Smog to zawieszona w powietrzu mieszanina pary wodnej i dymu – nie tylko dymu pochodzącego z pieców, ale i spalin z rur wydechowych, z zawartymi w nich substancjami chemicznymi oraz cząstkami stałymi. Substancje te, takie jak tlenki azotu czy pochodne węglowodorów, są szkodliwe dla zdrowia i zwiększają prawdopodobieństwo chorób układu oddechowego, alergii czy nowotworów. Rakotwórcze są również cząstki stałe, zwłaszcza drobinki sadzy, obecne szczególnie w spalinach pojazdów z silnikami Diesla.
Spis treści:
Prąd – ale skąd?
Samochody takie są już dostępne, daleko im jednak do doskonałości. Ich dwie największe wady to stosunkowo niewielki zasięg, spowodowany ograniczoną pojemnością wciąż drogich, ciężkich i zajmujących dużo miejsca akumulatorów, a także długi czas ładowania, wynoszący w najlepszym przypadku kilkadziesiąt minut.
Silnik elektryczny nie musi jednak być zasilany z akumulatora. Alternatywą są wodorowe ogniwa paliwowe, wytwarzające prąd bezpośrednio w wyniku zachodzącej na zimno reakcji chemicznej łączenia się wodoru z tlenem z powietrza. Jedynym produktem ubocznym jest czysta woda. Ogniwa paliwowe są pozbawione wspomnianych wad akumulatorów – sprężony wodór, mieszczący się w stosunkowo niewielkich zbiornikach, wystarcza na przejechanie kilkuset kilometrów, a napełnienie zbiorników trwa kilka minut.
– „Jesteśmy w przededniu szoku technologicznego. Nowe normy emisji spalin, takie jak Euro 6.2 czy CAFE, spowodują drastyczne zmiany technologii napędów. Aby te normy spełnić, w tradycyjnych napędach trzeba będzie wprowadzić wiele bardzo kosztownych zmian. Oznacza to, że zmienią się proporcje cenowe między silnikami klasycznymi, a nowymi technologiami. Pojawi się więcej samochodów hybrydowych, a także coraz więcej pojazdów z silnikami elektrycznymi” – mówi Jacek Pawlak, prezes Toyota Motor Poland. – „Pytanie, czy będą one zasilane drogimi, dużymi i ciężkimi akumulatorami, czy wodorowymi ogniwami paliwowymi. My stawiamy na wodór, który jest doskonałym magazynem energii”.
Brzmi to jak fantastyka naukowa, jednak liczba pojazdów elektrycznych, zasilanych wodorowymi ogniwami paliwowymi – i to zarówno będących na etapie opracowania, jak i już dostępnych w sprzedaży – jest coraz większa.
To już rzeczywistość
Najsilniejszą ofensywę wodorową prowadzi Toyota, która od 2014 roku sprzedaje zasilany ogniwami paliwowymi rodzinny samochód Mirai. Auto trafiło do sprzedaży najpierw w Japonii, później w USA i w Europie Zachodniej. Mirai z silnikiem o mocy 113 kW (154 KM) rozwija prędkość do 179 km/h, a wodór zawarty w zbiornikach o pojemności 122,4 pozwala na przejechanie ponad 500 km. Do 2020 roku Toyota planuje sprzedać 30 tysięcy egzemplarzy tego modelu.
Hyundai opracował i wprowadził do produkcji seryjnej zasilaną wodorowymi ogniwami paliwowymi elektryczną wersję crossovera ix35 o mocy 100 kW (136 km) i zasięgu ponad 500 km, która jest sprzedawana w Korei, USA i Europie.
Pod koniec 2016 roku Honda wprowadziła na amerykański rynek wodorowy model Clarity, wyposażony w silnik elektryczny o mocy 100 kW (136 KM) i mogący według EPA przejechać bez tankowania do 589 km.
Współpracę z Hondą podjął koncern General Motors. Obie firmy inwestują 85 mln dolarów w technologie, które umożliwią produkcję aut wodorowych na skalę masową w roku 2020.
General Motors opracował wspólnie z amerykańską armią Chevroleta Colorado ZH2 – dużego, terenowego pickupa na 37-calowych kołach z napędem na ogniwa paliwowe, który w tym roku będzie testowany na wojskowych poligonach w USA.
Swój samochód zasilany wodorowymi ogniwami paliwowymi przedstawił również Lexus, japoński producent aut luksusowych. Imponująca limuzyna Lexus LF-FC, zaprezentowana jako samochód koncepcyjny w październiku 2015 r. na Tokyo Motor Show, ma silnik elektryczny, który napędza koła tylnej osi, i dodatkowe dwa silniki elektryczne w kołach przednich. Wersji seryjnej można się spodziewać przed końcem tej dekady.
W 2016 roku Audi pokazało na wystawie w Detroit swój wodorowy model koncepcyjny h-tron quattro. Według zapowiedzi, samochód będzie miał zasięg 595 km i będzie przyspieszać od 0 do km/h w 7,1 sekundy.
Współpracę w dziedzinie pojazdów zasilanych wodorowymi ogniwami paliwowymi nawiązały firmy Ford, Mercedes-Benz i Nissan. Mercedes-Benz GLC F-Cell, który zostanie zaprezentowany być może już w tym roku, ma mieć zasięg 496 km. Również w tym roku Ford chciałby pokazać swoje auto wodorowe dla rynku masowego.
Nie tylko dla wielkich
Zainteresowanie wodorem nie ogranicza się do motoryzacyjnych gigantów. Nowa firma Riversimple z Walii podjęła małoseryjną produkcję zasilanego ogniwami paliwowymi lekkiego (590 kg) samochodu osobowego Rasa. Inna początkująca firma, Nikola Motor Company, przedstawiła wodorową ciężarówkę Nikola One o zasięgu 1900 km z sześcioma silnikami elektrycznymi o łącznej mocy 750 kW (1000 KM) i momencie obrotowym 2700 Nm, co wystarcza do utrzymania prędkości 105 km/h z ładunkiem 39 ton na podjeździe o nachyleniu 6%. Pojazd ma trafić na rynek w 2019 roku.
Jest również i propozycja dla miłośników superluksusowej wodorowej egzotyki: słynne włoskie studio Pininfarina skonstruowało sportowy model H2 Speed, przyspieszający od 0 do 100 km/h w 3,4 sekundy i rozwijający prędkość 300 km/h. Cena – bagatela – 2,5 miliona dolarów.
Wodór dla wszystkich
Jak widać, technologie umożliwiające masową produkcję samochodów elektrycznych zasilanych wodorowymi ogniwami paliwowymi są już powszechnie dostępne (Toyota udostępniła bezpłatnie swoje patenty stworzone w ramach prac nad modelem Mirai). Na przeszkodzie upowszechnieniu pojazdów niewytwarzających żadnych zanieczyszczeń stoi jednak wciąż brak infrastruktury stacji umożliwiających tankowanie wodoru.
Sytuacja jednak poprawia się coraz szybciej – budowę infrastruktury wodorowej wspierają rządy, a także firmy prywatne. Wodór jest bowiem nie tylko czystym, ale i bardzo wygodnym nośnikiem energii. Można go pozyskiwać na wiele sposobów: z węglowodorów, z biomasy, a także przez elektrolizę wody. Ten ostatni sposób pozwala go wykorzystać do magazynowania energii pochodzącej ze źródeł odnawialnych, takich jak panele fotowoltaiczne czy elektrownie wiatrowe, która często występuje w nadmiarze. Wszystko to sprawia, że wodór ma wielkie szanse stać się jednym z najważniejszych nośników energii, eliminując paliwa kopalne, a wraz z nimi – duszący nas dzisiaj smog.