Czy wodór będzie paliwem jutra?

Przyjęcie europejskiego celu neutralności klimatycznej na rok 2050 pociąga za sobą konieczność znalezienia sposobu na przyjazne klimatowi i jak najtańsze, magazynowanie energii wytwarzanej za pomocą źródeł bezemisyjnych, w szczególności ze źródeł odnawialnych. Z dostępnych dziś metod magazynowania energii wodór wydaje się dla wielu idealnym magazynem energii. Technologia elektrolizy, czyli rozbicie cząsteczek wody na pierwiastki tlenu i wodoru, jest nam znana od 1800 roku, a więc od ponad dwustu lat, a surowca, w postaci wody raczej nam nie zabraknie. W dokumentach programowych Komisji Europejskiej wodór wymieniany jest jako to paliwo, które pomoże nam osiągnąć stan neutralności klimatycznej. Najprawdopodobniej wodór będzie miał zastosowanie w przemyśle ciężkim, np. w hutnictwie, czy też w ciepłownictwie, jeśli chodzi o sektor transportu, to choć wyścig technologiczny nie został jeszcze ostatecznie rozstrzygnięty, wydaje się, że wodór może mieć zastosowanie w transporcie morskim i lotnictwie, ale prawdopodobnie, nie będzie jednak miał zastosowania w transporcie drogowym, a zwłaszcza w samochodach osobowych.

Baterie czy wodór?

Jeśli przejrzymy statystyki dotyczące nowych modeli samochodów elektrycznych, nie można oprzeć się wrażeniu, że przemysł motoryzacyjny już w zasadzie rozstrzygnął tę kwestię.

Brukselski think tank Transport & Environment (T&E) zajmujący się europejską polityką transportową wskazuje, że większość przemysłu motoryzacyjnego nie wierzy w przyszłość samochodów wodorowych i zdaje się w zasadzie nie planować ich produkcji. Z analiz T&E wynika, że po pierwsze, prawie wszyscy „tradycyjni” producenci samochodów przygotowują nowe modele elektryków, a do roku 2025 ich liczba wyniesie około 320. Z danych publikowanych przez przemysł motoryzacyjny wynika, że jeśli chodzi o samochody napędzane ogniwami wodorowymi, to należy się spodziewać na rynku zaledwie pojedynczych modeli.

Spróbujmy odpowiedzieć na pytanie, skąd, poza zaledwie kilkoma przypadkami, światowe tuzy motoryzacji zdają się nie wierzyć w to, że to wodór będzie tym sposobem magazynowania energii, który zapewni nam energię potrzebną w naszym codziennym transporcie.

Powodów jest kilka. Po pierwsze, baterie do samochodów elektrycznych tanieją, średnio o 20 proc. z roku na rok. Po za tym rynek „tradycyjnych” elektryków może rozwijać się w sposób „organiczny”, bez w pełni rozwiniętej sieci ładowania, dlatego że znaczna część pionierów elektryfikacji transportu to osoby zamożne, a więc posiadające możliwość ładowania samochodu na własnym podjeździe lub w garażu. Przecież średnio przejeżdżamy około 30 kilometrów dziennie, a więc na potrzeby codziennego przemieszczania się domowe ładowanie w zupełności wystarczy. A jeśli potrzebujemy pojechać w dalszą podróż, to na głównych trasach powstaje właśnie sieć ładowania. W związku z powszechnym dostępem do elektryczności należy zakładać, że rozwój sieci ładowania samochodów elektrycznych będzie powoli nadążać za rosnącą liczbą samochodów elektrycznych.

Wyzwanie to ładowanie

W przypadku wodoru nie jest już tak różowo, samochody demonstracyjne, które czasem zawitają nad Wisłę, przywożone są do Polski na lawetach, przeważnie z Berlina, ze względu na brak infrastruktury ładowania. A warunkiem „si ne qua non” ich pojawienia się będzie właśnie uprzednie zagwarantowanie sieci ładowania wodorem. A to jest już nie lada wyzwanie.

Nie są to jednak jedyne przesłanki za tym, że otrzymany w procesie elektrolizy pierwiastek nie zagości na autostradach. W moim przekonaniu paliwa wodorowe nie będą miały zastosowania w transporcie drogowym z powodów ekonomicznych.

Pozyskanie energii ze źródeł odnawialnych, na przykład z „własnego” panelu słonecznego na dachu, i zmagazynowanie jej w baterii samochodu elektrycznego gwarantuje, że będziemy poruszali się w sposób przyjazny środowisku, ale jednocześnie daje możliwość wykorzystania 95 proc. wytworzonej w ten sposób energii. Proces elektrolizy i wytworzenia energii za pomocą ogniw wodorowych jest obarczony stratą około 40 proc. energii. A więc będziemy mieli dwa bardzo różniące się od siebie rachunki ekonomiczne wykorzystania dwóch identycznych pojazdów, pierwszego napędzanego energią elektryczną zmagazynowaną w bateriach i drugiego napędzanego ogniwami wodorowymi. Na takim samym ładunku energii pierwszy z nich pokona o ponad jedną trzecią dłuższą trasę od drugiego. Taka różnica w sprawności na pewno nie może pozostać niezauważona.

Entuzjaści wodoru w transporcie często wskazują na długodystansowy transport drogowy jako jego potencjalne zastosowanie. Mam wrażenie, że i tu jednak wodór może nie zdążyć zaistnieć ze względu na stale taniejące ceny baterii. Mówi się, że w pełni zatankowana wodorem ciężarówka lub autobus w komunikacji międzymiastowej i międzynarodowej mógłby przejechać nawet około 1000 km. Tylko czy w rzeczywistości potrzebujemy ciężarówek lub autobusów, nawet dalekobieżnych, żeby pokonywały na raz takie odległości? Chyba nie.

Po pierwsze, transport międzynarodowy odbywa się od centrum logistycznego do centrum logistycznego w odcinkach kilkuset kilometrów.

Po drugie, bardzo rygorystyczne regulacje dotyczące czasu pracy kierowców wymagają, aby w bardzo regularnych okresach robili oni przerwy na mniej więcej godzinę, co w idealny sposób odpowiada możliwościom zastosowania baterii i stacji szybkiego ładowania.