Tak wynika z opublikowanego 6 września raportu OECD. Wskazuje on, że ogniwa paliwowe nie są konkurencyjne wobec innych technologii „zeroemisyjnych”. OECD wskazuje, że modele z ogniwami paliwowymi znajdą jedynie marginalne zastosowanie, przynajmniej w Europie, z udziałem rynkowym nie przekraczającym 10 proc. Będą konkurencyjne przy detalicznej cenie wodoru poniżej 2,5 euro za kg.
W Europie perspektywy są słabe
Raport OECD przypomina wyliczenia Grupy Traton, która wskazuje, że w przypadku napędów wodorowych, 75 proc. energii elektrycznej użytej do produkcji wodoru jest marnowane (idzie na ogrzewanie planety).
Silnik wodorowy – sprawność 25 proc.
Inżynierowie Tratona wyliczają, że przesył i elektroliza pochłaniają 30 proc. energii elektrycznej. Transport wodoru (sprężenie lub skroplenie) to 15 proc. energii, a przepompowanie do samochodu i straty w jego instalacji pokładowej (łącznie z ogniwem) wyniosą kolejne 30 proc. pierwotnej energii. Na koła trafi jedynie 25 proc. energii z wytworzonego prądu.
W przypadku modeli elektrycznych straty na przesyle szacowane są na 10 proc., w ładowarkach na 5 proc i w samochodzie na 10 proc. W sumie na koła trafi 75 proc. wytworzonej energii.
Konieczny jest postęp technologiczny
OECD przyznaje, że wzrośnie wydajność napędów wodorowych z niskiego poziomu 45 proc. w 2020 r. do 50 proc. w 2030 r. i 55 proc. w 2050 r., a w najlepszym wypadku nawet do 72 proc.
Jednocześnie koszt zbiorników wodoru zmaleje z 1000-1600 dol. na kg wodoru w 2020 r. do 526-1000 dol. w 2030 r. i 260-700 dol. w 2050 r. Koszt wodoru sięga 13 euro, ale naukowcy zakładają, że w 2050 r. zmaleje do 1,5-8,5 euro za kg.
Na dodatek dystrybucja wodoru wymaga budowy kosztowny stacji tankowania i zasilania ich w wodór, który najlepiej by było, gdyby był wytwarzany na miejscu.
W podsumowaniu OECD stwierdza, że jest mało prawdopodobne, aby wodorowe pojazdy mogły konkurować z bateryjnymi, nie mówiąc o dieslowskich.
Ameryka optymistyczna
Amerykanie także inwestują w rozwój wodorowych ciężarówek. Dalekodystansowy samochód (Klasy 8 – odpowiadający typowemu europejskiemu tirowi) powinien być wyposażony w ogniwo, które będzie pracować przez 30 tys. godzin (co odpowiada przebiegowi niemal 2 mln km) i zapewni prąd dla uzyskanie na tym dystansie średniej prędkości 64 km/h. Maksymalna prędkość wynosi 100 km/h. Dodatkowo doliczyć trzeba 10 tys. godzin na pracę ogniwa podczas postoju.
Departament Energii zakłada, że w 2030 r. uzyska cele pośrednie, czyli trwałość 25 tys. godzin, sprawność ogniwa 68 proc. (docelowo 72 proc.), wzrośnie wydajność tankowania z 8 kg wodoru na minutę w 2025 r. do 10 kg docelowo.
Ceny ogniw muszą spaść
Cena ogniwa zmaleje z 238 dol. za kW w 2019 r. do 80 dol. w 2025 r., a ostatecznie obniży się około 2050 r. do 60 dol., natomiast cena przechowywanego na pokładzie samochodu wodoru zmaleje z 300 dol. w 2025 r. do 266 dol. w rozwiniętej technologii.
Ceny wyliczone są przy założeniu, że produkcja ogniw sięgnie 100 tys. sztuk rocznie. W USA każdego roku sprzedawanych jest 200-240 tys. ciężarówek klasy 8.
Departament Energii oblicza, że wodorowe ciężarówki będą bardziej opłacalne od diesli. Przy maksymalnej sprawności 59 proc. diesla i 72-procentowej ogniwa, diesel pokona 15,6 mil na galonie, gdy wodorowa (po przeliczeniu) 19,4 mili.
Przekładając wyniki na koszty użytkowania, przy założeniu opłaty 5 dol. za kg wodoru (na razie jest blisko 3 razy wyższa), na dystansie 1,92 mln km paliwo wodorowej ciężarówki będzie kosztować 33 tys. dol. mniej niż ON. Jednak faktyczne ceny wodoru nie pozwalają na taki optymizm.
Za 30 lat będzie cudownie
O optymizm jest tym trudniej, że nie są znane koszty obsługi warsztatowej wodorowych modeli. Producenci i naukowcy zaangażowani w programach budowy ogniw zapewniają, że koszty obsługi wodorowych ciężarówek będą niższe niż modeli bateryjnych.
Te założenia nie zostały potwierdzone przez operatorów autobusów miejskich. Porównując modele wodorowe z 2014, 2015 i 2015 r. z modelami wyposażonymi w silniki wysokoprężne z 2013 r., koszt mili tych ostatnich wzrósł w pięćdziesiątym miesiącu użytkowania dwukrotnie w stosunku do pierwszych kwartałów do 11 centów, gdy modeli wodorowych zmalał w tym czasie dwukrotnie do 20 centów.
Z porównania kosztów technologii dostępnych w 2019 r., koszt mili przejechanej przez tira z dieslem wynosiła 58 centów, zaś z ogniwem 2 dol. Naukowcy szacują, że w 2050 r. koszt mili zmaleje do 54 centów dla diesla i 57 centów dla modelu z ogniwem. HW
Źródło: OECD
Fot. Pixabay
