Wiadomości z rynku

Autor:
Zdjęcia:
Tygodnik Truck.pl, 2021(18)
z dnia 07.04.2021

Ciekły wodór nadzieją transportu ciężkiego

Jak rozwiązać problem zasięgu, stosując ekologiczne paliwa?

Koncepcyjny ciągnik siodłowy Mercedes-Benz GenH2 Truck z napędem na ogniwa paliwowe, zasilany ciekłym wodorem

Fot. Mercedes-Benz

 
Sektor transportu ciężkiego staje się niewygodnym tematem dla Unii Europejskiej. Ciężarówki poruszające się po całej Europie i poza nią muszą być w ruchu, ale ich zeroemisyjne warianty jak na razie nie są w stanie dorównać klasycznym odmianom z silnikami Diesla. Czy to oznacza, że nie ma technologii, która może być ekologiczna?
Transport ciężki dieslem stoi. To prawda, której nie da się podważyć. Wynika to z wielu kwestii, jak choćby faktu, że zasięgi przy wykorzystaniu klasycznej technologii pozwalają na pokonanie znacznych dystansów bez potrzeby długiego tankowania. Ze świecą szukać bezemisyjnej alternatywy, która będzie w stanie dorównać tym wynikom. Jedyną alternatywną opcją na tę chwilę są hybrydy – diesel + paliwa gazowe (CNG i/lub LNG). To jednak nie rozwiązuje sprawy emisji spalin.
Unia Europejska jest świadoma problemów oraz wpływu transportu ciężkiego na gospodarki wielu państw. Nie bez powodu w Polsce mówi się, że jest to czwarty filar gospodarczy, wpływający na PKB kraju. Z tego względu dyskusja na temat potencjalnych zmian, nakazów oraz technologicznych modernizacji jest prowadzona w „delikatny” sposób. Nie oznacza to jednak, że nie będą podejmowane próby zniwelowania negatywnego wpływu na środowisko tych pojazdów.
Według Europejskiego Stowarzyszenia Producentów Pojazdów (ACEA) sektor transportu odpowiedzialny jest za 22,3 proc. całkowitej emisji gazów cieplarnianych w Unii Europejskiej. Z tego 21,2 proc. wytwarza transport drogowy, w tym 5,6 proc. auta ciężkie oraz autobusy. Co gorsza ich średni wiek określa się na ponad 10 lat (dla Polski w 2019 roku było to 13,2 roku).
 
 
ACEA podała też podział na różnego typu źródła napędu. Jak łatwo się domyślić w transporcie ciężkim największy udział mają pojazdy wyposażone w silniki z zapłonem samoczynnym, napędzane olejem napędowym (98,3 proc.). Benzynowe warianty stanowiły 1 proc. W przypadku pozostałych podzieliło się to na: hybrydy (0,02 proc.), hybrydy plug-in + auta w pełni bateryjne (0,01 proc.), zasilane gazem LPG i CNG (0,4 proc.) oraz inne (0,2 proc.).
 

Elektryki z zasięgowym problemem

W świecie transportu (zwłaszcza w Unii Europejskiej) alternatywą dla samochodów wyposażonych w silniki spalinowe mają być napędy elektryczne. Jest to niewątpliwie dobry kierunek, ale musi być dobrze przemyślany pod względem infrastruktury, w tym sieci ładowania oraz produkcji pojazdów, która powinna być jak najmniej uciążliwa dla środowiska naturalnego.
O wiele bardziej skomplikowana sytuacja jest w przypadku transportu ciężkiego. Mimo że na rynku zaczynają pojawiać się elektryczne pojazdy, to ich możliwości (głównie zasięgi) pozostawiają wiele do życzenia. Przykładem może być Volvo, które w ostatnim czasie zaproponowało dwa zelektryfikowane modele: FL i FE electric. Małgorzata Kulis, dyrektor zarządzająca Volvo Trucks, powiedziała, że pierwsi zainteresowani już są. Ma również nadzieję, że konkurencja uzupełni ofertę o elektryczne modele, aby można było liczyć na rywalizację w tym specyficznym segmencie.
Bez wątpienia określenie „specyficzny segment” jest tutaj nad wyraz trafne. Przedstawiciele Volvo sami przyznają, że zaprezentowane modele nie są dla każdego. Sprawdzą się w transporcie wewnętrznym (np. wewnątrz zakładów, fabryk czy w małych miastach) albo na krótkich trasach podmiejskich. Dlaczego? Przez zasięgi, które określane są między 200 a 300 km. Do tego są to wartości deklarowane przez producenta. Realia mogą być inne. Wiedzę na temat rzeczywistych warunków eksploatacji mamy np. z elektrycznych aut dostawczych. Jest to segment, który staje się coraz liczniejszy. Jednak na razie ich możliwości zasięgowe nie wykraczają poza 250 km, co może sprawdzi się w firmach kurierskich, działających głównie na terenie miasta, ale nie w działalności spedycyjnej, gdzie pojazd pokonuje tysiące kilometrów tygodniowo.
Z tego względu wizja długodystansowych ciężarówek elektrycznych na razie pozostaje wizją przyszłości. Z pewnością z czasem pojawią się auta o większych zasięgach lub też inne rozwiązania technologiczne, które zwiększą możliwości użytkowe tej grupy pojazdów. Na razie napędy zeroemisyjne, bazujące na zasilaniu z akumulatorów, nie stanowią realnej alternatywy w drogowym transporcie spedycyjnym.

Wodorowe marzenie

Powstaje więc pytanie, jak wydłużyć zasięg, pozostając jednocześnie ekologicznym? Dobrym rozwiązaniem wydaje się być wykorzystanie ogniw paliwowych zasilanych wodorem. O opinię czy wodór jako paliwo do pojazdów ciężkich może być odpowiedzią na zeroemisyjny transport towarów (międzynarodowy) i jakie są największe przeszkody w tym zakresie, zapytaliśmy prof. Marcina Ślęzaka, dyrektora Instytutu Transportu Samochodowego.
– W dłuższym horyzoncie czasowym, jak najbardziej. Tym bardziej że wodór jako paliwo trakcyjne w transporcie profesjonalnym wydaje się być obecnie najlepszą alternatywą dla oleju napędowego. Podobnie jak on może zapewnić stosunkowo długie dystanse i krótkie czasy tankowania. Poza tym w pojazdach ciężarowych łatwiej jest zagospodarować przestrzeń na potrzeby ogniw paliwowych i zbiorników na wodór, niż w przypadku pojazdów osobowych – powiedział prof. Marcin Ślęzak. Jego zdaniem, zasadniczą kwestią w przypadku pojazdów (wszystkich kategorii) zasilanych za pomocą ogniw paliwowych jest sposób pozyskiwania wodoru (jako paliwa trakcyjnego). By taki pojazd miał niski lub zerowy ślad węglowy, wynikający wprost z eksploatacji, konieczne jest pozyskiwanie wodoru w sposób ekologiczny i nieenergochłonny. Nie mniej istotną kwestią pozostaje zaplanowanie i wybudowanie sieci punktów tankowania tym paliwem.

Zróżnicowany zasięg

Wodór jako paliwo wiąże się z jeszcze jedną istotną kwestią, którą należy w przyszłości uporządkować. Otóż zasięg jaki można uzyskać przy wykorzystaniu tego pierwiastka, ściśle zależy od stanu jego skupienia. W postaci gazu sprężonego do 350 bar, pozwala na pokonanie ok. 500 km. Z kolei w fazie ciekłej, wydłuża zasięg nawet do 1000 km.
„W trakcie badań ustaliliśmy, że przy zastosowaniu technologii sprężonego wodoru o ciśnieniu 350 barów możliwe jest osiągnięcie zasięgu nieco ponad 500 kilometrów. Problemem jest jednak brak odpowiednich pojazdów oraz rozbudowanej sieci stacji tankowania tego paliwa. Ciekawą alternatywą jest wodór ciekły. Technologia tankowania, nad którą pracuje przede wszystkim Daimler Trucks, jest jedynym sposobem na zwiększenie zasięgu pojazdów ciężarowych do 1000 km. Ponadto umożliwia montowanie znacznie mniejszych i lżejszych zbiorników, co rozwiązuje problem zwiększonej masy całkowitej czy długości pojazdów z napędem wodorowym” – czytamy na stronie dachser.pl wypowiedź prof. Werner E. Mehr z wydziału inżynierii mechanicznej Uniwersytetu Nauk Stosowanych w Kempten.

Wiele przeszkód

Przed technologią wodorową jest wiele przeszkód, które mimo upływu lat nie są rozwiązywane. Wśród nich można wymienić choćby sprawy legislacyjne, brak odpowiedniej sieci tankowania czy zasadniczy problem – brak wystarczającej ilości „zielonej” energii do wytwarzania wodoru. Są to kluczowe zagadnienia, bez rozwiązania których wykorzystanie tego najpowszechniejszego pierwiastka we wszechświecie, nie będzie możliwe.
 
Eksperci szacują, że technologia wodorowa w transporcie ciężkim ma szanse rozwinąć się na szeroką skalę pod koniec dekady (do 2030 roku). Do tego czasu powinny także powstać metody pozyskiwania wodoru w sposób ekologiczny. Jeżeli to się uda, to motoryzacja – zwłaszcza ta transportowa – wejdzie w nową erę. Wówczas w pełni uprawnione będzie stwierdzenie o dobrej transformacji napędowej, gdyż dojdzie do zmiany technologii, która trwale zakończy erę silników spalinowych w transporcie kołowym.
Maciej Gis (ORPA)