Kamioni

×

Vodonične gorivne ćeije: Odgovori na sva vaša pitanja

| 12 min
Mnogo se priča oko vodonika i da li bi on mogao da zameni dizel u budućnosti. Ali kako tehnologija funkcioniše? Koje su prednosti i mane vodonika? Kakav je u poređenju sa električnim kamionima? Evo odgovora na neka od najčešćih pitanja o vodoničnim gorivnim ćelijama.

Šta je vodonik i zašto je toliko važan?

Vodonik je hemijski element koji je deo mnogih prirodnih jedinjenja, uključujući vodu. Vodonik (H2) koji se koristi u vozilima je gas bez mirisa i obično se proizvodi vađenjem vodonika iz vode ili prirodnog gasa.

Iako je danas vrlo popularna, vodonična tehnologija nije ništa novo. Zapravo, vodonik je dugo korišćen za napajanje svemirskih letelica. Međutim, interesovanje ponovo raste zahvaljujući nastojanjima ka dekarbonizaciji transportne industrije, padu troškova obnovljivih rešenja i detaljnijim strategijama zemalja širom sveta kako bi se tehnologija dodatno razvila.
 

Kako se proizvodi vodonično gorivo?

Reformisanje metana parom ili SMR, najčešći je metod za proizvodnju vodonika u velikim industrijskim razmerama. U ovom procesu metan u prirodnom gasu reaguje sa parom, proizvodeći vodonik i ugljen-monoksid. Ugljen-monoksid prolazi kroz dodatne reakcije i generiše još vodonika. Vodonik može da se dobije i iz vode kroz proces koji se zove elektroliza, pri čemu se voda deli na vodonik i kiseonik strujom.

Postoje i drugi izvori vodonika kao što su gasifikacija biomase – pri čemu se biljka greje i reaguje proizvodnjom vodonika i ugljen-dioksida – i fermentacija, gde određene vrste bakterija generišu vodonik kao deo svog metabolizma. Vodonik takođe može da se proizvede deljenjem vode u solarnim ćelijama potopljenim u vodu. 
 

Kako se distribuira vodonično gorivo?

Iako je moguće distribuirati vodonik kroz naftovode koji se koriste za prirodni gas, većina vodonika koji se koristi za gorivo danas se proizvodi u velikim elektranama i zatim se transportuje specijalnim prikolicama za tečni vodonik. Vodonik se takođe može generisati na stanicama za punjenje preko SMR-a ili elektrolize. Međutim, ovaj pristup je generalno manje efikasan i skup.
 

Kako funkcioniše vodonična gorivna ćelija?

Vozilo sa pogonom na vodonik funkcioniše kao motor sa unutrašnjim sagorevanjem, osim što sistem ne sagoreva vodonik koji preuzima iz rezervoara pod pritiskom, već ga spaja sa kiseonikom kako bi mogao da proizvede električnu energiju za električni motor. Proces se odvija u PEM (polimerna elektrolitska membrana) gorivnoj ćeliji koja se sastoji od kompleta tankih ploča, odvojenih membranama.

Kako se vodonik koristi u kamionima?

Vodonik može da se koristi da bi se dopunjavao motor sa unutrašnjim sagorevanjem, što je slično motoru sa kompresovanim prirodnim gasom (CNG). Drugo rešenje je da se vodonik koristi u rezervoaru za gorivo gde generiše električnu energiju u vozilu. Vodonik može da se koristi i kao pomoćna akumulatorska ćelija za proširivanje pogonske snage za električno vozilo.
 

Koje su prednosti vodoničnog goriva?

Kada se vodonik koristi za napajanje gorivom, proizvodi se samo voda i toplota – nema zagađivača ili gasova staklene bašte. U zavisnosti od toga kako se proizvodi, vodonik može biti izuzetno čista alternativa za dizel gorivo. Vodonik je i prilično snažan: 80 kilograma vodonika može da isporuči dovoljnu energiju da kamion pokrije 800 km! Proces napajanja gorivom za vozila sa pogonom na vodonik je takođe brz i lak.

Pogon za vozila na vodonik je električni. To znači da je vožnja slična vožnji električnog kamiona; nema buke motora, uz brzo pokretanje i mogućnost za vraćanje energije potrošene na kočenje.
 

Koje su mane vodoničnog goriva?

Vodonik je veoma reaktivan, tako da ima tendenciju da erodira druge materijale, a takođe je i veoma zapaljiv - faktori koji otežavaju transport i čine ga skupljim. Drugi veliki problem je nedostatak i visoka cena izgradnje vodonične infrastrukture. Danas postoji samo 337 vodoničnih benzinskih pumpi širom sveta, a većina je u Nemačkoj i Japanu. Iako se pokazalo da se postojeća CNG infrastruktura može koristiti za transport i skladištenje vodonika, ovo nije dobro rešenje za gorivne ćelije koje moraju da rade na veoma čistom vodoniku.

Vodoničke gorivne ćelije su takođe skupe za proizvodnju jer je proizvodnja još uvek malog obima i uključuje ručne procese. Druga ključna komponenta troškova je rezervoar za vodonik koji je veliki i zauzima mnogo prostora. Konačno, tu je i cena vodoničnog goriva koja je znatno veća od dizela.
 

Kako vodonik utiče na okolinu?

Kada vodonik reaguje sa kiseonikom u gorivoj ćeliji, proizvodi se samo voda. Kada kamion pokreće gorivna ćelija, nema štetnih emisija iz izduvne cevi. Ali svaka procena uticaja na klimu takođe mora da uzme u obzir proces proizvodnje vodonika koji je energetski intenzivan. Većina vodonika se danas proizvodi pomoću uglja ili prirodnog gasa. Međutim, ako električna struja koja se koristi za proizvodnju dolazi iz obnovljivih izvora energije, vodonično gorivo može da ima skoro neutralan otisak ugljen-dioksida (to je poznato kao „zeleni vodonik“). Još jedan način da smanjimo otisak vodonika je Skladištenje ugljenika (CCS) koji je proces kojim se emisije CO2 iz SMR hvataju, transportuju i trajno sekvestriraju duboko pod zemljom.
 

Poređenje kamiona na vodonik sa električnim kamionima?

Da bi bilo kakva alternativa dizelu uspela, ona mora da pruži jasnu prednost kada se radi o troškovima, dosegu i dostupnosti infrastrukture.  Evo poređenja vodoničnih gorivnih ćelija sa električnim vozilima:

Trošak: I vodonične gorivne ćelije i litijum-jonski akumulatori su skuplji od dizela. Međutim, cena litijum-jonskih akumulatora brzo opada. Bloomberg predviđa da prelazna tačka – kada će električna vozila postati jeftinija od ekvivalentnih motora sa unutrašnjim sagorevanjem – može da bude već 2022. Pošto je razvoj i uvođenje vozila na vodonik ograničeno, teško je izmeriti slične dobitke.

Autonomija: Vodoničke gorivne ćelije imaju veću gustinu energije od akumulatora, pa stoga pružaju veći domet vozilu. U stvari, odnos energije i težine rezervoara vodonika od 700 bara je deset puta veći od akumulatora. Vodonične gorivne ćelije su takođe lakše od akumulatora, što znači da vozila na vodonik mogu da imaju veću nosivost.

Infrastruktura: Razvoj i proizvodnja litijum-jonskih akumulatora je napredovala mnogo dalje od vodoničnih gorivnih ćelija. Električni kamioni su dokazali da su komercijalno održivi, naročito u gradskom saobraćaju. Električna infrastruktura za električne vozila takođe je mnogo više napredovala. U Sjedinjenim Američkim Državama, na primer, bilo je 20.000 električnih pumpi u 2018, a manje od 45 stanica za punjenje vodonikom.
 

Da li će vodonik zameniti dizel gorivo ili električne kamione?

Vodonik je sve popularniji. Većina glavnih kompanija za proizvodnju automobila i kamiona, uključujući Volvo Trucks, istražuje rešenja i sklapa partnerstva radi razvijanja tehnologije. Ali nije samo automobilska industrija shvatila potencijal vodonika.

Uz rastuću zabrinutost zbog klimatskih promena i zahteva za „zelenim oporavkom“ od virusa COVID-19, vlade pokazuju veće interesovanje (i ulaganja!) za vodonik. Prošlog maja EU je otkrila plan za oporavak od €750.000.000.000 za finansiranje ekološkog transporta i industrije. Plan, koji je usredsređen na Evropski zeleni dogovor, naglašava vodonik kao prioritet sa planovima za razvoj tehnologije kroz investicioni program i besplatnu prekograničnu trgovinu vodonikom. Evropska alijansa čistog vodonika koja okuplja investitore sa vladinim, institucionalnim i industrijskim partnerima takođe je najavljena ranije ove godine.

Iako svi ovi razvoji nagoveštavaju dobru budućnost vodonika u transportu, još uvek postoje mnoge prepreke na putu da postane pravi doprinos klimi ili ekonomiji. Jedna oblast u kojoj vodonik mnogo obećava je u teškom i zahtevnom transportu na dužim relacijama gde može da se koristi za napajanje električnog pogona. To znači da umesto zamene električnih kamiona, koji su pogodniji za distribuciju i regionalni transport, obe tehnologije mogu zajedno da rade na izgradnji održivijeg transportnog sistema.

Što se tiče pitanja da li bi vodonik mogao da zameni dizel motor; inicijativa za održiviji transport znači da će vodonik verovatno zameniti neka dizel vozila. Naročito ako postoji jasna poslovna studija i konkurentna prednost za to.
 

Alternativna goriva: Procena prednosti i mana

Vodoničke gorivne ćelije, električni kamioni, biogoriva, biološki tečni prirodni gas... čini se da lista različitih alternativa dizelu raste. Za transportne operatere može biti teško da razumeju i kreću se kroz oblast alternativnih goriva. Da bih vam pomogao, pripremio sam vodič koji pruža uvid u to kako svaka tehnologija funkcioniše i koje su prednosti i mane koje one nose. 

Slični članci

Latest Press Release

Latest Press Release