Obiecująca przyszłość wodoru

Choć wodór może być postrzegany jako rozwiązanie futurystyczne, jego historia jest bardzo długa. Metoda, która umożliwia stosowanie tego paliwa w silnikach spalinowych, została po raz pierwszy przetestowana w XIX wieku. Jednak dziś mówiąc o „pojazdach napędzanych wodorem” mamy na myśli pojazdy elektryczne, których akumulatory ładuje się za pomocą „ogniwa paliwowego” z wykorzystaniem wodoru. W ogniwie paliwowym wodór przechowywany w zbiornikach reaguje z tlenem w powietrzu: w wyniku tej reakcji powstaje energia elektryczna, a jedynym produktem ubocznym wytwarzanym w układzie jest woda.

Dla kierowców tego typu pojazdów tankowanie wodoru jest szybsze niż ładowanie akumulatorów. Porównując jednakowe masy, wodór oferuje większy zasięg niż akumulatory litowo-jonowe. Dla producentów samochodów ogniwa paliwowe są szansą na zmniejszenie swojej zależności od producentów ogniw akumulatorowych w Azji. Oczywiście istnieje wiele argumentów przemawiających za tym, że wodór jest przyszłością ekologicznej mobilności.

Zielony wodór – Idealne źródło energii

Choć wodór występuje obficie w całym wszechświecie, nie występuje on na Ziemi w stanie odizolowanym. Do jego wydobycia konieczne jest rozbicie jego cząsteczek, co wymaga przeprowadzenia procesu przemysłowego. Podczas gdy ogniwo paliwowe łączy wodór i tlen do produkcji wody i energii elektrycznej, możliwe jest również uzyskanie wodoru i tlenu poprzez zanurzenie elektrod w wodzie. Jeśli elektroliza ta jest wykonywana przy użyciu energii odnawialnej, otrzymany w ten sposób gaz nazywany jest zielonym wodorem. Stanowi to podstawę czystego sektora. W dniu 8 lipca 2020 r. Komisja Europejska przedstawiła swoją strategię dotyczącą produkcji wodoru bez negatywnego wpływu https://ec.europa.eu/energy/sites/ener/files/hydrogen_strategy.pdfna klimat . Zielony wodór ma przyszłość.

Potrzeba transformacji w sektorze wodorowym

Obecnie 95% przemysłowej produkcji wodoru* na świecie opiera się na paliwach kopalnianych. Proces ten, mimo że jest opłacalny, powoduje wytwarzanie ogromnej ilości CO2. Powstały w ten sposób gaz nazywany jest szarym wodorem. Zielony wodór, który postrzegany jest jako metoda magazynowania energii elektrycznej, jest pozycjonowany jako pośrednik w łańcuchu energia-wodór-energia. Wydajność wynosi od 20 do 30%. Oznacza to, że do wstępnej elektrolizy zużywa się cztery razy więcej energii elektrycznej, niż jest dostępne do wykorzystania z ogniwa paliwowego. Może to przestać być problemem, jeśli świat z nadmiarem energii elektrycznej, będący marzeniem projektu ITER (Międzynarodowego Eksperymentalnego Reaktora Termonuklearnego), w końcu stanie się rzeczywistością.

Dalsze wyzwania: Bezpieczeństwo i rentowność

Innym istotnym wyzwaniem jest fakt, że wszystkie elementy niezbędne w pojazdach z ogniwami paliwowymi i sektorze zielonego wodoru są obecnie niezwykle kosztowne. Zwiększenie ich produkcji zmniejszyłoby koszt jednostkowy. Konieczne jest także uszczelnienie układów wodorowych. Jest to gaz, który wybucha, gdy jego stężenie w powietrzu wynosi od 4 do 77%, więc wszelkie wycieki mogą stanowić zagrożenie bezpieczeństwa.

W przeciwieństwie do metanu, w przypadku wodoru nie jest możliwe nawanianie, ponieważ ogniwo paliwowe wymaga niezwykle czystego gazu. Zatem wszelkie przecieki musiałyby być wykrywane przez czujniki. Mobilność oparta na wodorze będzie również wymagała stworzenia sieci stacji paliw. Wszystkie te wyzwania można przezwyciężyć, biorąc pod uwagę niezbędny czas i zasoby. Jednak z tych wszystkich powodów pojazdy ciężarowe napędzane wodorem prawdopodobnie nie zostaną masowo wprowadzone przed 2030 r.

* Źródło IFP Energies Nouvelles