Nośnik energii dostępny wszędzie i właściwie w nieograniczonej ilości. Przyjazny dla środowiska. Dający się transportować i przechowywać. Bezpieczny. A do tego cechujący się najwyższą gęstością energii spośród wszystkich znanych nośników i niezwykłą elastycznością, jeżeli chodzi o możliwości zastosowań. Utopia? Nie, to opis wodoru.

Wodór – czy zastąpi ropę?
Nie bez powodu uważa się, że wodór będzie w przyszłości odgrywał ogromną rolę. Stawiana jest teza, że stanie się on głównym paliwem dla transportu. Może być wykorzystywany jako paliwo w tradycyjnym silniku spalinowym. Jednak nie wydaje się, aby w przyszłości działo się to na szerszą skalę. Większość wysiłków skierowanych jest na dopracowanie technologii wykorzystania wodoru w ogniwach paliwowych do wytworzenia energii napędzającej silnik elektryczny. Pojawiające się w tekście określenia „samochód z napędem wodorowym” lub „samochód napędzany wodorem” oznaczają jednostki wyposażone w wodorowe ogniwo paliwowe.

Stacje tankowania paliwa wodorowego
Na koniec marca 2014 roku na całym świecie funkcjonowało 168 stacji tankowania paliwa wodorowego, z czego 72 w Europie, 67 w Ameryce Północnej i 46 w Azji. Liczby te nie są imponujące. Warto jednak przyjrzeć się historii dochodzenia do tych liczb oraz realizowanym projektom. Dzięki temu widać, że to zaledwie początek. Aktualnie w zaawansowanej fazie planowania znajduje się kolejnych 95 stacji, z czego 26 w Ameryce Północnej, 23 w Azji i 44 w Europie. Jednak rozwój technologii wodorowej nie dotyczy w równym stopniu wszystkich krajów na tych kontynentach.

Produkcja seryjna stacji tankowania oraz samochodów
W lipcu tego roku koncern Linde rozpoczął seryjne wytwarzanie stacji tankowania paliwem wodorowym. Jest to pierwsza taka produkcja seryjna na świecie. Z pewnością w dopracowaniu technologii pomogło 70 stacji do tej pory zbudowanych przez Linde. Rocznie koncern będzie produkował 50 stacji. Pierwszych 28 egzemplarzy ma już odbiorcę z Japonii. Ilość stacji tankowania paliwa będzie zależała od ilości samochodów z napędem wodorowym. Aby jednak pojawiły się one na drogach, niezbędna jest, chociażby słabo rozbudowana, infrastruktura do ich tankowania. W krajach, w których budowę infrastruktury wspiera się ze środków publicznych, tworzone są warunki, aby samochody takie mogły być użytkowane. Wydaje się bowiem, że ich pojawienie na drogach w większej ilości to kwestia kilku najbliższych lat. Do tej pory ich ilość na drogach była niemal niezauważalna.

Samochody na wodór – czy to rzeczywiście przyszłość?
W przypadku pozytywnej odpowiedzi na to pytanie, warto doprecyzować je o kwestię horyzontu czasowego. Wydaje się, że w obliczu gigantycznych środków, które zostały zainwestowane w rozwój modeli samochodów napędzanych wodorem oraz infrastrukturę do ich tankowania, powinny one zaistnieć na rynku. Jednak, patrząc na plany wprowadzania do sprzedaży modeli wyposażonych w wodorowe ogniwo paliwowe przez poszczególne koncerny samochodowe, widać, że ocena kiedy samochody z tym rodzajem napędu mają szansę zaistnieć na rynku, rożni się dość mocno. Najbardziej ostrożny w tej kwestii jest Volkswagen, przewidując taki model dopiero na rok 2020–2025.

Czy wodór jako paliwo jest rzeczywiście ekologiczny?
Samochody napędzane wodorem nie emitują zanieczyszczeń. Z rury wydechowej wylatuje jedynie para wodna. Nie oznacza to jednak, że wodór z definicji jest paliwem ekologicznym. Problem tkwi w jego pozyskaniu. Teraz na skalę przemysłową wodór otrzymuje się głownie z ropy naftowej, gazu ziemnego lub węgla, wykorzystując zazwyczaj metodę reformingu z parą wodną, przez częściowe utlenienie ciężkich węglowodorów lub zgazowanie węgla. Emitowane są przy tym duże ilości dwutlenku węgla. Dodatkowo stosowane są surowce kopalne, których zużycie chce się ograniczyć. Jednak są metody pozyskiwania wodoru, które czynią z niego paliwo ekologiczne. Jest to na przykład elektroliza wody, do przeprowadzenia której wykorzystywana jest energia elektryczna ze źródeł odnawialnych, np. z instalacji PV lub wiatraków. Na całym świecie działa już 50 stacji tankowania wodoru, niektóre od 10 lat, w których wodór wytwarzany jest na miejscu właśnie w ten sposób. Zgazowanie biomasy jest również praktykowaną metodą, jednak jej potencjał jest mocno ograniczony ze względu na dostępność surowca.

Barbara Adamska ADM Poland

Źródła:
• Biuro Szacowania Skutków Techniki przy Niemieckim Bundestagu (TAB), Koncepcje elektromobilności i ich znaczenie dla gospodarki, społeczeństwa i środowiska, październik 2012
• California Environmental Protection Agency, Facts about Environmental and Energy Standards for Hydrogen Production (SB1505), www.arb.ca.gov/ msprog/hydprod/hydprod_fs.pdf
• EU Coalition 2009, The role of Battery Electric Vehicles, Plug-in Hybrids and Fuel Cell
• Electric Vehicles. A portfolio of power- -trains for Europe: a factbased analysis. Październik 2009. www.fchju.eu/sites/ default/files/documents/Power_trains_ for_Europe.pdf
• Komisja Europejska, HyWays – The European Hydrogen Energie Roadmap. ftp://ftp.cordis.europa.eu/pub/fp7/ energy/docs/hyways-roadmap_en.pdf
• International Energy Agency, Prospects for Hydrogen and Fuel Cells, Paryż 2005
• LBST i TUV SUD, portal www.hyweb.de
• Ministerstwo Środowiska, Energii, Rolnictwa i Ochrony Konsumentow Kraju Związkowego Hesja, Wodor i ogniwa paliwowe. Bezemisyjna technologia energetyczna o wysokiej efektywności, kwiecień 2013

Cały artykuł w GLOBEnergia 5/2014