Baterijski pogonjeni automobili ili oni pokretani vodoničnim gorivnim ćelijama, pitanje je sad?
Još od lansiranja Nissan Leafa 2010. i Tesla Modela S 2012., na baterijsko-električne automobile (BEV) je stavljen primaran fokus u okviru vaskolike automobilske industrije.
Ova kapitalna tranzicija se odigrava neverovatnom stopom: u Kini je 2021. prodato tri miliona BEV-a, što je milion više u odnosu na prethodnu godinu. U SAD, očekuje se da će se broj tržišno dostupnih električnih modela udvostručiti do 2024.
Međutim, da bi se ostvarili globalni ciljevi u borbi protiv klimatskih promena, Međunarodna energetska agencija tvrdi da će automobilskoj industriji biti potrebno 30 puta više minerala godišnje, što u perspektivi može da predstavlja ozbiljan problem. Mnogi strahuju da bi to moglo u velikoj meri da optereti sistem snabdevanja. Naime, podaci ukazuju na sve veći raskorak između rastućih ambicija na planu ekologije i dostupnosti ključnih minerala.
Na sreću, baterijski pognjena vozila ne predstavljaju jedinu soluciju kada je reč o dekarbonizaciji prevoza.
Kako funkcionišu vodonične gorivne ćelije?
FCEV su takođe električni automobili, koji ne proizvode bilo kakvu emisiju štetnih gasova mimo onih vezanih za samu proizvodnju vozila. Glavna razlika je u tome što BEV modeli poseduju velike baterije u koje se skladišti električna energija, dok FCEV proizvode sopstveni elektricitet koristeći vodonične gorivne ćelije.
| Glavne BEV komponente | Glavne FCEV komponente |
| Baterija | Baterija |
| Punjač | Rezervoar za vodonik |
| Elektromotor | Svežanj gorivnih ćelija |
| Elektromotor | |
| Izduv
|
Hajde da se podsetimo na funkcije glavnih FCEV komponenti
Baterija
Na prvom mestu, tu je litijum-jonska baterija u koju se skladišti električna energija koja napaja elektromotor. U FCEV automobilu, baterija je manja nego u onom BEV tipa, jer ne predstavlja primarni izvor energije. Poređenja radi, Tesla Model S Plaid poseduje 7.920 litijum-jonskih ćelija, dok Toyota Mirai FCEV sadrži samo 330.
Rezervoar za vodonik
FCEV modeli imaju rezervoar u koji se skladišti vodonik u gasovitom stanju. Tečni vodonik ne može da se koristi na ovaj način jer zahteva kriogeničke temperature od -150 °C. Vodonik u gasovitoj formi, zajedno s kiseonikom, ulazi u gorivnu ćeliju.
Svežanj gorivnih ćelija i motor
Gorivne ćelije koriste vodonik u gasovitom stanju da bi generisale električnu energiju, i to tako što on prolazi kroz ćeliju gde se deli na protone (H+) i elektrone (e-). Protoni prolaze kroz elektrolit, koji je tečan ili u vidu gela. Elektroni ne mogu da prođu kroz elektrolit, tako da se umesto toga kreću spoljašnjim putem. Na ovaj način se kreira električna energija koja napaja motor.
Izduv
Na kraju procesa koji se odigrava u vodoničnim gorivnim ćelijama, elektroni i protoni se susreću i spajaju s kiseonikom. Tu dolazi do hemijske reakcije u kojoj se proizvodi voda (H2O), koja se dalje emituje kroz izduvnu cev.
Koja je tehnologija pobednička?
Kao što znamo, većina proizvođača automobila je orijentisana na baterijski pogonjena vozila. Međutim, ne i Toyota, koja je najveći svetski proizvođač.
Vodonične gorivne ćelije su, kao što je poznato, predmet kritika značajnih ličnosti iz automobilske industrije, uključujuči šefove Tesle i Volkswagena, Ilona Maska i Herberta Disa.
„Zeleni vodonik je neophodan za proizvodnju čelika, u hemijskoj industriji i avio sektoru… i ne treba da završava u automobilima. Preskup je, neefikasan, spor i težak za dobijanje i transport“, izjavio je Dis.
Međutim, Toyota i Hyundai se nalaze u suprotnom taboru, jer obe kompanije nastavljaju da ulažu u razvoj gorivnih ćelija. Doduše, razlika između njih je što Hyundai i sestrinska Kia u portfoliju imaju više modela baterijski pogonjenih automobila. Toyota na tom planu preuzima oprezniji pristup opipavajući puls tržišta.
Za neke je ovakva strategija japanske kompanije pomalo čudna, budući da je ona pionir u segmentu hibridnih vozila, tako da bi bilo prirodno da nakon takvog uspeha pređe na čisto električnu tehnologiju. Međutim, Japanci su ulog stavili na razvoj vodoničnog pogona, ignorišući činjenicu što se veći deo industrije okrenuo baterijama. Ipak, to ne znači da su odustali od „bela tehnika“ modela, jer su lansirali bZ4X krosover, koji je tek početak.
Izazovi u usvajanju tehnologije vodoničnih gorivnih ćelija
Nekoliko je izazova koji predstavljaju prepreku u masovnom usvajanju automobila s gorivnim ćelijama.
Domet ne predstavlja prednost baterijski električnih automobila, jer mada najbolji BEV modeli po ovom pitanju prednjače u odnosu na FCEV modele, potonji to mogu lako da nadoknade jednostavnim povećanjem rezervoara za vodonik, dok je bilo kakvo povećanje baterija u slučaju BEV modela skupo i značajno povećava masu vozila.
Dva ozbiljnija problema predstavljaju troškovi vezani za vodonik i ograničen broj stanica za punjenje. Po Američkom departmanu za energiju, samo je 48 stanica za punjenje vodonikom prisutno u čitavoj zemlji. Čak 47 ih je u Kaliforniji, dok se preostala nalazi na Havajima.
S druge strane, u SAD postoji 49.210 stanica za punjenje električnom energijom, a pored toga, vlasnici baterijski pogonjenih automobila svoje ljubimce mogu puniti i kod kuće.
Ipak, to nije krajnji zaključak. Minerala neophodnih za automobilske baterije na našoj planeti ima u ograničenim količinama, što nije slučaj s vodonikom čija cena pada, a između 2030. i 2040. bi trebalo da ostvari paritet s fosilnim gorivima u smislu troškova. Broj stanica za punjenje ovim gasom može lako da se poveća ukoliko potreba to nalaže (a za to mogu uz izvesne modifikacije da se iskoriste postojeće benzinske stanice) i ukoliko se napravi validna ekonomska konstrukcija. Višak električne energije iz obnovljivih izvora kao što su vetroparkovi i solarne farme može da se uskladišti u formi vodonika, i to energije koja bi u suprotnom bila izgubljena. Naravno, da bi se napravila prihvatljiva ekonomska računica, udeo obnovljivih izvora energije mora biti neuporedivo veći nego što je to trenutno slučaj, ali bez obzira na sve prepreke, vreme bez dileme radi za vodonik, mada se mnogima tako ne čini. Ipak, treba imati u vidu da se “mišljenja” menjaju srazmerno količini interesa, tako da izjave Ilona Maska i Herberta Disa treba uzeti s rezervom.
Auto Moto Show
Izvor: Decarbonization Center
Pavle Barta
