Представете си кола, която не отделя никакви парникови газове и, за разлика от електромобилите, се зарежда за минути. Звучи твърде хубаво, за да е истина, но всъщност, това е реалността на превозните средства, задвижвани от водородни горивни клетки.

Водородните клетки работят чрез комбиниране на водород и кислород в химични реакции, генерирайки електричество, което може да задвижва превозни средства.

Тези автомобили се считат за една от алтернативите на транспортната индустрия, която генерира приблизително една четвърт от глобалните емисии. 

Все още има доста сериозни бариери пред приемането на електрическите превозни средства като алтернатива на изкопаемите горива, тъй като много потребители се притесняват за обхвата, времето за зареждане и недостига на зарядни устройства.

Но въпреки алтернативната опция, която предоставят превозните средства с водородни горивни клетки, технологията до голяма степен не успява да спечели симпатиите на шофьорите и производителите. 

Изданието на Масачузетския технологичен институт MIT Technology Review обобщава няколко основни причини, поради които все още няма много хора, които искат да карат или да произвеждат такива автомобили. 

Изоставането

Преди десетилетие надпреварата за представяне на популярно превозно средство с нулеви емисии можеше да бъде спечелена от всеки. 

През 2010 г. и двете технологии – електричеството и горивните клетки, бяха еднакво популярни като алтернатива за бъдещето на автомобила.  Днес обаче батериите са очевидният лидер. 

През 2023 г. глобалните продажби на акумулаторни електрически превозни средства надхвърлят 10 милиона, плюс около 4 милиона plug-in хибриди. През същия този период по целия свят са продадени само около 14 000 превозни средства с горивни клетки.

Това означава, че за всяко продадено превозно средство, задвижвано с водород, на пътя излизат по 1000 електромобила. И тази разлика продължава да се разширява, като продажбите на електромобили нарастват с около една трета през 2023 г., а тези на автомобили с горивни клетки се свиват с приблизително същия процент.

Продажбите са съсредоточени на няколко пазара, където има станции за зареждане - главно в Китай, Южна Корея, Япония, Германия и САЩ (почти изцяло в Калифорния).

Въпреки забавянето на продажбите, някои автомобилни производители застават зад идеята за коли с горивни клетки, особено Toyota. Компанията вярва във водорода както за горивни клетки, така и за двигатели с вътрешно горене, които ще изгарят горивото за генериране на електричество.

Пътническите превозни средства обаче изискват база от поддържаща инфраструктура. За електромобилите това са зарядни устройства, докато превозните средства с водород се нуждаят от специални станции за зареждане.

Преднината на батериите означава, че фокусът е бил върху изграждането на зарядни устройства и след като инфраструктурата за една технология бъде установена, укрепването на нова алтернативна опция може дасе окаже по-трудно.

Високата цена 

Част от причината, поради която потребителите не купуват масово водородни автомобили, е тяхната цена. Toyota Mirai от 2024 г. - едно от най-продаваните водородни превозни средства на пазара, струва около 50 000 долара.

Това е по-скъпо от сравнимите бензинови и електрически автомобили. Някои държави се опитват да помогнат, като в Южна Корея националните и местните власти предлагат стимули, които биха могли да намалят наполовина цената на ново превозно средство с горивни клетки за потребителите.

Поддръжниците на превозните средства с горивни клетки твърдят, че те просто трябва да се разширят - когато продажбите тръгнат, и разходите ще намалеят.

Точно това се случи с цените на литиево-йонните батерии - те паднаха, тъй като производството се увеличи. Разликата е, че в случая с батериите те вече са били използвани за комерсиална технология.

Клетките в превозните средства са от същия тип като тези, захранващи дигиталните устройства, като камери, телефони и дронове. Ситуацията с горивните клетки е различна. 

Междувременно, доставките на литиево-йонни батерии продължават да се увеличават, а цените им са паднали с над 80% само през последното десетилетие.

Цената на самото превозно средство не е единственият проблем. Разходите за гориво също са високи - за едно и също разстояние водородното гориво би струвало повече от електричеството, понякога дори и от бензина.

Неотдавнашен анализ от търговското издание Hydrogen Insight установява, че след поскъпването на водорода в Калифорния, цената за шофиране на Toyota Mirai е почти 14 пъти по-висока от тази за шофиране на Tesla Model 3.

Разликата не е толкова голяма навсякъде, но тенденцията като цяло се запазва в световен мащаб – водородът е по-скъпият вариант.

Липсващата инфраструктура

Едно от основните предимства на превозните средства с горивни клетки е бързината на зареждане с гориво. Изграждането на подходящи станции обаче се оказва предизвикателство.

От Toyota описват проблема с водородната инфраструктура като "дилемата с кокошката и яйцето“ - търсенето на водородни превозни средства е слабо, защото няма достатъчно бензиностанции, но изграждането на такива няма икономически смисъл, защото броят на водородните автомобили по пътищата е малък. 

Като цяло инфраструктурата за водородно гориво бележи скромен растеж в световен мащаб, но на някои ключови пазари нещата вървят в грешна посок, включително и в Калифорния, където Shell затвори всички свои станции за водородно гориво за пътнически превозни средства, въпреки че компанията все още ще управлява някои за тежкотоварни автомобили. 

Акумулаторните превозни средства също са възпрепятствани от инфраструктурата. Голямата разлика обаче е, че е възможно електромобилите да се зареждат практически навсякъде, където има електрическа връзка.

Така че потребителите имат опция за зареждане дори без обществени бързи зарядни устройства, докато водородните превозни средства разчитат изцяло на станциите със специална логистика.

Неефективната технология

Друг проблем за горивните клетки е, че те просто са по-неефективни от батериите. При преобразуването на енергия от една форма в друга винаги има загуби.

В случая на литиево-йонните батерии това означава преобразуване на електричеството в химическа енергия по време на зареждане и обратното по време на разреждане.

Приблизително 10% от електроенергията, изразходвана за зареждане на батерията, се губи в процеса, което прави ефективността около 90%.

Водородните горивни клетки губят значително повече енергия - пътуването от електричество към водород чрез процеса на електролиза води до около 30% загуба.

След това още 20% от първоначалното вложено електричество се губи при обратното преобразуване, което прави целия процес едва около 50% ефективен.

Тези загуби имат дълготрайни последици за цената и наличността на водородното гориво.

Ако избирате между използването на същото количество възобновяема енергия за директно зареждане на EV и превръщането му във водород за използване в автомобил с горивни клетки, има голяма разлика в изискванията за необходимото електричество.

Дефицитът на "зелен" водород

В момента водородът не е решение за декарбонизация и това е сериозен проблем. Причината е, че почти целият наличен водород до голяма степен се използва за химикали и торове, както и в нефтените и газовите операции, като се произвежда с помощта на изкопаеми горива.

Така че, докато самото превозно средство с горивни клетки няма да отделя парникови газове, производството на водородното гориво, което използва, обикновено е отговорно за известно замърсяване на климата.

Има начини за генериране на водородно гориво с по-ниски емисии, като някои използват устройства, наречени електролизатори, захранвани с електричество.

Ако това електричество идва от възобновяеми източници, водородът може да бъде нисковъглеродна опция за съхранение и доставяне на енергия.

Други усилия за производство на водород в процес на разработка включват улавянето му, което също може да намали емисиите, свързани с горивото, въпреки че много експерти имат опасения относно ефективността на тези технологии. 

Но и в двата случая вероятно няма да има достатъчно нисковъглеродна версия на горивото в близко бъдеще.

По-добрите алтернативи за използване

Производството на водород с ниски емисии може да достигне 38 милиона метрични тона до 2030 г., ако всички проекти на ранен етап бъдат изпълнени според очакванията, твърди Международната агенция по енергетика.

Това е значителна част от текущото глобално търсене, което достига 95 милиона метрични тона през 2022 г.

Но нисковъглеродният водород се предлага като решение за много други индустрии - от авиацията и корабоплаването до тежката промишленост. Личнитепревозни средства, всъщност, може да са едно от най-лошите възможни приложения за чистия водород, според експертите. 

По отношение на приоритета, начело на списъка ще бъде замяната на съществуващите употреби на водорода, като производството на торове и други химикали.

Следва употребата му в тежката промишленост, като производството на стомана и цимент. Други предизвикателства, като полетите на дълги разстояния и маршрутите за корабоплаване, също трябва да бъдат взети предвид за доставките на водород.

Пътническите превозни средства попадат в дъното на списъка, защото вече има други опции, които работят, а именно - електрическите превозни средства.

И все пак... 

Това обаче не означава, че водородът е напълно забравен като алтернатива за автомобилно задвижване. Горивото може да бъде полезно в по-сложен в технологично отношение сектор - тежкотоварните превози на дълги разстояния. 

Toyota се фокусира именно върху тези превозни средства, тъй като при тях времето за зареждане и максималният пробег са от огромно значение и електрическите батерии все още не дават смислена алтернатива. 

Тъй като батериите са тежки, те ограничават потенциалния полезен товар, който могат да носят такива превозни средства, така че не са идеален вариант.

Дългото време за зареждане и недостигът на зарядни устройства с висока мощност, които биха били необходими за захранване на масивните батерии, също са сериозни пречки. 

Ако водородът се използва за превоз на дълги разстояния, има вероятност ефектите да се разпространят и в други превозни средства по пътя. Това обаче едва ли ще стане скоро, тъй като в момента изглежда, че пазарът на нисковъглеродните автомобили е решен изцяло в полза на електрическите возила. 

Новините на Darik Business Review във Facebook , Instagram , LinkedIn и Twitter !