Wodór jako paliwo przyszłości. Po entuzjastycznym przyjęciu pojawiają się znaki zapytania

Już sprzedają samochód nowej ery, choć w Polsce nie da się go nawet zatankować. Wykorzystująca wodór toyota wydaje się przynosić nam napęd przyszłości, ale uzyskanie paliwa, wbrew pozorom, wcale takie łatwe i ekologiczne nie jest.

Nie wygląda jak statek kosmiczny, nie wyróżnia się (zbytnio) na ulicy, nie przyciąga uwagi odgłosem silnika. Może dlatego, że nie ma na pokładzie klasycznej "spalinówki". Zamiast tego nowa Toyota Mirai ma ogniwo wodorowe, małą baterię, silnik elektryczny i trzy zbiorniki z wodorem. Łącznie to jakieś 5 kg gazu. Gdy jedzie przez miasto, oczyszcza powietrze. Gdy stoi, z rury wydechowej leci wyłącznie czysta, zdemineralizowana woda. Dla wszystkich walczących o ekologiczny transport Mirai wydaje się być pojazdem zesłanym z niebios.

Kilka lat temu w Polsce był już zarejestrowany jeden samochód wodorowy. Poprzednia generacja Miraia musiała jednak jeździć na lawecie do Berlina, bo to tam znajdowała się najbliższa stacja tankowania wodoru. Proces nie jest trudny – sam podpinałem ten egzemplarz pod dystrybutor. Pistolet jest nieco większy, gdyż zawiera zawór. Całość przebiega tak, jakbyście tankowali LPG do swojego auta.

Nie tylko Toyota eksperymentuje z napędem wodorowym. Mocną pozycję ma Hyundai, na dniach dowiemy się o planach koncernu Stellantis, Renault też planuje rozwój pojazdów dostawczych wykorzystujących wodór do napędu.

Zasada działania aut wykorzystujących wodór jest prosta. Tak naprawdę koła napędzane są przez silnik elektryczny, który energię bierze z działania ogniwa wodorowego. To tam, dzięki specjalnej błonie, cząsteczki wodoru są rozbijane na protony i elektrony. Te pierwsze łączą się z tlenem, dając wodę, a elektrony przepływają do katody zewnętrznym obwodem, generując prąd. Żadnego spalania, żadnych zanieczyszczeń.

W teorii sprawę ułatwia fakt, że wodór to najczęściej występujący we wszechświecie pierwiastek. "Najczęściej występujący" nie oznacza jednak, że jest łatwy do pozyskania w czystej, gotowej do zatankowania formie. Co gorsza, nie jest to specjalnie efektywne energetycznie. Grupa Lotos przymierza się do produkcji takiego paliwa w formie elektrolizy, czyli rozpadu cząsteczki wody na tlen i wodór pod wpływem prądu. Zapytałem przedstawicieli firmy, ile tak naprawdę go potrzeba.

"W przypadku produkcji wodoru wytwarzanego w procesie elektrolizy na potrzeby transportu należy zakładać od 55 do 70 kWh na 1 kg wodoru” – informuje biuro prasowe marki Lotos. 1 kg wodoru wystarczy, by przejechać samochodem wodorowym ok. 100 km. By taką trasę pokonać pojazdem elektrycznym, wystarczy od ok. 20 do 30 kWh (mowa o warunkach autostradowych). Dodatkowo wodór trzeba sprężyć do ciśnienia 700 bar, a to też wymaga energii.

Nieco bardziej optymistyczny wariant, przynajmniej pod względem energetycznym, wskazuje Grupa Azoty, która produkuje wodór (najwięcej w Polsce) do syntezy amoniaku. W tym wypadku uzyskuje się go z gazu ziemnego w ramach reformingu. "Wartość całkowitej energii w przypadku produkcji z gazu ziemnego jest na poziomie 45-50 kWh/1 kg H2, z czego najwięcej stanowi energia wniesiona w surowcach” – informuje Monika Darnobyt z Biura Komunikacji Grupy Azoty.

Wyjaśnia też, że "w energię wlicza się energię elektryczną do napędu maszyn, energię wniesioną wraz z surowcami (95 proc. całkowitej energii) i energię cieplną. Samego prądu zużywa się mniej niż 1 kWh na każdy wytworzony kilogram wodoru.

Ostatecznie w takim procesie tworzy się też dwutlenek węgla, jego związki oraz ciepło. Wodór, "po oddzieleniu z gazów odpadowych i wielokrotnym oczyszczaniu na filtrach PSA, ma czystość nawet ponad 99,99 proc. w zależności od parametrów oczyszczania, czasu filtrowania, jakości surowców użytych w procesie produkcyjnym" – informuje Monika Darnobyt.

Wodór ma jeszcze jedną, irytującą przypadłość – bardzo trudno go schwytać. "Przeciska się" przez wszystko. Można czysto teoretycznie założyć, że nawet z najnowszych zbiorników z tworzywa sztucznego wzmocnionego włóknem węglowym i szklanym (wytrzyma nawet ostrzał z broni małego kalibru) wodór również "ucieknie". Pojawia się więc problem przetrzymywania go przez dłuższy czas na stacjach tankowania. Lotos nie zakłada, żeby ubytki sprężonego wodoru na stacji tankowania miały istotny wpływ na straty paliwa. Nad wielkoskalowym magazynowaniem wodoru pracuje też PGNiG.

Choć nad technologią napędu wodorowego pracują giganci, nie każdy z producentów jest przekonany do tego typu paliwa. "Jako grupa spoglądamy w tym kierunku, ale dla Volkswagena, w najbliższej przyszłości, nie jest to opcja" – stwierdził Mathias Rabe, odpowiedzialny za dział techniczny marki.

"Nie zobaczymy rozpowszechnienia się wodoru w samochodach – poinformował niedawno szef Grupy Volkswagena Herbert Diess. - Nawet za 10 lat, ponieważ nie stoi za tym żaden fizyczny powód. Nie można ulepszyć ogniwa jak silnika spalinowego. I tak potrzebujesz silnika elektrycznego, akumulatora oraz paliwa" – dodał.

Z rezerwą do wodoru podchodzi też BMW (choć przed laty eksperymentowało z tym paliwem) czy Mercedes.

Takiej rezerwy nie ma natomiast Ministerstwo Klimatu, które pracuje nad strategią wykorzystania wodoru w energetyce czy transporcie. W przypadku tej pierwszej każda dywersyfikacja jest mile widziana, bo energetyka i energochłonny przemysł emitują rocznie ok. 350 mln ton ekwiwalentu dwutlenku węgla. Na razie jednak projekt przemiany polskiej gospodarki znajduje się w fazie konsultacji – a czas ucieka.