Vodonične gorivne ćelije ili baterije, pitanje je sad?

16/02/2022 19:03

Povezane objave

Šta je vozilo pogonjeno vodoničnim gorivnim ćelijama? U čemu se ono suštinski distancira od baterijski pogonjenih automobila, koji u današnje vreme doživljavaju neverovatnu ekspanziju?

Gorivne ćelije i same zapravo predstavljaju neku vrstu baterija, s tim što one mogu spolja da se dopunjuju gorivom (otuda naziv „gorivne“ ćelije), za razliku od baterija koje se koriste u automobilima poput Teslinih.

Proces stvaranja električne energije je sledeći: uskladišteni vodonik i kiseonik putem elektrolize kreriraju električnu energiju, što kao nusprodukt ima – vodu.

Zvanično poznata pod skraćenicom „FCEV“, ova vozila zapravo poseduju „izduv“, ali kroz te cevi izlazi vodena para. Naravno, rezervoari po potrebi moraju da se dopune, ali ne benzinom ili dizelom, već vodonikom. U zavisnosti od zapremine rezervoara varira i domet, što je prednost u odnosu na baterijske modele.

Konvencionalni elektromobili (BEV), ono su što najčešće podrazumevamo kao vozila na čisto električni pogon. Najpoznatiji modeli tog tipa su Nissan Leaf, Audi e-tron, BMW i3, VW ID modeli Teslini primerci…

Ovi automobili su pogonjeni energijom iz baterija, koja se skladišti na sličan način kao što to radimo s mobilnim telefonima, laptopovima ili tabletima, s tom razlikom što električni automobili mahom poseduju sisteme rekuperacije energije, sposobne da donekle dopune baterije tokom kočenja ili usporavanja, pretvarajući toplotnu energiju u električnu.

Ipak, i njima je potrebno punjenje nakon izvesnog broja pređenih kilometara. Ta vrednost poprilično varira, recimo između nekih 150 pa do 500 kilometara u proseku. Naravno, veća baterija podrazumeva širu autonomiju, ali se penali plaćaju u vidu veće mase vozila.

Tu dolazimo do jedne od najvećih mana kada je o klasičnim električnim automobilima reč. Što veća baterija, to je potrebno više vremena da se ona napuni, što čak može da traje 12 časova. Rešenje dolazi u vidu stanica za brzo punjenje, koje obezbeđuju da se za nekih pola sata osigura prevaljivanje distance od oko 150 kilometara.

S trenutnom tehnologijom baterija, ovo je možda i najveća mana elektromobila u odnosu na njihove konvencionalne benzinske ili dizel pandane, čije rezervoare možemo napuniti za par minuta. Potencijalno, automobili pogonjeni vodoničnim gorivnim ćelijama mogu biti rešenje, tako što će pokupiti ono najbolje iz oba sveta.

Automobili na gorivne ćelije su još uvek relativna nepoznanica

Razvoj automobila na vodonik ne prati rast baterijskih elektromobila, koji su doživeli pravi „bum“ na planu popularnosti. Ipak, to ne umanjuje prednosti koje vodonik ima u odnosu na baterije, posebno što se manje mase tiče. Naime, vodonične gorivne ćelije su mnogo lakše od masivnih baterija, a rezervoari s vodonikom mogu da se napune brzo, poput onih konvencionalnih, tako da nema gubljenja vremena.

Za i protiv

Činjenica je da se sve veći broj ljudi, posebno u razvijenom svetu, odlučuje za kupovinu električnih automobila. Međutim, pri donošenju te odluke neophodno je prethodno razmotriti četiri ključna činioca. Na prvom mestu to je autonomija kretanja, odnosno broj kilometara koji automobil može da pređe jednim punjenjem. Zatim, tu su performanse. Električni automobili su generalno dinamičniji od konvencionalnih konkurenata zbog istovremene dostupnosti maksimalnog obrtnog momenta, što ih čini sjajnim za gradsku eksploataciju. Međutim, na auto-putu, gde se razvijaju visoke brzine, baterije se ubrzano prazne, tako da EV nisu idealni (još uvek) za ovaj vid upotrebe. Tu su i mogućnosti vezane za punjenje. Ukoliko tu gde živite infrastruktura nije dovoljno razvijena, sve će morati da se svede na kućnu režiju. Na kraju tu je cena. Elektromobili su skuplji, ali treba imati u vidu da brojne države daju subvencije i olakšice za njihovu kupovinu.

Dakle, kada je o autonomiji reč, automobili na gorivne ćelije su bolja solucija u odnosu na baterijske. S druge strane, po pitanju performansi, cena i dostupnosti infrastrukture, za sada ovi potonji pobeđuju.

U suštini, ono što ne ide trenutno u prilog automobilima na gorivne ćelije je ograničenost opcija, a razvoj odgovarajuće infrastrukture je skup u poređenju s ekspanzijom stanica za punjenje baterijski pogonjenih vozila. Pored toga, baterije možete puniti i kod kuće, što je nemoguće uraditi s nekim FCEV modelom.

Da bi automobili na gorivne ćelije bili u potpunosti ekološki podobni, vodonik koji koriste mora da dolazi isključivo iz obnovljivih izvora energije, što trenutno nije slučaj. Ono što je neophodno ostvariti je da se višak električne energije iz solarnih farmi i vetroparkova iskoristi za proizvodnju vodonika. Trenutno, taj udeo je minimalan da bi širenje prisustva automobila na gorivne ćelije bio ekološki i ekonomski opravdano.

Vodonične gorivne ćelije koštaju „papreno“, a pitanje koje se nameće (trenutno) je gde ćete puniti rezervoar vodonikom? Dakle, problem proizvodnje i skladištenja vodonika mora biti rešen, a iz vida nikako ne treba izgubiti da je vodonik ekstremno zapaljiv gas.

Ono što je takođe neophodno je da se platina i skupi materijali u gorivnim ćelijama zamene jeftinijim i dostupnijim alternativama, na čemu se trenutno radi. Što se tiče tehnologije proizvodnje i skladištenja, ona je značajno uznapredovala, jer da li ste ikada čuli da je neko vodonično postrojenje otišlo u vazduh?

Cene

Konvencionalni baterijski elektromobili su značajno jeftiniji od FCEV modela, a i redovni troškovi vezani za njih su niži. Doduše, kada su u pitanju nove tehnologije, neophodno je da dođe do obima neophodnog za smanjenje troškova, samo što je realno pitanje kada će do toga doći po pitanju vodonika?

Kada je reč o tehnologiji baterija, troškovi vezani za njih se smanjuju 19 odsto sa svakim udvostručenjem obima proizvodnje.

Ko stavlja karte na vodonični pogon?

Toyota, Honda i Hyundai već sada imaju automobile pogonjene vodonikom na tržištu, a Evropa „stidljivo“ hvata priključak. Međutim, to je daleko od dovoljnog da bi se na bilo koji način ugrozili baterijski pandani.

Na koncu, sve se svodi na dva glavna činioca, dokazanu skalabilnost, što podrazumeva smanjenje troškova vezanih za tehnologiju baterija i nerazvijenu infrastrukturu za automobile s gorivnim ćelijama. Samim tim, za očekivati je da baterijski pogonjena vozila dominiraju u decenijama koje su pred nama.

Postoje pretpostavke kako bi tehnologija gorivnih ćelija mogla da zauzme veći deo tržišnog kolača. To se odnosi na povećanje proizvodnje vodonika putem elektrolize, s imperativom da cene električne energije budu izuzetno niske usled spomenutog viška iz obnovljivih izvora. Međutim, s trenutnom tehnologijom čitava zamisao je veoma neefikasna, jer iziskuje približno tri puta više energije za proces proizvodnje vodonika, nego što je krajnja vrednost proizvedenog gasa.

Baterije (ni)su idealno rešenje

To naravno ne znači da su baterije idealna solucija. Mnogo je tu ekoloških i etičkih začkoljica. To se pre svega odnosi na neodrživu eksploataciju litijum-jonskih baterija u električnim automobilima. U kratkoročnom smislu, da, baterijski pogonjeni automobili su realnija solucija, u dugoročnom, uz imperativ da se reše brojne, prilično ozbiljne prepreke, vodonik odnosi pobedu. On je mnogo pogodniji za teška i radna vozila. Ipak, treba imati u vidu da se i tehnologija baterija razvija, da već imamo rešenja u vidu čvrstih jedinica koje mogu da se pune i prazne brže i imaju veću energetsku gustinu od litijum-jonskih baterija.

Industrija baterija ima i svoju mračnu stranu, jer se procenjuje da 40.000 dece radi u rudnicima kobalta u Demokratskoj Republici Kongo, gde masovono oboljevaju i umiru.

Na kraju, kakav zaključak izvesti? Razvijen svet okreće glavu od tuđih muka i nesreća, ekocida u „dalekim zemljama“, ukoliko će mu to doneti kvalitetniji život, bolji komfor i čistiji vazduh. Baterije ne predstavljaju krajenje ekološki podobno rešenje, tu dileme nema, dok je eksploatacija vodonika za masovnih transport još uvek na dugačkom štapu.

Dokle god profit bude ispred opšte dobrobiti, teško da ćemo dobiti idealnu soluciju po ovom pitanju.