Ciężarówki napędzane wodorem – co warto o nich wiedzieć?

UE określiła, że pojazdy ciężarowe muszą zmniejszyć emisję CO2 o 15% od 2025 r. i o 30% od 2030 r. Według Międzynarodowej Rady Czystego Transportu samochody te odpowiadają za 25% emisji CO2 w ruchu drogowym, więc można założyć, że cele te będą miały poważne konsekwencje dla branży transportu drogowego.

W związku z tym rośnie zaangażowanie producentów w tworzenie bezemisyjnych pojazdów ciężarowych. Większość marek ogłosiła ambitne plany w zakresie wprowadzania do oferty tego rodzaju aut i poszukuje rozwiązań, które pozwolą na pokonywanie długich odcinków bez generowania spalin. Najbardziej rozpowszechnionym i już przyjętym podejściem jest zastosowanie energii elektrycznej. Niektórzy producenci opracowują również rozwiązania oparte na wodorze.

Jak to działa?

Silnik wodorowy nie jest zbyt skomplikowany. Wodorowe ogniwo paliwowe jest instalowane z przodu pojazdu. Reakcja chemiczna zachodzi pomiędzy wodorem zmagazynowanym w zbiornikach auta a tlenem pochodzącym z zewnątrz. W wyniku tej reakcji wytwarzana jest energia elektryczna napędzająca pojazd. Dochodzi też do skraplania wody, która jest jedyną substancją wydalaną przez rurę wydechową. Pojazdy zasilane wodorem również posiadają akumulator, w którym gromadzony jest nadmiar energii elektrycznej, dzięki czemu można ją wykorzystać w dowolnym czasie.

Marki takie jak Toyota czy Mercedes-Benz we współpracy z firmami specjalizującymi się w tym paliwie opracowują już prototypy samochodów ciężarowych z wodorowym układem napędowym. Prym wiedzie jednak Hyundai Motor Company. Koreański koncern i szwajcarska firma H2 Energy stworzyły Hyundai Hydrogen Mobility (HHM). W ramach tego przedsięwzięcia w Europie już testuje się flotę ciężarówek wodorowych XCIENT, składającą się z 46 pojazdów. Pokonały one już łącznie ponad milion kilometrów, redukując emisję CO2 o ponad 631 ton.

To właśnie zasięg jest jednym z problemów w przypadku silników innych niż spalinowe. Na przykład Hyundai XCIENT Fuel Cell może przejechać do 400 km na jednym ładowaniu, korzystając z 31-litrowego zbiornika wodoru, którego uzupełnienie zajmuje od 8 do 20 minut w zależności od temperatury otoczenia. W tej kwestii już pojawiają się jednak usprawnienia. Na targach IAA Transportation w Niemczech w 2022 roku firma Quantron zaprezentowała QHM FCEV Heavy Truck. To stworzona we współpracy z Ballard Power Systems elektryczna ciężarówka napędzana wodorowym ogniwem paliwowym i dysponująca zasięgiem do 1500 kilometrów zapewnianym przez jedno tankowanie.

Punkty tankowania i „konkurencja” z bateriami elektrycznymi ̶ pięta achillesowa wodoru

Największym problemem producentów ciężarówek wykorzystujących wodór jest jednak brak punktów tankowania oraz „konkurencja” z akumulatorami elektrycznymi. To prawdziwa pięta achillesowa wodoru.

Europejskie Stowarzyszenie Producentów Samochodów (ACEA) przewiduje, że do 2030 r. po europejskich drogach może jeździć około 60 000 pojazdów ciężarowych napędzanych wodorem, co wymaga około 1000 stacji tankowania. Obecnie na kontynencie funkcjonuje jednak tylko 228 elektrowni wodorowych, z czego 101 znajduje się w Niemczech.

Co więcej, nie wszyscy producenci samochodów ciężarowych opowiadają się za wodorowymi ogniwami paliwowymi. Tesla i Grupa Volkswagen zadeklarowały, że będą stosować w ciężarówkach akumulatory elektryczne. Argumentują to wyższą efektywnością energetyczną oraz niższymi kosztami zakupu i utrzymania pojazdów.

Wielkim atutem rozwoju infrastruktury do ładowania pojazdów elektrycznych w celu zaspokojenia przyszłego popytu jest fakt, że opieranie się na już istniejącej, rozległej sieci energetycznej jest znacznie łatwiejsze i mniej kosztowne niż tworzenie całej branży produkcji, transportu, magazynowania i dystrybucji wodoru.

Należy jednak pamiętać o jednej kwestii. Obecnie wyzwaniem dla pojazdów elektrycznych na baterie są dalekobieżne operacje logistyczne (średnio 100 000 km rocznie) oraz transport bardzo ciężkich towarów (co oznacza wysokie zużycie energii na kilometr).

W tym kontekście przewagę ma wodór. Napędzane nim pojazdy mają możliwość powiększenia pojemności zbiornika, aby zwiększyć zasięg. Natomiast ciężarówki elektryczne nie mogą zwiększyć liczby akumulatorów ze względu na wagę i czas ładowania. To właśnie podstawowe wyzwania w transporcie: optymalizacja czasu i odległości. Pojazd zarabia, gdy jedzie i generuje straty, gdy nie jest w ruchu.

Jesteśmy w kluczowym momencie, w którym decyduje się to, która opcja zwycięży w niedalekiej przyszłości. Jasne jest jednak, że każda z nich będzie oferować transport bezemisyjny, który jest bardziej zrównoważony i przyjazny dla środowiska.