211service.com
Dlaczego Toyota i GM wprowadzają na rynek samochody z ogniwami paliwowymi?
Pojazdy napędzane wodorem od lat nie są w centrum uwagi, ale wkrótce powrócą. Toyota zapowiada, że jeszcze w tym roku zaprezentuje sedana napędzanego wodorowymi ogniwami paliwowymi, który trafi do sprzedaży w 2015 roku; w międzyczasie kilku innych producentów samochodów ogłosiło partnerstwo w celu komercjalizacji tej technologii (patrz Ford, Daimler i Nissan Commit to Fuel Cells), w tym GM i Honda, które ogłosiły taką współpracę w tym tygodniu.
Drogocenny prototyp: Toyota twierdzi, że niedługo wyjdzie z pojazdem na ogniwa paliwowe, który będzie kosztował jedną dwudziestą więcej niż ten pojazd testowy.
Chociaż przed pojazdami wodorowymi pozostaje wiele wyzwań, w ostatnich latach naukowcy dokonali znacznych ulepszeń w często złośliwej technologii, w tym znacznie obniżyli jej koszty. W rezultacie pojazdy na ogniwa paliwowe wydają się odgrywać znaczącą rolę w spełnianiu ambitnych przepisów dotyczących emisji spalin, szczególnie w miejscach takich jak Kalifornia.
GM, Toyota i kilku innych producentów samochodów wykonało kawał dobrej roboty. Ogniwa paliwowe zbliżają się do rentowności, bliżej niż większość ludzi może sądzić, mówi Brett Smith , współdyrektor ds. produkcji, inżynierii i technologii w Centre for Automotive Research, organizacji non-profit w Ann Arbor w stanie Michigan.
Pojazdy napędzane ogniwami paliwowymi były kiedyś ulubieńcem administracji Busha — prezydent Bush w swoim orędziu o stanie państwa z 2003 r. wezwał do finansowania tej technologii w wysokości 1,2 miliarda dolarów. Emitują tylko parę wodną i mogą być równie wygodne jak konwencjonalne samochody, ponieważ można je zatankować w czasie potrzebnym na napełnienie baku i mają podobny zasięg. Jednak pojazdy na ogniwa paliwowe okazały się niezwykle drogie i wymagałyby ogromnych inwestycji w stacje tankowania wodoru, aby były praktyczne. Pojawiły się również pytania o to, jak przyjazne dla środowiska są pojazdy napędzane wodorowymi ogniwami paliwowymi: podczas gdy same samochody nie emitują dwutlenku węgla, wodór jest wytwarzany z gazu ziemnego, paliwa kopalnego, w procesie, który uwalnia duże ilości dwutlenku węgla . Wodór można również wytwarzać przy użyciu energii słonecznej i wiatrowej, ale proces ten jest nieefektywny i kosztowny.
Gdy wyzwania związane z technologią stawały się coraz bardziej widoczne, zainteresowanie zmalało (patrz Hype na temat wodoru), a zamiast tego Bush zaczął kłaść nacisk na biopaliwa. W 2009 r. administracja Obamy ograniczyła finansowanie badań i rozwoju pojazdów napędzanych ogniwami paliwowymi. Ówczesny sekretarz ds. energii, Steven Chu, powiedział, że odniesienie sukcesu pojazdów napędzanych ogniwami paliwowymi wymaga cudu. (Właściwie powiedział, że zajmie to cztery osoby. Zobacz pytania i odpowiedzi: Steven Chu .)
Ale cuda się zdarzają. Od 2009 r. spadły koszty związane z pojazdami na ogniwa paliwowe. Prototypy, które GM i Toyota zbudowały kilka lat temu, kosztowały znacznie ponad 1 milion dolarów każdy. Teraz Toyota twierdzi, że jej celem jest sprzedaż sedana z ogniwami paliwowymi za mniej niż 100 000 USD. Koszty spadły, gdy Toyota znalazła sposoby na zmniejszenie liczby części w swoim systemie ogniw paliwowych i zmniejszenie ilości potrzebnej kosztownej platyny. Firma twierdzi, że mocno naciska na badania i rozwój w zakresie technologii produkcji, między innymi, aby jeszcze bardziej obniżyć koszty przed premierą w 2015 roku.
Chris Hostetter , wiceprezes ds. planowania strategicznego w Toyota Motor Sales w USA, mówi, że sedan może kosztować nawet 50 000 USD, co oznaczałoby, że byłby tańszy niż pojazd elektryczny Tesla Model S, który ma podobny zasięg (inne pojazdy elektryczne są tańsze, ale wymagają częste ładowanie). Możemy zaskoczyć ludzi postępami, które poczyniliśmy, mówi Hostetter.
Koszty spadały w dość stałym tempie, mówi Daniela Sperlinga , dyrektor Institute for Transportation Studies na University of California w Davis oraz członek California’s Air Resources Board, która nadzoruje przepisy dotyczące emisji spalin. Większość ludzi z branży motoryzacyjnej uważa, że w przypadku produkcji na dużą skalę koszty nie będą przeszkodą.
Uważne przyjrzenie się emisji konkurencyjnych technologii, takich jak pojazdy elektryczne i samochody konwencjonalne, pokazuje, że samochody na ogniwa paliwowe przynoszą znaczące korzyści dla środowiska, nawet jeśli wodór jest wytwarzany z gazu ziemnego. W maju Departament Energii USA opublikował najnowszą analizę przewidywanych całkowitych emisji dwutlenku węgla z pojazdów napędzanych ogniwami paliwowymi w 2035 r., w tym emisji związanych z wytwarzaniem wodoru z gazu ziemnego, jego sprężaniem i transportem. Z analizy wynika, że samochody będą emitować mniej niż połowę dwutlenku węgla mniej niż obecnie konwencjonalne pojazdy napędzane benzyną. Wydzieliłyby również mniej dwutlenku węgla niż pojazdy elektryczne, gdy pojazdy elektryczne są ładowane w częściach USA, które są w dużym stopniu uzależnione od energii węglowej. Jednak pojazdy elektryczne wyglądają lepiej w miejscach takich jak Kalifornia – gdzie zużywa się niewiele węgla – oraz w hipotetycznej przyszłości, gdy będą ładowane wyłącznie ze źródeł takich jak energia wiatrowa i słoneczna.
Pojazdy na ogniwa paliwowe mogą być również dobrodziejstwem dla energii odnawialnej, pomagając rozwiązać problem ich nieciągłości. Jedną z opcji rozważanych w Niemczech jest wykorzystanie nadwyżki energii wiatrowej wytwarzanej w nocy, gdy zapotrzebowanie jest niskie, do elektrolizy wody, wytwarzając wodór (patrz wodór może być kluczem do planów energetycznych Niemiec). Sperling twierdzi, że wykorzystanie wodoru jako sposobu na przechowywanie nadmiaru energii odnawialnej ma sens. Zauważa również, że istnieją inne obiecujące drogi do niskoemisyjnej produkcji wodoru w fazie rozwoju, takie jak zakłady inżynieryjne do bezpośredniej produkcji wodoru ze światła słonecznego, chociaż są one na wczesnym etapie rozwoju.
Jednak największym wyzwaniem dla pojazdów napędzanych ogniwami paliwowymi pozostaje brak stacji paliw wodorowych. W przeciwieństwie do pojazdów elektrycznych, które można ładować w domu, pojazdy wodorowe będą wymagały sieci stacji benzynowych. Niektórzy sugerują, że wystarczyłoby nawet kilka stacji benzynowych w mieście, aby zachęcić ludzi do zakupu pojazdów, ale Smith jest sceptyczny. Mówi, że gdyby w mieście były tylko cztery stacje benzynowe, kierowcy mogliby potrzebować od 10 do 15 minut, aby się zatankować. Nie zrobię tego, kiedy wiem, że na każdym rogu jest stacja benzynowa – mówi.
Producenci samochodów doskonale zdają sobie sprawę z tej potencjalnej przeszkody. Toyota obecnie współpracuje z rządami i przedsiębiorstwami w celu zainstalowania większej liczby stacji paliw wodorowych, zanim zacznie sprzedawać swoje pojazdy na ogniwa paliwowe. Infrastruktura to coś, o co się niepokoimy, mówi Hostetter.