Czy‌ ‌samochód‌ ‌wodorowy‌ ‌to‌ ‌przyszłość‌ ‌motoryzacji?‌ Jakie są jego zalety i wady?

Samochód wodorowy FCV (Fuel Cell Vehicle) jest przez wielu postrzegany jako przyszłość motoryzacji. Auto takie nie emituje do atmosfery żadnych spalin, a zarazem rozwiązuje wiele problemów, z którymi borykają się właściciele samochodów elektrycznych. Można jednak spotkać się z różnymi opiniami odnośnie tego, czy samochód na wodór ma szansę się spopularyzować w społeczeństwie.

W artykule opisujemy sposób działania auta wodorowego, a także jego najważniejsze zalety i wady. Przedstawiamy również dane dotyczące rynku tego typu pojazdów w Polsce i na świecie. Próbujemy ponadto odpowiedzieć na pytanie o ich przyszłość.

Jak działa samochód wodorowy?

Auta na wodór to pojazdy, które mają napęd zasilany energią elektryczną pozyskiwaną z wodoru. Jest ona wytwarzana przez znajdujące się w samochodzie ogniwa paliwowe, zbudowane z elektrody dodatniej (katody) i ujemnej (anody), a także membrany polimerowej. Za sprawą katalizatora zachodzi w nich chemiczny proces przemiany połączonego z tlenem wodoru. Elektrony z anody przemieszczają się przez obwód zewnętrzny, w wyniku czego powstaje prąd zasilający auto i wprawiający je w ruch.

Samochód wodorowy to zatem pojazd elektryczny, który samodzielnie wytwarza prąd z będącego paliwem wodoru. Produktem ubocznym chemicznej reakcji przemiany energii jest jedynie woda destylowana – nie dochodzi do wydzielania żadnych szkodliwych dla środowiska substancji.

Zalety auta z napędem wodorowym

Główną zaletą samochodów napędzanych wodorem jest ich zerowa emisyjność. Są to pojazdy ciche i przyjazne dla środowiska, których używanie nie przyczynia się do powstawania smogu oraz pozwala zredukować emisję CO2 do atmosfery. Wodór to najczęściej występujący na świecie pierwiastek, którego pozyskiwanie jest możliwe z odnawialnych źródeł energii.

Firmy korzystające z takich pojazdów mogą kreować wizerunek przedsiębiorstwa odpowiedzialnego społecznie. Kierowcy mają również prawo wjeżdżania autami na wodór do stref emisyjnego transportu, korzystania z buspasów czy darmowego parkowania w centrach miast.

Kolejną zaletę samochodów wodorowych stanowi ich spory zasięg na jednym tankowaniu – nawet powyżej 500 km. W związku z tym pojazdy takie sprawdzają się zwłaszcza podczas długich tras. Tankowanie zajmuje znacznie mniej czasu w porównaniu do standardowych samochodów elektrycznych – bak można zapełnić w około 5 minut.

Samochody z napędem wodorowym cechują się również niedużym ciężarem. Stosowane w nich ogniwa paliwowe są znacznie lżejsze niż akumulatory używane w autach elektrycznych i nie ograniczają znacząco ładowności pojazdu. Pełny bak wodoru waży około 5 kilogramów, a akumulator w samochodzie elektrycznym nawet 700 kilogramów.

Nowoczesne auta na wodór są również bezpieczne w eksploatacji. Samozapłon wodoru jest mało prawdopodobny, ponieważ zachodzi dopiero w temperaturze 575 stopni Celsjusza. Zbiorniki w samochodach na wodór powstają z materiałów kompozytowych o ogromnej szczelności, co zapobiega ryzyku przedostania się gazu do wnętrza pojazdu. Stosowane są zarazem dodatkowe zabezpieczenia, dzięki którym w przypadku ewentualnego rozszczelnienia zbiornika dochodzi o szybkiego ulotnienia się wodoru kanałami odprowadzającymi.

Wady samochodów wodorowych

Auta wodorowe nie są pozbawione wad. Jedną z nich jest niska efektywność energetyczna, która w momencie zamiany wodoru na prąd może wynieść jedynie kilkadziesiąt procent. Straty energii zachodzą na każdym etapie – pozyskiwania wodoru, jego kompresji, skraplania, transportu czy wytwarzania prądu w ogniwie paliwowym.

Magazynowanie wodoru wiąże się ze sporymi kosztami, dlatego tylko w nielicznych krajach zostały już wybudowane stacje wodorowe. Kosztowne jest także wytwarzanie tego pierwiastka, dlatego często produkuje się go z węgla, co niweluje korzyści dla środowiska.

Jako wadę można także uznać długi czas nagrzewania się ogniwa paliwowego, co opóźnia moment rozruchu silnika. Problem ten może jednak zostać rozwiązany poprzez zastosowanie akumulatora o małej pojemności, który pozwala dostarczyć energię elektryczną od razu po uruchomieniu pojazdu.

Samochód na wodór – cena

Na ten moment samochody wodorowe są drogie w zakupie – minimalna cena zakupu wynosi co najmniej 300 tysięcy złotych. Właściciel takiego pojazdu musi się także liczyć z wyższą kwotą ubezpieczenia AC w porównaniu do aut z innymi rodzajami napędów. Koszt przejechania 100 km jest natomiast porównywalny z samochodami benzynowymi.

Rynek samochodów wodorowych w Polsce i na świecie

Obecnie jedynie kilku producentów sprzedaje samochody na wodór. Najpopularniejszy pojazd tego typu to Toyota Mirai, która pojawiła się na rynku w 2014 roku. Jest to także pierwsze auto wodorowe zarejestrowane w Polsce. Innymi liczącymi się markami produkującymi samochody wodorowe są Hyundai i Honda.

Na całym świecie pod koniec 2020 roku znajdowały się 553 stacje tankowania wodoru, z czego 200 w Europie. W Polsce działa ich 11, lecz jak dotąd tylko dwie – w Warszawie i Gdańsku – umożliwiają tankowanie samochodów osobowych. Pozostałe są przeznaczone jedynie dla autobusów wodorowych. Najwięcej stacji pod koniec 2020 roku znajdowało się w Japonii (142). W Europie przodują natomiast Niemcy (100 stacji) oraz Francja (34 stacje).

Całkowita sprzedaż samochodów wodorowych na świecie z końcem 2019 roku wynosiła poniżej 10 tysięcy. W Polsce do końca maja 2021 roku zarejestrowano 53 tego typu auta.

Przyszłość samochodów wodorowych. Czy mają szansę się spopularyzować?

Samochody na wodór mają zapewne spore szanse, aby stać się przyszłością motoryzacji. Napęd wodorowy może stać się popularny zwłaszcza w segmencie samochodów ciężarowych oraz autobusów. Ze względu na spory zasięg może sprawdzić się również w przypadku kierowców samochodów osobowych, którzy pokonują długie dystanse.

Auto takie jest przyszłościowym rozwiązaniem zwłaszcza z uwagi na zeroemisyjność. Jednocześnie eliminuje wiele problemów, z którymi borykają się właściciele samochodów elektrycznych – np. nieduży zasięg, długi czas ładowania czy kłopotliwa utylizacja akumulatorów.

Sporą barierę w upowszechnieniu samochodów wodorowych stanowi wolno rozwijająca się infrastruktura. Projekt Polskiej Strategii Wodorowej zakłada jednak, że do 2050 roku powstaną w naszym kraju 32 stacje wodorowe – zostaną one zlokalizowane w największych polskich miastach. PKN Orlen buduje obecnie instalacje do produkcji wodoru we Włocławku i Trzebini.

W 2022 roku ma ponadto powstać prototyp pierwszego polskiego samochodu wodorowego, który zostanie opracowany przez polski startup Ampere Life. Unia Europejska planuje natomiast przeznaczyć do 2030 roku 65 miliardów euro na rozwój sieci dystrybucyjnej i magazynowej wodoru.

Ambitne plany rozwojowe mają również światowe koncerny motoryzacyjne. Toyota we współpracy z Hino Motors pracuje obecnie nad stworzeniem wielkogabarytowej ciężarówki na wodór, której zasięg wyniesie 600 kilometrów na jednym ładowaniu. Ma ona również cechować się sporą ładownością i niedużym ciężarem. Testy serii prototypów tego samochodu zaplanowano na wiosnę 2022 roku.