Elektromobilumas įgauna vis didesnį greitį. Tai yra svarbus elementas mažinant transporto priemonių išmetamą CO2 kiekį. Bet kiek ekonomiška dideliais atstumais eksploatuoti sunkvežimius su 40 tonų kroviniais naudojant tik akumuliatoriaus energiją?
Atsižvelgiant į akumuliatoriaus svorį, ilgą įkrovimo laiką ir ribotą šiuolaikinių technologijų spektrą, elektrinės pavaros nėra sunkiasvorių sunkvežimių prioritetas. Nepaisant to, net 40 tonų sunkvežimiai artimiausiu metu visiškai elektriniu režimu galės nuvažiuoti daugiau nei tūkstantį kilometrų. Raktas į tai yra „Bosch“ kuro elementų pavara. Kai varomoji jėga yra vandenilis, pagamintas naudojant atsinaujinančią energiją, ši jėgainė leidžia gabenti prekes ir reikmenis nekenkiant klimatui. „Bosch“ žengia pirmąjį žingsnį šia linkme kurdama kuro elementų jėgainę, daugiausia dėmesio skirdama sunkvežimiams, ir planuoja pradėti gamybą 2022–2023 m. Įkūrus sunkvežimiuose, „Bosch“ kuro elementų jėgainės vis dažniau ras kelią į lengvuosius automobilius – teisingai paversdami juos neatsiejama rytojaus jėgainių naudotojų dalimi.
1) Klimato neutralumas
Kuro elementuose vandenilis (H2) reaguoja su aplinkos oro deguonimi (O2). Ši reakcija išskiria energiją, kuri paverčiama į elektrą važiavimui. Kiti reakcijos produktai yra šiluma ir grynas vanduo (H2O). H2 gaunamas naudojant elektrolizę, kurios metu vanduo elektros energijos pagalba yra padalijamas į vandenilį ir deguonį. Gaminant šią elektrą iš atsinaujinančių šaltinių, kuro elementų pavara visiškai neutrali klimatui. Ypač didelių, sunkiųjų transporto priemonių kuro elementų anglies dvideginio pėdsakas yra geresnis nei vien tik iš akumuliatorių pagamintų elektrinių jėgainių, jei susidedami išmetamo CO2 kiekiai, skirti gaminti, eksploatuoti ir šalinti. Viskas, ko reikia kuro elementais varomoms transporto priemonėms, be vandenilio bako, yra daug mažesnė baterija, skirta tarpiniam buferiniam saugojimui. Tai labai sumažina jų anglies pėdsaką gamyboje. „Kuro elementų pranašumai iš tikrųjų pasireiškia tose vietose, kur privalumais negali pasigiti akumuliatorinės elektrinės pavaros“, – aiškina dr. Uwe Gackstatteris, „Bosch Powertrain Solutions“ padalinio prezidentas. „Tai reiškia, kad nėra konkurencijos tarp kuro elementų ir akumuliatorių; vietoj to jie puikiai papildo vienas kitą “.
2) Galimos programos
Vandenilis turi didelį energijos tankį. Viename kilograme vandenilio yra tiek energijos, kiek 3,3 litro dyzelino. Norint nuvažiuoti 100 kilometrų, keleiviniam automobiliui pakanka vieno kilogramą; 40 tonų sunkvežimiui reikia gerų septynių kilogramų. Kaip ir naudojant dyzeliną ar benziną, užpildyti tuščią H2 baką ir pratęsti kelionę reikia vos kelių minučių. „Kuro elementai yra pirmasis pasirinkimas gabenant didesnius krovinius daugybę kilometrų kiekvieną dieną“, – apibendrina privalumus Gackstatteris. ES finansuojamame H2Haul projekte „Bosch“ šiuo metu kartu su kitomis įmonėmis kuria nedidelį kuro elementų varomų sunkvežimių parką ir juos išleidžia į kelią. Be mobiliųjų programų, „Bosch“ kuria kuro elementų blokus stacionariems įrengimams, naudojant kietojo oksido kuro elementų (SOFC – solid-oxide fuel-cell) technologiją. Viena iš jiems numatytų paskirčių yra mažos elektros skirstymo elektrinės miestuose, duomenų centrai ir elektrinių transporto priemonių įkrovimo taškai. Jei norite pasiekti Paryžiaus klimato strategijos tikslus, ateityje vandenilis turės maitinti ne tik automobilius ir komercines transporto priemones, bet ir traukinius, lėktuvus ir laivus. Energetikos ir plieno pramonė taip pat planuoja naudoti vandenilį.
3) Efektyvumas
Vienas iš lemiamų jėgos pavaros ekologiškumo ir pelningumo veiksnių yra jos efektyvumas. Kuro elementų varomose transporto priemonėse jis yra maždaug ketvirtadaliu didesnis nei transporto priemonėse su vidaus degimo varikliais. Naudojant rekuperacinį stabdymą, efektyvumas dar labiau padidėja. Baterijomis varomos elektrinės transporto priemonės, kurios gali kaupti elektrą tiesiai į transporto priemonę ir naudoti ją varant, yra dar efektyvesnės. Tačiau kadangi energijos gamyba ir energijos poreikis ne visada sutampa laiku ir vietoje, vėjo ir saulės elektrinių elektros energija dažnai lieka nenaudojama, nes neranda vartotojo ir negali būti kaupiama. Čia pasireiškia vandenilio naudingumas. Perteklinis elektros energijos kiekis gali būti naudojamas gaminti jį decentralizuotai, paruoštą lanksčiam sandėliavimui ir transportavimui.
4) Išlaidos
Žaliojo vandenilio kaina žymiai sumažės, kai padidės gamybos pajėgumai ir sumažės elektros energijos, pagamintos iš atsinaujinančių šaltinių, kaina. Vandenilio taryba, daugiau kaip 90 tarptautinių kompanijų asociacija, tikisi, kad per ateinančius dešimt metų daugelio vandenilio įrenginių kainos sumažės perpus ir jie galės konkuruoti su kitoms technologijoms. „Bosch“ šiuo metu dirba su startuoliu „Powercell“, kad sukurtų kuro elemento šerdį ir paruoštų rinkai, pradėtų gamybą. Tikslas yra didelio našumo sprendimas, kurį galima pagaminti už mažą kainą. „Vidutinės trukmės laikotarpiu transporto priemonės naudojimas su kuro elementais nebus brangesnis nei naudojimas su tradicine pavara”, – sako Gackstatteris.
5) Infrastruktūra
Šiandieninis vandenilio degalinių tinklas nepateikia visiško aprėpties, tačiau maždaug 180-ies vandenilio degalinių Europoje jau pakanka keliems svarbiems transporto maršrutams. Daugelio šalių įmonės bendradarbiauja siekdamos plėtoti veiklą, kurią dažnai remia valstybės subsidijos. Vokietijoje politikai taip pat pripažino svarbų vandenilio vaidmenį dekarbonizuojant ekonomiką ir įtvirtino jį Nacionalinėje vandenilio strategijoje. Pavyzdžiui, bendra įmonė „H2 Mobility“ iki 2020 metų pabaigos Vokietijoje pastatys apie 100 viešai prieinamų degalinių, tuo tarpu ES finansuojamas „H2Haul” projektas apima ne tik sunkvežimius, bet ir degalines, kurios reikalingos numatomuose jų maršrutuose. Japonija, Kinija ir Pietų Korėja taip pat turi išsamias palaikymo programas.
6) Sauga
Dujinio vandenilio naudojimas transporto priemonėse yra saugus ir nėra pavojingesnis nei kiti automobilių degalai ar akumuliatoriai. Vandenilio talpyklos nesukelia didesnės sprogimo rizikos. Tiesa, kad H2 dega kartu su deguonimi ir kad jų mišinys viršijus tam tikrą santykį yra sprogus. Bet vandenilis yra maždaug 14 kartų lengvesnis už orą ir todėl labai lakus. Pavyzdžiui, bet koks iš transporto priemonės bako išbėgęs H2 pakils greičiau, nei gali sureaguoti su aplinkos deguonimi. 2003 m. JAV mokslininkų atlikto kuro elementų varomo automobilio gaisro bandymo metu pasirodė ugnies pliūpsnis, tačiau jis vėl greitai užgeso. Transporto priemonė liko beveik nepažeista.
7) Laikas
Vandenilio gamyba yra patikrintas ir technologiškai paprastas procesas. Tai reiškia, kad jį galima greitai padidinti, kad būtų patenkinta didesnė paklausa. Be to, kuro elementai jau pasiekė reikiamą technologinę brandą, kad juos būtų galima komercializuoti ir plačiai naudoti. Vandenilio tarybos teigimu, vandenilio ekonomika gali tapti konkurencinga per ateinančius dešimt metų, jei bus pakankamai investicijų ir politinės valios. „Dabar atėjo laikas pradėti vandenilio ekonomiką”, – sako Gackstatteris.
Šaltinis: Thorsten Schönfeld, www.bosch.com.
