De ce nu mergem cu o mașină cu hidrogen?

Toyota Mirai Road Trip - 2018.

Toyota ne-a invitat la un tur de 800 de kilometri de la Salzgitter prin Wolfsburg și Hamburg până la Copenhaga. Nu numai că am avut ocazia să conducem mașini cu hidrogen pe termen lung, dar să precizăm că hidrogenul nu este viitorul, dar este deja destul de încet prezent. Intr-adevar.

Orice poate merge cu hidrogen

Prima oprire a turului nostru este fabrica Alstom din Salzburg. În Ungaria, Alstom produce, de asemenea, tot felul de accesorii și alte mijloace de transport, pe lângă vehiculele feroviare familiare datorită trenurilor care circulă pe metrourile M2 și M4. În Germania, numărul liniilor de cale ferată care nu au fost încă electrificate este relativ mare, în jur de 50%. Aceasta înseamnă o proporție ridicată de trenuri diesel, așa că deja popularul Coradia Lint a fost transformat într-o celulă de combustibil. Unitatea a fost încredințată la 2 320 de motoare electrice pe unitate, pentru care deșeurile sunt produse prin combinarea hidrogenului și oxigenului într-o celulă de combustibil.

Când s-a menționat că, după prezentări, am putea călători și pe pista de testare a fabricii cu prototipul, m-am gândit că va fi ceva praf cu un vehicul semifabricat, dar m-am înșelat destul. Coradia iLint a mers fără probleme la șaizeci, cu o viteză maximă din fabrică de 140 km/h și, ca pasager, nu s-a putut vedea nimic special în afară de designul care demonstrează acționarea cu hidrogen.

După o scurtă călătorie cu trenul, am putut, de asemenea, să vedem acționarea cu hidrogen cu ajutorul unui suport, deoarece elementele principale ale sistemului sunt situate pe acoperiș. Au fost incluse și pilele de combustibil și rezervoarele de hidrogen. Unitățile de acționare electrică (motor, invertor, baterii) sunt sub nivelul podelei. Cele mai importante informații au fost lăsate până la capăt. De la mijlocul verii, două exemplare vor fi în funcțiune live în Saxonia Inferioară, iar cerneala s-a uscat pe formularele de comandă pentru încă 12 trenuri.

Deocamdată, trenul cu hidrogen este chiar mai scump de rulat decât motorina, însă estimările optimiste ale producătorului sugerează că această tendință ar putea inversa în doar zece ani. Un punct bun de schimbat este că hidrogenul are o densitate de energie de 120 MJ/kg, comparativ cu un sfert în versiunea diesel. La urma urmei, autonomia și timpul de încărcare (1000 km, 15 minute) sunt aceleași ca și versiunea diesel, depinde de furnizorii de servicii să vadă cât de repede se răspândește tehnologia. Dacă undeva, lipsa infrastructurii este mai puțin o problemă decât calea ferată.

Când hidrogenul zdrobește o mașină electrică: încărcare

După prezentarea Alstom, am ajuns la Miras, ne-am îndreptat spre Wolfsburg, unde am putut vedea cum merge alimentarea cu hidrogen. Coloana puțului pare aproape la fel ca motorina sau benzina, doar pistolul de umplere este diferit. Hidrogenul este măsurat în kilograme, deoarece greutatea materialului nu este afectată de temperatura și presiunea din rezervor. Acesta din urmă are 700 de bari, care devine încet standardul industriei. Încărcarea în sine este o clipă, o mișcare clară la deschiderea de încărcare, un mic clic, sistemul verifică câteva secunde și se încarcă deja. În interior, între timp, din mașină se aude un geamăt ciudat. Operația în sine nu mai are impresia de realimentare, conform producătorului, niciodată mai mult de 5 minute. Într-un astfel de domeniu, mașina electrică nu poate nici măcar să lovească mingea cu cea cu hidrogen.

Hidrogenul costă în prezent 9,5-10 euro pe kilogram, iar în modul mediu puteți merge în jur de 1,1 kilograme/100 km cu Mirai. Deoarece rezervorul poate stoca aproximativ 5 kilograme de hidrogen, autonomia teoretică este de aproximativ 450 de kilometri, iar costul combustibilului la 100 de kilometri este de 3.300-3.500 HUF. Acest lucru este acum chiar mai mare decât pentru modelele actuale pe benzină sau diesel, dar prețul pieței mondiale de hidrogenul este în continuare că va scădea foarte mult, potrivit Toyota.

A doua zi am cunoscut-o pe Mirira mai amănunțit. Din moment ce a trebuit să ajungem în Danemarca până la sfârșitul zilei, ne așteptau în total 371 km. Prima stație a fost în Hamburg, până atunci 90% din drumul nostru era pe blana, adică drumurile de țară germane. Mirai a alunecat, de asemenea, pe asfaltul neted al oglinzii, cu zgomot aproape zero în afara unui sunet al invertorului în timpul accelerării, scaunele erau confortabile, pe scurt, viitorul hidrogenului era foarte relaxant. Adică prezent.

Interiorul este mult mai acceptabil decât aspectul, solicitând materiale peste tot, neavând senzația că au economisit ceva, ceea ce se poate aștepta de la o mașină de 21 de milioane de forinți. Unitatea de la bord, pe de altă parte, este îngrozitoare, în special pentru navigație. Deseori răspunde ciudat la atingere și mai multe funcții ar fi trebuit să fie puse pe un buton fizic.

În afară de unitate, Mirai nu abundă în inovații tehnice. Nu există suport de bandă sau funcție de conducere automată, ci doar vă avertizează să treceți linia sau dacă cineva pândește în spațiul nostru mort. Am avut o mulțime de blocaje de trafic pe parcurs, așa că m-aș fi așteptat la o funcție de auto-conducere de la o astfel de mașină techdemo. Dar să nu uităm că Mirai a apărut în 2014, când acele caracteristici abia începeau să se răspândească.

Sigur, nu am probleme cu conducerea, dar Mirai nu este atât de bun la asta, mai ales în oraș. Forța de frânare se acumulează încet datorită reîncărcării, astfel încât trebuie să petreceți mult timp în mașină, astfel încât fiecare oprire să nu fie puțin înfricoșătoare. Este ciudat faptul că modul Br al manetei schimbătorului (atunci mașina începe să aplice o frânare masivă a motorului pentru a elibera pedala de accelerație) este activ doar până când oprim mașina. Aș fi folosit-o, pentru că atunci cel puțin trebuia să pășesc pedala de frână reticentă, dar m-am obișnuit în curând.

Vestea bună este însă că, la fel ca mașinile mai tradiționale, Mirai se simte bine pe autostradă, consumând 0,9 kilograme între sate. Pe autostrada germană, aduce viteza maximă de 175 km/h fără probleme, și poate chiar un pic mai mult, dar în câteva secunde, consumul crește la 1,3 kilograme. Ceea ce este mai uimitor la Mirai este că și atunci zgomotul vântului nu crește.

De altfel, dinamica nu este o problemă, în ciuda greutății masive de 1,8 tone, întrucât conducem în esență o mașină electrică, care extrage electricitatea din reacția din celula de combustibil. Reacționează rapid la pedala de accelerație, în 9.6 este în modul de putere 0-100, după care puterea începe să scadă considerabil.

Propulsia cu hidrogen nu este singurul răspuns

Dacă a fost construit un tren cu hidrogen, în curând se poate pune întrebarea de ce nu încearcă și alte mijloace de transport? Experimentăm cu autobuze de mult timp, dar la prima noastră stație din Hamburg ni s-a spus despre utilizarea sistemelor de celule de combustibil în aeroporturi la centrul de cercetare a zborului ZAL. Mai întâi s-a dovedit imediat că Airbus-ul electric nu ar fi probabil niciodată, întrucât o mulțime de baterii ar face un avion de pasageri atât de dificil de operat încât ar fi nesustenabil să funcționeze - și nici măcar nu am vorbit despre încărcare atunci. Ei experimentează deja avioane cu celule de combustibil cu hidrogen, dar ZAL spune că o problemă mult mai mare este poluarea unui aeroport.

Un aeroport de dimensiuni medii precum Hamburg emite anual peste 2,8 tone de CO2 de către diverse autobuze și vehicule de service. Costul combustibilului este în prezent de 897.000 de euro pe an, deci dacă toate vehiculele ar fi înlocuite cu hidrogen, costurile de întreținere ar crește la 1 miliard de euro. Cu toate acestea, conform ZAL, construcția unei infrastructuri aeroportuare ar putea reduce prețul hidrogenului pe kilogram la 4,75 EUR în câțiva ani, reducând astfel costurile combustibilului cu până la 43%. Toate acestea pe lângă teoreticele 0 grame de CO2, dar așa cum vom vedea, contează și CO2 de producție de hidrogen.

În ultima parte a timpului nostru la ZAL, CleverShuttle a susținut o prezentare care combină practic serviciile de carpooling cu aplicații precum Uber. În esență, ne putem numi un taxi în care este posibil ca sistemul să aloce și un alt pasager care are legătură cu locul în care se îndreaptă ruta noastră. Compania, care funcționează din 2014, folosește doar mașini electrice și cu hidrogen, au deja o flotă destul de drăguță de 105 Mirai, pe care le închiriază.

Am putea încerca imediat CleverShuttle. Cu ajutorul său, am ajuns la următorul centru tehnologic Shell, la 25-30 de kilometri în Hamburg, într-o oră în loc de o jumătate de oră. Pe de o parte, aceasta este o veste bună pentru șoferii CleverShuttle, deoarece tariful este fix în comparație cu un taxi tradițional, dar este un bun exemplu că trecerea la hidrogen nu este o soluție în sine.

Locuitorii din Hamburg stau în blocajele de trafic timp de 29 de ore pe an, orașul este practic prăbușit, toate mijloacele de transport, cu excepția echipamentelor de cale fixă și a bicicletelor, sunt inutilizabile. Viteza noastră medie a fost de 7 km/h, care este ritmul rapid de mers pe jos. Când vă gândiți cât de prost este traficul în Budapesta, rețineți că capitala noastră (inclusiv cartierele exterioare) se mândrește cu o medie de trei ori mai bună, de 22,3 km/h, care este deja ritmul mediu al unei biciclete de baschet. Londra s-a plictisit pe drumul de mijloc și a introdus taxa de congestie la 14 km/h.

Totul depinde de infrastructură?

Până în octombrie 2017, am fost deja la laboratorul Shell, unde s-a dovedit că și ei se ocupau masiv de transportatorii de energie ai viitorului. Desigur, nici nu vor să fie lăsați în afara afacerilor cu hidrogen, așa că au făcut echipă cu Daimler, OMV, BMW, Honda, Hyundai, Toyota, Volkswagen și Uniunea Europeană din Germania pentru a construi 400 de stații de alimentare cu hidrogen în tara. Deocamdată au îndrăznit să stabilească o dată țintă pentru 2020, moment în care vor 100 de puțuri, acum sunt la 44. Cu aceasta, conduce turnuri în fața Danemarcei și Marii Britanii, numărând 10-10 sonde. Mai este un drum lung de parcurs, mai ales că construcția unei stații de alimentare cu hidrogen va costa între 300 de mii și 2 milioane de euro. În schimb, o stație de benzină tradițională este acum promovată pentru peste 300 de milioane HUF.

Purta doar apă acolo unde este vina?

Dezvoltarea mașinilor alimentate cu hidrogen nu este nouă și, în ultimele decenii, am văzut o serie de prototipuri de la General Motors, Daimler și BMW. Honda și Hyundai au deja exemplare pregătite pentru serie, iar Toyota lucrează și la propria celulă de combustibil de 20 de ani. Ca simplu observator, se poate pune întrebarea de ce nu am mai trecut la vehiculele care descarcă apă distilată ca produse de ardere.?

Am menționat deja prețul de aproximativ 21 milioane HUF în cazul Mirai, care este de cel puțin trei ori prețul unei mașini convenționale diesel sau pe benzină cu aceeași dimensiune. Toyota răspunde la această întrebare reducând tehnologia cu 95% mai ieftin de la începutul dezvoltării. Astfel, obiectivul nu pare de neatins, este vorba de câtă rezervă a rămas în sistem. Nici nu merită adăugat că procentul a fost măsurat pentru un prototip timpuriu, realizat manual.

Mașinile cu hidrogen au fost, de asemenea, criticate pe scară largă în ultimul deceniu pentru platina lor. Acest lucru se datorează faptului că platina este utilizată în catalizatorul celulei de combustibil, care este scump și poluant de extras, iar rezervele sunt finite. Tehnologia a evoluat foarte mult în ultimii ani, catalizatorul Mirai având acum aproape la fel de mult platină ca o mașină diesel modernă. Toyota spune că vor putea merge mai departe, dar cel mai important: în timp ce motorina arde și epuizează platina, aceasta poate fi reciclată dintr-o mașină cu pile de combustie.

Cheia este stocarea energiei. O mașină cu hidrogen necesită mult mai puține baterii decât o mașină electrică, dar hidrogenul stocat la 700 de baroni poate fi depozitat în siguranță doar într-un rezervor special armat cu fibră de carbon. Mirai are două rezervoare cu o capacitate de hidrogen de cinci kilograme, cu o greutate totală de 87,5 kilograme. Nu ar strica să rezolvăm încă acest lucru, dar videoclipul de mai jos arată că nu mai există o anumită problemă cu securitatea: rezervorul nu explodează în cazul unui atac asupra unei muniții de calibru 50, eliberează doar hidrogen gazos.

Mașinile cu hidrogen sângerează printre sceptici în timp și, de obicei, în alt loc decât în producția de hidrogen în sine. Hidrogenul este produs în aproape fiecare plantă ca subprodus în mare parte neutilizat. Se estimează că industria mondială produce astăzi 30 de miliarde de tone de hidrogen pe an, ceea ce ar fi suficient pentru a alimenta aproximativ 190 de milioane de mașini. Acesta este un bun 10% din parcul auto global estimat la 1,2 miliarde. De unde ar veni combustibilul pentru restul?

De aceea, a trebuit deja să conducem în Danemarca, prin podul Mare Bælt, lung de 18 kilometri, către fabrica BioCat de lângă Copenhaga. BioCat este o plantă experimentală care produce hidrogen prin electroliză. Poate că aceasta nu este chiar o mare noutate, ei încearcă deja să facă același lucru în multe părți ale lumii, dar în BioCat, caracteristicile speciale sunt mobilizarea, acumularea rapidă și utilizarea pe scară largă.

BioCat este o instalație de alimentare cu energie electrică, ceea ce înseamnă că nu numai că produce și stochează hidrogen prin electroliză, dar este, de asemenea, capabil să recupereze căldura generată în timpul procesului pentru populație și să transforme dioxidul de carbon și alte gaze din producția industrială în biometan . Este mai curat decât gazele naturale și are o putere calorică mai mare. Bine, nu pare cel mai interesant subiect, dar o centrală electrică ca aceasta poate produce deja 1 megawatt de energie curată. Acest lucru va aduce beneficii nu numai proprietarilor de autovehicule cu hidrogen din viitor, ci și întregului sector energetic. Desigur, există însă, deoarece electroliza necesită electricitate, care trebuie obținută din energia unei centrale solare, eoliene sau chiar hidroenergetice pentru ca energia să fie cu adevărat curată.

Poate apărea întrebarea de ce această energie electrică este utilizată pentru electroliză și de ce nu este alimentată imediat în mașini electrice mult mai eficiente? Răspunsul este simplu: hidrogenul este mai ușor de depozitat decât electricitatea. Cu toate acestea, depozitarea este absolut necesară, deoarece soarele nu strălucește întotdeauna, vântul nu suflă în 0-24 și marea joasă nu durează pentru totdeauna. Conform științei actuale, fluctuațiile de generare a energiei și fluctuațiile cererii pot fi cel mai bine acoperite prin conversia energiei în hidrogen.

Deci, încă nu lipsesc ideile și viziunile și se poate observa că conducerea hidrogenului nu mai este o febră a japonezilor, dar suntem aici în prag. Conducerea curată este fezabilă pe termen lung, dar merită adăugat că Toyota în mod deschis nu se bazează doar pe mașinile cu celule de combustibil. Până în 2050, dorește să reducă emisiile de CO2 ale mașinilor sale cu 90%, pe care, conform ultimului lor anunț, vor să le realizeze împreună cu mașinile electrice și cu hidrogen. Mașinile electrice vor fi preferate pentru distanțe mai mici, în timp ce vehiculele cu hidrogen vor fi preferate pentru distanțe mai mari. Întrebarea nu este deci ce tehnologie va câștiga, ci când infrastructura lor ne va permite să trecem la surse de energie ecologice.