MOTO 2030 to piątkowy cykl Gazeta.pl, w którym poruszamy najważniejsze tematy dotyczące przyszłości motoryzacji, transportu i technologii. Nie zabraknie tu także ciekawych historii konstruktorów oraz opisu dziejów firm, których przeszłość ma wpływ na to, jak będzie wyglądała motoryzacja przyszłości. Samochody, drogi i miasta na naszych oczach bardzo dynamicznie się zmieniają. Co piątek dziennikarze Moto.pl będą o tych zmianach pisać. Tutaj znajdują się wszystkie artykuły z cyklu MOTO 2030.
Łukasz Kifer, Moto.pl: Nic w motoryzacji nie wywołuje większych kontrowersji niż wodór. Dlaczego Toyota tak mocno stawia na najprostszy pierwiastek? Większa część branży podchodzi do tego sceptycznie. Kojarzy mi się to z czasami, kiedy lansowaliście hybrydy, a niemal nikt w nie nie wierzył. Do tej pory zastanawiam się, czy było w tym więcej kalkulacji, czy szczęścia. Chcecie powtórzyć historię?
Thiebault Paquet, Toyota: Rzeczywiście może da się porównać aktualną sytuację z napędem wodorowym do hybrydowego w przeszłości. Ale pomiędzy tymi technologiami jest fundamentalna różnica. W przypadku hybryd Toyoty nie istniała bariera infrastruktury. Była nią po prostu sieć stacji benzynowych.
Rozwój napędów wodorowych jest zależny od sieci stacji z tym paliwem. Za to nie ma bariery technologicznej. Moim służbowym autem jest wodorowy Mirai pierwszej generacji. To idealny samochód na co dzień, prosty w obsłudze i niezawodny. Infrastruktura jest kluczem do rozwoju napędów wodorowych w motoryzacji.
Wiem, że wodór budzi ogromne emocje, zwłaszcza w internetowych dyskusjach, i chcę nawiązać do tego, co powiedział Gill Pratt, nasz główny naukowiec. Mnóstwo osób próbuje przewidzieć przyszłość, ale nie wiadomo, kto będzie miał rację.
Dlatego sądzimy, że jeśli mamy być przygotowani na to, co przyniosą kolejne lata, musimy zakładać różne ścieżki rozwoju. Przekonanie, że Toyota chce zastąpić wodorem akumulatory w napędach elektrycznych, jest błędne. Opracowaliśmy już co najmniej pięć elektrycznych aut i mamy większe doświadczenie, jeśli chodzi o takie napędy, niż się uważa.
Thiebault Paquet, Toyota fot. Toyota
)
Każdy napęd hybrydowy Toyoty składa się z dwóch elektrycznych maszyn. Wyprodukowaliśmy już miliony hybryd i pewnie najwięcej elektrycznych silników na świecie. Wierzymy, że elektryczne napędy zajmą ważne miejsce w motoryzacji. Jednak w przeciwieństwie do wielu firm nie sądzimy, że bateryjny napęd jest idealnym rozwiązaniem wszystkich motoryzacyjnych bolączek w każdym zakątku świata.
Dlatego musimy mieć w pogotowiu także inne technologie: hybrydy klasyczne, kategorii plug-in i samochody wodorowe. Będziemy równolegle rozwijać wszystkie i stosować je zależnie od warunków. Pyta pan głównie o samochody osobowe. Ogniwa paliwowe lepiej pasują do pewnych kategorii takich aut niż do innych. Im większy samochód, tym większe i cięższe muszą być jego baterie. Wtedy coraz większy sens ma napęd elektryczny z ogniwem wodorowym.
Są również auta komercyjne, które pracują niemal 24 godziny na dobę, a ich właściciele nie mogą pozwolić sobie na długotrwałe postoje na ładowanie. Wtedy znów wygrywa napęd wodorowy. To wyraźnie widać w branży samochodów użytkowych, gdzie takie rozwiązanie stosują oprócz nas inne koncerny: Hyundai, Stellantis i Renault. Są też w ciężarówkach Daimlera i Volvo, więc nie jesteśmy samotni na tym polu.
)
Chciałbym spytać o wady takiego napędu, a raczej o to, jak chcecie sobie z nimi poradzić. Ogniwa wodorowe likwidują główną przywarę akumulatorów, wolne uzupełnianie energii, ale wprowadzają wiele nowych: wysokie koszty ogniw, budowy sieci stacji i samego nośnika energii. Jeśli wodór ma być zielony, staje się drogi.
Zadał pan trzy pytania. Zacznijmy od kosztu ogniw paliwowych. Jestem przekonany, że akumulatory będą stawać się coraz tańsze, ale nie zejdą poniżej pewnego poziomu, który wyznaczy choćby cena niezbędnych surowców. Dlatego w konfrontacji z akumulatorami o dużej pojemności cena ogniw paliwowych staje się atrakcyjna.
Wysoki koszt ogniw wodorowych wynika z małej skali ich produkcji. Wraz z jej wzrostem staną się o wiele tańsze, pomimo użycia zaawansowanej technologii. Potem infrastruktura, czyli stacje tankowania wodoru. Są kosztowne, to prawda, ale nie uważam, że kompleksowa sieć zasilania prądem jest tańsza. Zwłaszcza jeśli chodzi o szybkie ładowarki, do których trzeba dostarczyć odpowiednią ilość prądu.
Widziałem badania, z których płynął wniosek, że najbardziej ekonomicznym rozwiązaniem byłoby połączenie obu technologii w zależności od zastosowania: ogniw galwanicznych (akumulatorów) i paliwowych (wodorowych).
Spójrzmy na autostrady. Jeździ po nich dużo samochodów ciężarowych. Nawet jeśli w przyszłości będziemy umieli ładować ich akumulatory bardzo szybko, powiedzmy w dziesięć minut, takie miejsca zajmą ogromną przestrzeń. Będzie niezbędne wybudowanie tysięcy parkingów wielkości boisk do piłki nożnej, na których staną ładujące się ciężarówki.
Ogniwa wodorowe Toyoty fot. Toyota
W przypadku ogniw wodorowych wystarczą pompy, które nie zajmują dużo miejsca, a czas tankowania pozostanie taki jak teraz. Wbrew pozorom przestrzeń jest ograniczona. Poza tym ktoś policzył, że gdyby wszystkie istniejące napędy zamienić na akumulatorowe, cała niezbędna infrastruktura byłaby bardzo kosztowna. Jej poszczególne elementy nie są tanie, poczynając od miedzianych kabli. Gdyby chociaż dziesięć procent tych aut było na wodór zamiast na baterie, całkowity koszt infrastruktury już stałby się niższy.
To nie wszystko. Niemcy wydali do tej pory z budżetu państwa dwa miliardy euro na dotacje domowych sieci zasilających samochody elektryczne. Gdyby za te same pieniądze wybudować stacje tankowania wodorem, byłoby ich pełno. Na razie na wsparcie infrastruktury wodorowej Niemcy przeznaczyli zaledwie 52-55 milionów euro.
Chcę pokazać, że kierunek, w którym zmierzamy, to raczej efekt dokonanego wyboru niż względów ekonomicznych. Natomiast zgadzam się co do jednego: infrastruktura jest niezbędna. Bez niej nie ruszymy do przodu. Jeśli jej nie będzie, nie będzie również samochodów z napędem wodorowym.
)
Jest jeszcze problem z wodorem - nośnikiem energii. Jest albo tani, albo ekologiczny.
Tak, ale w tym przypadku również trzeba porównać koszty obu technologii. W Niemczech baterie słoneczne, które wytworzą prąd do ładowania samochodów elektrycznych, mają skuteczność mniej więcej 75 proc. Wytworzenie w takich samych warunkach zielonego wodoru wymagałoby domowego elektrolizera o efektywności około 50 proc. Pierwsza opcja wygrywa.
Wodorowe taksówki w Kopenhadze fot. Toyota
Tylko że na świecie są różne miejsca. Ten sam panel fotowoltaiczny w Arabii Saudyjskiej wyprodukuje dwa i pół raza więcej prądu niż w Niemczech, bo słońce świeci bardziej intensywnie. To oznacza, że mamy duży margines ekonomiczny pozwalający na transport prądu z Arabii do Niemiec tak, aby wciąż był tańszy. Można do niego użyć wodoru. Nawet jeśli stracimy 50 proc. przy konwersji i jeszcze dodatkowe 25 proc. w czasie transportu, w pewnych warunkach będzie to lepsze wyjście od tworzenia prądu lokalnie.
Tym bardziej że wątpliwe jest, aby Europa była w stanie całkowicie zaspokoić swoje potrzeby energetyczne ze zrównoważonych źródeł. Prawdopodobnie i tak będzie musiała kupować prąd z miejsc, gdzie można go łatwiej wytworzyć w ten sposób. Schemat energetyczny przyszłości jest zawiły i nie ma jednego uniwersalnego rozwiązania.
Wyobraziłem sobie przyszłość, w której są wyłącznie samochody na prąd. Niektóre mają akumulatory i służą do codziennej jazdy, ale w przypadku podróży można wypożyczyć auto z ogniwem paliwowym i jechać, korzystając z jego zasięgu oraz strategicznie rozmieszczonej sieci stacji wzdłuż autostrad. Czy to ma sens?
Myślę, że tak, szczególnie w początkowej fazie elektryfikacji transportu. Europa próbuje zbudować taką strategiczną sieć stacji tankowania wodorem. Europejska Komisja ma plan, żeby do każdej takiej stacji było najwyżej 150 km, które można pokonać autostradą. To ma sens, bo autostradami będzie jeździć transport ciężarowy, który zużywa najwięcej energii.
Jeśli powstaną takie wodorowe korytarze, będzie mógł z nich korzystać również transport lekki i samochody osobowe. Tylko że to wymaga zmiany podejścia do elektryfikacji. Zanim gdzieś powstanie stacja tankowania wodorem, trzeba mieć pewność, że w tym miejscu będzie popyt na takie paliwo. Realizacja takiego planu wymagałaby współpracy wszystkich zainteresowanych podmiotów, w tym producentów samochodów.
Ogniwa wodorowe Toyoty fot. Toyota
Mówił pan o stratach energii, które występują przy zastosowaniu wodoru jako nośnika energii. To główny argument Elona Muska przeciwko takiemu rozwiązaniu. Dlatego woli ciężarówki na akumulatory.
Chętnie porozmawiałbym na ten temat z Elonem Muskiem. To prawda, że jeśli umieścimy panel fotowoltaiczny na dachu naszego domu, straty energii będą mniejsze, a więc i koszt niższy. Ale przyszłość nie będzie tak wyglądać. W niektórych rejonach energia elektryczna ze zrównoważonych źródeł będzie o wiele tańsza niż gdzie indziej. Dlatego opłaca się ją transportować. Wówczas taka kalkulacja zysków i strat przestaje mieć sens.
Zwłaszcza że odnawialne źródła energii są nieliniowe. Nie dostarczają takiej samej ilości prądu równomiernie. Mieszkam w Europie, mam panele na dachu domu, ale zimą są praktycznie bezużyteczne. Tak samo w nocy, choć to oczywiste. Rozważam kupno klasycznego elektryka w przyszłości i wymiany domowego systemu ogrzewania na pompę ciepła. Do tego wszystkiego będzie potrzebny prąd, który nie wszędzie otrzymamy w ekologiczny sposób.
Dlatego będzie trzeba go importować. Wtedy wodór może być najlepszym rozwiązaniem. Zgadzam się z Muskiem, że w rejonach świata, gdzie mamy dostęp do wystarczającej ilości zielonej energii elektrycznej, stosowanie wodoru nie ma sensu. Ale nie wszędzie tak jest. Niech mi na przykład opowie, skąd weźmie prąd zimą.
)
Czytałem takie opinie: supermajory (największe spółki gazowo-naftowe) wiedzą, że wodór to ślepy zaułek, ale wykorzystują go do opóźnienia elektryfikacji. Niektórzy nawet Toyotę posądzają o takie intencje. Jak pan to skomentuje?
Wystarczy spojrzeć na portfolio naszych produktów, żeby przekonać się, że to nieprawda. Powodem takiego myślenia jest fakt, że nie wszyscy zdają sobie sprawę z tego, że Toyota jest globalnym producentem. Sprzedajemy samochody na wszystkich kontynentach: w Europie, Azji, Ameryce, Australii i Afryce.
Wystarczy udać się na dalekie wakacje, żeby zdać sobie sprawę, że gospodarka w różnych miejscach wygląda zupełnie odmiennie. W wielu nie powstanie w ciągu dekady infrastruktura niezbędna dla samochodów elektrycznych. Niektórzy nie rozumieją strategii Toyoty. Chcemy prowadzić zrównoważony biznes, ale i dostarczać produkty dla konsumentów na całym świecie.
Autobus Caetano na ogniwa wodorowe fot. Toyota
Elektryki chyba nie mają sensu w miejscach, gdzie wiele rodzin nie ma prądu w domach, nie mówiąc o samochodach.
Oczywiście. Tam, gdzie gospodarka jest najbardziej rozwinięta, a ludzie mają dużo pieniędzy, niech kupują elektryczne auta, wkrótce również Toyoty. W innych miejscach lepszym rozwiązaniem są hybrydy kategorii plug-in. Ich stosowanie znacznie obniży globalną emisję CO2.
W jakim transporcie wodór ma największy sens? Ciężarowym, kolejowym i morskim? Czy w samochodach osobowych o dużym zasięgu również?
Jest na to prosty wzór. Ogniwa wodorowe mają tym większy sens, im poważniejszym problemem staje się wysoka masa środka transportu. Myślmy o ciężarówkach i autobusach, ale też o samolotach i statkach. Tam wodór ma przyszłość.
***
Thiebault Paquet pracuje w Toyota Motor Europe od 1996 r. Od 2019 r. jest szefem działu opracowania i rozwoju (R&D) napędów do samochodów, a od 2020 r. równolegle pełni funkcję dyrektora European Fuel Cell Business w Toyocie. Absolwent wydziału Inżynierii Mechanicznej na uniwersytecie KU Leuwen w Belgii. Jego specjalizacja to inżynieria termomechanicza.
Thiebault Paquet, Toyota fot. Toyota
