Το υδρογόνο στη μάχη για μείωση των ρύπων από τα αυτοκίνητα

Το ηλεκτρικό αυτοκίνητο υδρογόνου (FCEV), είναι ένας τύπος οχήματος εναλλακτικού καυσίμου που χρησιμοποιεί καύσιμο υδρογόνου για κινητήρια δύναμη.

Η ισχύς παράγεται από τη μετατροπή της χημικής ενέργειας σε μηχανική ενέργεια, είτε από την αντίδραση υδρογόνου με οξυγόνο σε μια κυψέλη καυσίμου για την τροφοδοσία ηλεκτρικού κινητήρα ή, λιγότερο συχνά, με καύση υδρογόνου σε κινητήρα εσωτερικής καύσης.

Το 2019, υπήρχαν τρία μοντέλα αυτοκινήτων υδρογόνου διαθέσιμα για το κοινό σε επιλεγμένες αγορές: το Toyota Mirai (2014), το οποίο είναι το πρώτο ηλεκτρικό όχημα αποκλειστικής παραγωγής κυψελών καυσίμου (FCEV) στον κόσμο, το Honda Clarity (2016) και το Hyundai Nexo (2018).

Μερικές άλλες εταιρείες, όπως η BMW, εξακολουθούν να κάνουν έρευνα σε αυτοκίνητα υδρογόνου, ενώ αντιθέτως η Volkswagen θεωρεί ότι η τεχνολογία αυτή δεν έχει μέλλον στον χώρο του αυτοκινήτου, κυρίως επειδή ένα ηλεκτρικό όχημα κυψελών καυσίμου καταναλώνει τρεις φορές περισσότερη ενέργεια από ένα ηλεκτρικό αυτοκίνητο μπαταρίας. Τον Δεκέμβριο του 2020, κυκλοφορούσαν συνολικά 31.225 οχήματα υδρογόνου τεχνολογίας FCEV στους δρόμους του κόσμου.

Από το 2019, το 98% του υδρογόνου προέρχεται από την αντίδραση νερού με μεθάνιο, ενώ παράγεται μονοξείδιο του άνθρακα και υδρογόνο (CH4 + H2O ⇌ CO + 3 H2). Η αντίδραση πραγματοποιείται θερμοχημικά ή πυρολυτικά με τη χρήση ανανεώσιμων πρώτων υλών, αλλά οι διαδικασίες είναι επί του παρόντος ακριβές. Γίνονται προσπάθειες ανάπτυξης διαφόρων τεχνολογιών που αποσκοπούν στο να μειώσουν το κόστος, αυξάνοντας ταυτόχρονα τις ποσότητες για να ανταγωνιστούν την παραγωγή υδρογόνου με τη χρήση φυσικού αερίου.

Τα οφέλη της τεχνολογίας του υδρογόνου είναι ο γρήγορος χρόνος ανεφοδιασμού (σε σύγκριση με τη βενζίνη) και η μεγάλη απόσταση οδήγησης με ένα μόνο γέμισμα.

Τα μειονεκτήματα της χρήσης υδρογόνου είναι οι υψηλές εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα όταν το υδρογόνο παράγεται από φυσικό αέριο, το αρχικό κεφάλαιο επένδυσης, η χαμηλή περιεκτικότητα ενέργειας ανά μονάδα όγκου σε συνθήκες περιβάλλοντος, η παραγωγή και συμπίεση υδρογόνου, η επένδυση που απαιτείται να γίνει σε πρατήρια καυσίμων για τη διανομή του υδρογόνου, η μεταφορά υδρογόνου σε πρατήρια καυσίμων και η έλλειψη ικανότητας παραγωγής ή διανομής υδρογόνου στο σπίτι.

Το Toyota Mirai είναι ένα από τα πρώτα οχήματα με κυψέλες υδρογόνου που πωλούνται στο εμπόριο από το 2014.

Ένα από τα σημαντικότερα προβλήματα στην ανάπτυξη της αγοράς των αυτοκινήτων που καταναλώνουν υδρογόνο είναι η έλλειψη σταθμών ανεφοδιασμού. Η μεταφορά και η αποθήκευση υγρού υδρογόνου ήταν πάντα ένα από τα κύρια προβλήματα αυτών των αυτοκινήτων μηδενικών ρύπων. Επομένως, δεν προκαλεί έκπληξη το γεγονός ότι οι σταθμοί εξακολουθούν να είναι πολύ σπάνιοι.

Μόνο περίπου τριάντα είναι ανοιχτοί στο κοινό στη Γαλλία. Ενώ οι σταθμοί ανεφοδιασμού των ηλεκτρικών αυτοκίνητων(αμιγώς ηλεκτρικών και υβριδικών) είναι περισσότεροι από 50.000. Η πολύ μεγάλη αυτονομία των αυτοκινήτων που καταναλώνουν υδρογόνο δεν αρκεί για να αντισταθμίσει τις ελλείψεις στο δίκτυο ανεφοδιασμού των αυτοκινήτων που καταναλώνουν υδρογόνο.

Οι έρευνες δείχνουν ότι αν κυκλοφορούν στις πόλεις, ιδιωτικά αυτοκίνητα, λεωφορεία van και φορτηγά που καταναλώνουν υδρογόνο, θα υπάρξει σημαντική μείωση των ποσοτήτων των επικίνδυνων ρύπων που εκπέμπουν οι κινητήρες τους.

Πολλές μάρκες προγραμματίζουν την παραγωγή μελλοντικών μοντέλων με υδρογόνο, αν ξεκινήσει η υλοποίηση του προγράμματος δημιουργίας ενός ευρύ δικτύου παροχής υδρογόνου στην ΕΕ.

Αναφέρουμε όσα έγιναν γνωστά πρόσφατα: Η Renault προσανατολίζεται στην παραγωγή των ειδικών εκδόσεων του Kangoo και του Master με υδρογόνο. Η Stellantis με τις μάρκες Peugeot, Opel και Citroen θα παίξει καθοριστικό ρόλο στην ανάπτυξη της αγοράς των αυτοκινήτων που καταναλώνουν υδρογόνο. Η Toyota είναι πρωτοπόρος και έχει ήδη λανσάρει μοντέλα με κυψέλες καυσίμου. Η Daimler, η Hyundai και startups όπως οι Nikola, Gaussin και Hyzon ετοιμάζονται επίσης να εισέλθουν σε αυτή την κατηγορία αυτοκινήτων, προσδοκώντας υψηλά κέρδη.