Η αυτοκίνηση με υδρογόνο απειλεί την ηλεκτροκίνηση – Μάθε τι συμβαίνει
Η δυνατότητα ταχύτατης ανάκτησης αυτονομίας που προσφέρει στα ηλεκτρικά οχήματα κυψελών καυσίμου/υδρογόνου (FCEVs) η ευκολία με την οποία πραγματοποιείται ο ανεφοδιασμός (συγκρίσιμος σε χρόνο με τον ανεφοδιασμό σε ντίζελ) έχουν οδηγήσει ήδη αρκετά βαρέα φορτηγά στους δρόμους της Ευρώπης, με μεγάλους κατασκευαστές να μην κρύβουν την προτίμησή τους σε αυτήν τη μορφή ηλεκτροκίνησης.
Θυμίζουμε ότι σε ένα όχημα κυψελών υδρογόνου παράγεται επί τόπου ηλεκτρικό ρεύμα μέσω μιας διαδικασίας που είναι αντίστροφη της ηλεκτρόλυσης. Θα μπορούσε λοιπόν κανείς να πει ότι το υδρογόνο «καίγεται» (αφού ενώνεται με το οξυγόνο) μόνο που τα καυσαέρια είναι υδρατμοί – κοινώς… νεράκι!
ΔΙΑΒΑΣΕ ΑΚΟΜΑ: Έτσι μπορείς να αναβαθμίσεις τον ντίζελ κινητήρα από Euro 5 σε Euro 6
Σήμερα, η πλειονότητα των αυτοκινήτων εξοπλίζεται με κινητήρες οι οποίοι τροφοδοτούνται από βενζίνη ή πετρέλαιο, ενώ δειλά-δειλά η ηλεκτροκίνηση κερδίζει όλο και μεγαλύτερο έδαφος στον χώρο του αυτοκινήτου.
Παρ` όλα αυτά, τα ερευνητικά τμήματα των αυτοκινητοβιομηχανιών αναζητούν συνεχώς νέους τρόπους τροφοδοσίας, ώστε να αυξηθεί η αποδοτικότητα, να μειωθεί το κόστος και ταυτόχρονα να συμβαδίζουν με τις συνεχώς αυξανόμενες περιβαλλοντικές απαιτήσεις.
Τα αυτοκίνητα κυψελών καυσίμου υδρογόνου διαφέρουν ριζικά από τα βενζινοκίνητα, πετρελαιοκίνητα, υβριδικά ή ηλεκτρικά αυτοκίνητα. Μάλιστα οι περισσότεροι τα χαρακτηρίζουν ως μια κατηγορία μόνα τους. Σήμερα αποτελούν την μειοψηφία με λίγες μονάδες σε κάθε χώρα, όμως το μέλλον τους αναμένεται να είναι λαμπρό.
Δεν έχουν καμία σχέση με τα αυτοκίνητα υγραερίου LPG και η λειτουργία τους είναι πολύ διαφορετική από αυτήν. Βρίσκονται πιο κοντά στα ηλεκτρικά αυτοκίνητα, αφού δεν έχουν κινητήρα εσωτερικής καύσης. Αντίθετα υπάρχει κυψέλη καυσίμου, η οποία παράγει ηλεκτρική ενέργεια χρησιμοποιώντας υδρογόνο. Για να κινηθεί θα πρέπει ο οδηγός να γεμίσει τη δεξαμενή του με υδρογόνο από μια αντλία και η μόνη εκπομπή ρύπων είναι νερό (H2O). Με δεδομένο ότι το υδρογόνο είναι ένα στοιχείο που βρίσκεται παντού στον πλανήτη, δεν είναι πιθανό να εξαντληθεί όπως η βενζίνη ή το ντίζελ.
Τα αυτοκίνητα υδρογόνου είναι σήμερα σπάνια, αλλά αναλυτές αναφέρουν ότι αυτό μπορεί να αλλάξει στο μέλλον. Ήδη κάποιες αυτοκινητοβιομηχανίες επενδύουν στην συγκεκριμένη τεχνολογία και έχουν θέσει ως πλάνο να βγάλουν σύντομα στην παραγωγή αντίστοιχα οχήματα.
Η λειτουργία τους είναι απλή και η μόνη υποχρέωση του οδηγού είναι να γεμίζει τη δεξαμενή του με υδρογόνο, όπως κάνει σήμερα με τα ορυκτά καύσιμα. Η δεξαμενή βρίσκεται σε ασφαλές μέρος και προστατεύεται επαρκώς. Τροφοδοτείται στην κυψέλη καυσίμου, η οποία παράγει ηλεκτρική ενέργεια, όπου μέσα από μια χημική αντίδραση που παίρνουν μέρος υδρογόνο και οξυγόνο, παράγεται ηλεκτρική ενέργεια. Μέσα στην κυψέλη καυσίμου υπάρχει ένα υγρό με θετικά φορτισμένη άνοδο στη μία πλευρά και μια αρνητικά φορτισμένη καθόδου στην άλλη. Όπως λειτουργεί μια μπαταρία. Στην κυψέλη τα άτομα υδρογόνου χωρίζονται σε πρωτόνια και ηλεκτρόνια. Το πρώτο μετατρέπεται σε προϊόν εξάτμισης (καθαρό νερό) και το δεύτερο παρέχει την ισχύ για τον ηλεκτροκινητήρα του αυτοκινήτου. Υπάρχει επίσης μια μπαταρία, η οποία λειτουργεί με τον ίδιο τρόπο που λειτουργεί και μια μπαταρία σε ηλεκτρικό αυτοκίνητο. Όμως πρώτα η κυψέλη καυσίμου συχνά στέλνει ενέργεια απευθείας στους κινητήρες και η επιπλέον ενέργεια αποθηκεύεται στην μπαταρία.
Οι ηλεκτροκινητήρες που χρησιμοποιούνται είναι ίδιοι με τους ηλεκτροκινητήρες των σημερινών ηλεκτρικών αυτοκινήτων, με μία διαφορά. Τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα παίρνουν την ενέργεια αποκλειστικά από την μπαταρία, ενώ σε ένα αυτοκίνητο υδρογόνου προέρχεται από γεννήτρια που χρησιμοποιεί υδρογόνο και μόνο η επιπλέον ενέργεια αποθηκεύεται στην μπαταρία.
Αυτό σημαίνει ότι ένα αυτοκίνητο υδρογόνου μπορεί να κινηθεί άμεσα με υδρογόνο, αλλά και να αποθηκεύσει ηλεκτρική ενέργεια. Το κύριο πλεονέκτημα των αυτοκινήτων υδρογόνου είναι ότι δεν παράγουν εκπομπές ρύπων, παρά μόνο νερό, ενώ η τεχνολογία τους βγάζει από το άγχος τις αυτοκινητοβιομηχανίες όσον αφορά τα όρια των εκπομπών ρύπων.
Το υδρογόνο μπορεί να μπει στην δεξαμενή μέσω αντλίας. Όμως για να γίνει αυτό, θα πρέπει στο βενζινάδικο να υπάρχει μεγάλη υποδοχή αποθήκευσης υδρογόνου, γεγονός που με τα σημερινά δεδομένα αποτελεί απαγορευτική επένδυση. Ωστόσο, δεν θα πρέπει να παραγνωρίζουμε το γεγονός ότι η τιμή του υδρογόνου είναι πολύ ακριβή. Αν αυτά τα προβλήματα ξεπεραστούν, τότε η συγκεκριμένη τεχνολογία θα μπορέσει να αναπτυχθεί και να κερδίσει έδαφος σε σχέση με την ηλεκτροκίνηση.
Για μερικούς οδηγούς η φόρτιση στο σπίτι είναι βολική και φθηνή και έχουν δεχτεί με χαρά τη νέα τεχνολογία και είναι δύσκολο στο μέλλον να αλλάξει την συνήθειά τους. Αυτός είναι και ο βασικός λόγος που οι κατασκευαστές φαίνεται να επικεντρώνονται κυρίως σε ηλεκτρικά οχήματα. Αυτά μέχρι στιγμής, καθώς στο μέλλον σίγουρα θα δούμε και αυτοκίνητα με κυψέλες υδρογόνου. Κυρίως στα φορτηγά όπου οι κυψέλες υδρογόνου θα είναι ιδιαίτερα αποδοτικές και θα αποτελέσει μια καλή λύση για γρήγορο ανεφοδιασμό.
Στο παρελθόν έχουν «πειραματιστεί» πολλές εταιρείες με την υδρογονοκίνηση, παρουσιάζοντας ενδιαφέρουσες ιδέες. Αυτοκινητοβιομηχανίες όπως η BMW και η Ford έχουν παρουσιάσει πρωτότυπα αυτοκίνητα που εξοπλίζονται με κινητήρες εσωτερικής καύσης, αλλά αντί για πετρέλαιο, βενζίνη ή φυσικό αέριο, χρησιμοποιούν ως πηγή ενέργειας το υδρογόνο. Aλλο ένα παράδειγμα είναι η Mazda, η οποία στο παρελθόν είχε παρουσιάσει μία πρωτότυπη έκδοση του RX8, το οποίο εξοπλιζόταν με περιστροφικό κινητήρα (wankel) που κινούνταν με υδρογόνο. Βέβαια, το πρώτο αυτοκίνητο που πέρασε στην παραγωγή και κινείται με ηλεκτρική ενέργεια προερχόμενη από κυψέλες καυσίμου δεν είναι άλλο από το Toyota Mirai. Το συγκεκριμένο όχημα διαθέτει δύο δεξαμενές συνολικής χωρητικότητας 4,9 κιλών. Η πρώτη βρίσκεται κάτω από τα πίσω καθίσματα και η δεύτερη κάτω από τον χώρο αποσκευών. Για το γέμισμα των δεξαμενών απαιτούνται μόλις 3 λεπτά, η αυτονομία αγγίζει τα 500 χιλιόμετρα, ενώ η ποσότητα νερού που αποβάλλεται υπολογίζεται στα 7 λίτρα ανά 100 χιλιόμετρα. Η ισχύς του ηλεκτροκινητήρα φτάνει στους 155 ίππους και, ασφαλώς, οι εκπομπές ρύπων είναι μηδενικές. Τέλος, αξίζει να σημειώσουμε ότι όλο και περισσότερες εταιρείες επενδύουν στην έρευνα πάνω στην υδρογονοκίνηση. Τρανό παράδειγμα η συνεργασία των General Motors και Honda για τη δημιουργία καινοτόμων συστημάτων ενεργειακών κυψελών που θα τοποθετηθούν στα μελλοντικά τους αυτοκίνητα.
Το υψηλό κόστος των ίδιων των κυψελών, αλλά και των απαιτούμενων υποδομών, είναι αυτό που προς το παρόν έχει «συγκρατήσει» τη χρήση τους στα ΙΧ. Στα μεγάλα φορτηγά όμως οι συσχετισμοί είναι άλλοι. Ακόμα όμως και έτσι, το υδρογόνο εξακολουθεί να είναι ελκυστικό και για τα ελαφρά επαγγελματικά αυτοκίνητα.
