Piekło i wodór

Poniższy artykuł pojawia się w numerze z marca/kwietnia 2007 r Przegląd technologii.

Limuzyna BMW Hydrogen 7 spala wodór lub gaz w silniku spalinowym; ciekły wodór jest przechowywany w ciężkim zbiorniku montowanym na bagażniku.

Kiedy jesienią ubiegłego roku Klaus Draeger, kierownik ds. badań i rozwoju BMW, odebrał mikrofon w berlińskim hotelu, zebrani dziennikarze wypełnili brzuchy miętowymi julepami – i wszystko zaczęło nabierać sensu. Być może światowy kryzys naftowy i zagrożenie zmianami klimatycznymi można rozsądnie rozwiązać, wykorzystując wodór jako paliwo transportowe. Draeger nakreślił ponętną wizję przyszłości, w której luksusowe samochody o wysokich osiągach spalają wodór i emitują głównie parę wodną. Powiedział, że pewnego dnia wodór może być dostarczany z odnawialnych źródeł energii i nikt nie będzie musiał ponosić żadnych wyrzeczeń. A my, dziennikarze, mieliśmy jeździć pierwszymi takimi samochodami następnego dnia.

Ta historia była częścią naszego wydania z marca 2007 r.

• Zobacz resztę numeru
• Subskrybuj

Będziecie pionierami! Zasiądziesz za kierownicą Hydrogen 7, jadąc przez Berlin i okolicę. I po raz pierwszy pojedziesz tą luksusową limuzyną napędzaną wodorem, wykrzyknął Draeger, używając brytyjskiego stylu sedana. W ramach globalnej kampanii promocyjnej na rzecz czystej energii BMW pożyczy 100 takich samochodów jeszcze nienazwanym osobom publicznym. Pod pewnymi względami kampania przypomina wysiłki GM, by promować własny program samochodów wodorowych. GM koncentruje się na futurystycznym samochodzie na ogniwa paliwowe. Wersja BMW wykorzystuje spalanie wewnętrzne: spala wodór zamiast wyrzucać elektrony. Ta sama wiadomość: odpowiedzią jest wodór.

Eksperci powiedzą, że wodór ma największą możliwość zastąpienia paliw kopalnych, wyjaśnił Draeger, gdy wino płynęło. Zapraszamy do zapoznania się z ofertą Hydrogen 7. Możemy urzeczywistnić ten samochód tylko z naszymi partnerami w politologii, świecie biznesu, energetyce. Zakończył apelem do polityków na całym świecie, aby produkcja, dostawa i przechowywanie czystego wodoru były przystępne.

Następnego dnia obejrzałem Hydrogen 7. Z zewnątrz wyglądał jak normalny czterodrzwiowy luksusowy sedan BMW. Otworzyłem bagażnik i podziwiałem ciężki stalowy zbiornik z ciekłym wodorem o temperaturze -253 °C. Podczas jazdy dotknąłem przycisku na kierownicy, aby przełączyć się z benzyny na wodór; Nie zauważyłem żadnej czkawki, tylko wyższy dźwięk silnika. Samochód jest bardzo ładny. Ale czy ma to sens dla środowiska?

Prostą odpowiedzią jest: nie. W kontekście ogólnej oszczędności energii, samochód taki jak Hydrogen 7 prawdopodobnie emitowałby znacznie więcej dwutlenku węgla niż dostępne obecnie samochody benzynowe. A zmiana tych obliczeń wymagałaby wielu przełomów, które według przewidywań potrwają dziesięciolecia, jeśli w ogóle się pojawią. W rzeczywistości, Hydrogen 7 i jego kuzyni z wodorowymi ogniwami paliwowymi są pod wieloma względami po prostu efektownymi rozrywkami wytwarzanymi przez producentów samochodów, którzy powinni podjąć natychmiastowe bardziej zdecydowane działania w celu zmniejszenia emisji gazów cieplarnianych przez ich samochody. Od 2003 r. emisje z transportu stanowiły jedną trzecią wszystkich emisji dwutlenku węgla w USA.

Nikt nie wyraził tego wyraźniej niż Joseph Romm w Piekło i wysoka woda . Romm jest fizykiem przeszkolonym w MIT, który zarządzał programami efektywności energetycznej w Departamencie Energii Stanów Zjednoczonych za administracji prezydenta Clintona, a teraz prowadzi firmę konsultingową o nazwie Centrum Rozwiązań Energetycznych i Klimatycznych. Jego książka dostarcza dokładnego podsumowania tego, co wiadomo o globalnym ociepleniu i zmianach klimatu, rozsądnego planu rozwoju technologii i polityki, a także wprowadza na temat tego, w jaki sposób dezinformacja polityczna osłabiła naukę o klimacie. Jego zdaniem retoryka przełomów technologicznych – w tym nacisk prezydenta Busha i niektórych przedstawicieli branży motoryzacyjnej na przyszłą gospodarkę wodorową – zapewnia niewiele więcej niż oficjalną przykrywkę dla krótkoterminowej bezczynności.

Romm przypomina nam o rosnącym konsensusie naukowym: musimy szybko zmniejszyć emisje gazów cieplarnianych, aby uniknąć najgorszych skutków globalnego ocieplenia. Dlatego, przekonuje Romm, rola przywódców politycznych jest jasna. Między innymi muszą szybko przyjąć zaostrzone standardy wydajności dla domów, biur i przemysłu; nakazać surowe zwiększenie oszczędności paliwa w samochodach, co oznacza powszechne przyjęcie ultrawydajnych samochodów, w tym hybryd; i zbuduj jak najwięcej elektrowni wiatrowych i słonecznych, jednocześnie ostrożnie rozwijając energetykę jądrową. Romm twierdzi nawet, że moglibyśmy zmniejszyć ogólnokrajową emisję dwutlenku węgla o dwie trzecie bez zwiększania czyjegokolwiek rocznego rachunku za prąd. Przytacza trzy dekady kalifornijskiego rekordu agresywnych inwestycji w technologie czystszej energii i programy efektywności energetycznej. Gdy te inwestycje zostaną zamortyzowane, koszty pozostają na stałym poziomie, podczas gdy zużycie energii i emisja dwutlenku węgla spada. Romm pisze, że dzisiaj Kalifornijczyk ma rachunek za prąd nie większy niż przeciętny Amerykanin, ale wytwarza zaledwie jedną trzecią dwutlenku węgla.

Powodem, dla którego samochody napędzane wodorem emitowałyby więcej dwutlenku węgla niż zwykłe samochody, jest fakt, że do wytworzenia wodoru potrzeba energii. Jednym ze sposobów produkcji wodoru jest jego bezpośrednie wydobywanie z paliw kopalnych; rzeczywiście, badanie Narodowej Akademii Nauk z 2004 roku przewidywało, że paliwa kopalne będą głównym źródłem wodoru przez kilka dziesięcioleci. Innym sposobem jest rozszczepianie cząsteczek wody za pomocą elektryczności. Oczywiście BMW mówi o tym podejściu, przewidując energię elektryczną, która docelowo będzie dostarczana ze źródeł odnawialnych. Broszury BMW przedstawiają Hydrogen 7 zaparkowany przed turbinami wiatrowymi i błyszczącymi panelami fotowoltaicznymi. Ale źródła odnawialne dostarczają tylko 2 proc. światowej energii elektrycznej (nie licząc 16 proc. elektrowni wodnych). Natomiast węgiel dostarcza 39 procent – ​​i jest najgorszym emiterem dwutlenku węgla, wat za wat. Oczywiście doskonałym wykorzystaniem energii odnawialnej jest zastąpienie energii węglowej. Ale czy warto przeznaczyć choćby niewielką jego część na produkcję wodoru?

Zgodnie z analizą Romma matematyka samochodów wodorowych po prostu się nie sprawdza. Spalanie węgla w celu wytworzenia jednej megawatogodziny energii elektrycznej wytwarza około 2100 funtów dwutlenku węgla. Wynika z tego, że jedna megawatogodzina energii odnawialnej może zapobiec tym emisjom. Wykorzystanie tej energii elektrycznej do produkcji wodoru zapewniłoby wystarczającą ilość paliwa, aby samochód z ogniwami paliwowymi mógł przebyć około 1000 mil, mówi Romm. Ale przejechanie tych 1000 mil samochodem napędzanym benzyną, który pokonuje 40 mil na galon, wytworzyłoby zaledwie 485 funtów dwutlenku węgla. W tym sensie, jak mówi Romm, pojazd napędzany wodorowymi ogniwami paliwowymi powodowałby pośrednio czterokrotnie większą emisję dwutlenku węgla niż dzisiejsze najbardziej wydajne samochody benzynowe.

A liczby dla Hydrogen 7 są gorsze, ponieważ oparzenia wodór. Spalanie wytwarza ekscytujący moment obrotowy, ale jest znacznie mniej wydajne niż technologia ogniw paliwowych. W porównaniu z Hydrogen 7 liczy się również fakt, że przechowuje wodór w postaci cieczy; schładzanie wodoru i kompresowanie go do postaci płynnej pochłania więcej energii niż przechowywanie go w postaci sprężonego gazu. Można śmiało powiedzieć, że jest to bezcelowa czynność, mówi Romm. BMW zdołało opracować najmniej wydajny pojazd, jaki można sobie wyobrazić.

Nowy samochód BMW to cudowne dzieło inżynierii. Ale jest to również odwrócenie uwagi od rzeczywistych problemów: musimy dziś spalać mniej paliw kopalnych i ograniczać emisje gazów cieplarnianych. Innowacyjni producenci samochodów, tacy jak BMW, powinni wykorzystać swoje niezwykłe umiejętności w wytwarzaniu samochodów, które są bardziej wydajne – takie jak nowy ekonomiczny hatchback BMW 118d, który średnio pokonuje 50 mil na galon. Ale Hydrogen 7 nie jest nowym standardem zrównoważonej mobilności bez zanieczyszczeń, którą głosi BMW. Mądrze byłoby odrzucić ofertę Draegera.

Piekło i wysoka woda: globalne ocieplenie – rozwiązanie i polityka – oraz co powinniśmy zrobić
Joseph J. Romm William Morrow, 2007, 24,95 $

ukryć