do drugiej elektrody, czyli katody. Tam wodór łączy się z tlenem i tworzy jedyny produkt uboczny reakcji - wodę. Ogniwo paliwowe generuje energię bez spalania paliwa i utleniacza, dlatego nie wytwarza żadnych szkodliwych substancji, czyli jest całkowicie bezemisyjne.
Dlaczego akurat wodór? Większość ogniw paliwowych jest zasilana wodorem, bo ten gaz ma najwyższy współczynnik przewodzenia ciepła. Czasem zdarzają się ogniwa, w których paliwem jest metan albo metanol.
Problem z tankowaniem
Główna przewaga samochodów wodorowych nad elektrycznymi to czas tankowania. Samochód wodorowy możemy zatankować do pełna w ciągu kilku minut i na pełnym zbiorniku przejechać nawet 600 kilometrów. Akumulatory w samochodach elektrycznych wciąż potrzebują wielu godzin na naładowanie (chyba że mamy mocną ładowarkę).
Problem tkwi w infrastrukturze, a raczej jej braku. W Polsce nie ma stacji tankowania wodoru (pierwsza ma powstać w 2021 roku). Budowa takiej stacji kosztuje ponad milion euro, więc i w innych krajach stanowiska do tankowania wodoru nie stoją za każdym zakrętem, a dzielą je setki, jak nie tysiące kilometrów. Mała liczba aut wodorowych nie daje ekonomicznego uzasadnienia do budowy takich stacji, a budowa nie ma sensu, skoro aut jest tak mało. Błędne wodorowe koło.
Wady samochodów hybrydowych
Brak infrastruktury to główny i najbardziej widoczny problem dotyczący samochodów hybrydowych. Wadą jest też ich wysoka cena i niska efektywność energetyczna w porównaniu z typowymi samochodami elektrycznymi. Sprawność wynosi około 60 proc. To i tak dwukrotnie więcej niż w przypadku samochodów z napędem spalinowym, ale nadal mniej niż w samochodach elektrycznych.
Samochody wodorowe na rynku
O ile producenci coraz bardziej rozwijają technologię aut elektrycznych, o tyle napęd wodorowy jak na razie jest traktowany nieco po macoszemu. Najpopularniejsza jest Toyota Mirai, której jednak nie można kupić w Polsce (ma wejść do sprzedaży w 2021 roku). Jest to jednak jedno z najpopularniejszych aut wodorowych na świecie, które na rynek trafiło w 2015 roku.
Innym rozpoznawalnym modelem zasilanym wodorem jest Hyundai Nexo. Ten wodorowy SUV był w 2019 roku najlepiej sprzedającym się samochodem klasy FCV na świecie. Tylko że 90 proc. z ponad 4800 egzemplarzy trafiło na drogi Korei Południowej. W tym samym roku Toyota sprzedała nieco ponad 2400 sztuk modelu Miraia.
Poza najpopularniejszą dwójką Honda oferuje w Japonii i Kalifornii model Clarity Fuel Cell, ale całkowita sprzedaż to zaledwie 349 sztuk. Mercedes przez dwa lata miał w gamie model GLC F-Cell bazujący na GLC. Jednak wiosną 2020 roku podjęto decyzję o zakończeniu produkcji ze względu na zbyt wysokie koszty. BMW w 2022 roku chce wprowadzić do sprzedaży model X5 iHydrogen Next zasilany ogniwem paliwowym, opracowanym dzięki technologii Toyoty. Z kolei Audi już w 2016 roku ogłosiło partnerstwo z Hyundaiem, ale póki co efektów brak.
Choć wodór wydaje się najbardziej przyszłościowym źródłem napędu, na rozpowszechnienie tego rozwiązania będziemy musieli jeszcze długo zaczekać.
