De ce hidrogenul nu va reprezenta niciodată viitorul mașinilor electrice

​Acum un deceniu se părea că sunt doi concurenți potențiali pentru înlocuirea combustibililor fosili în transportul individual – electricitatea și hidrogenul. Opțiunea pentru hidrogen avea multe argumente. Se poate umple rezervorul ca și cu combustibil fosil, dar în locul gazelor toxice eliminate prin eșapament emisiile ar fi doar vapori de apă. În comparație cu așteptarea pentru a se încărca bateria unui vehicul electric, hidrogenul părea o opțiune convenabilă.

Zece ani mai târziu, este evident că vehiculele electrice cu baterii (VEB) domină tranziția spre un transport mai prietenos cu mediul. La sfârșitul lui 2019 se vânduseră doar 7.500 de mașini pe hidrogen în toată lumea. Dar la sfârșitul lui 2018 existau peste 5 milioane de vehicule cu încărcare la priză, iar de atunci vânzările au accelerat considerabil. În Regatul Unit, conform datelor de la Society of Motor Manufacturers and Traders, VEB reprezentau 4,3% din vânzările ultimului an până în mai 2020, în creștere cu 131,8%. VEB încep să fie rivalele mașinilor pe combustibili fosili, în vreme ce alternativele cu celulă de combustibil merg spre nicăieri.

Toyota a fost una din companiile care au crezut cu adevărat în viitorul hidrogenului, iar în 2011 a produs conceptul foarte credibil FCV-R dezvoltat în Mirai, care a devenit disponibil comercial în 2015. O a doua generație va apărea în 2021. Și Honda a produs două vehicule cu celulă, Clarity Fuel Cell și FCX Clarity. Hyundai are Tucson Fuel Cell. Deci există variante disponibile pentru uz zilnic, cu Mirai oferind peste 500 km cu un rezervor, iar Honda Clarity Fuel Cell asigurând aproape 600.

De ce n–au decolat vehiculele cu celulă de combustibil pe hidogen (VCH) la fel ca VEB, fiind atât de autonome? Iunie 2019 poate fi luna care a scrijelit sentința pe pereți: nu numai că a explodat o uzină chimică producătoare de hidrogen la Santa Clara, lăsând utilizatorii de VCH din California fără combustibil, dar câteva zile mai târziu a fost înghițită de flăcări o stație de realimentare din Sandvika, Norvegia. S-a reafirmat adevărul că hidrogenul este un gaz periculos și explozibil – de parcă nu s-ar fi știut deja. Nu s-a auzit de vehicule care să detoneze, iar rezervoarele de combustibil sunt căptușite cu Kevlar pentru protecție la explozie. Dar cele petrecute nu inspiră încredere.

Totuși, problemele de siguranță nu sunt motivul principal pentru care hidrogenul este o opțiune mult inferioară pentru transportul personal. Dacă scopul principal este salvarea planetei, VEB sunt considerabil mai eficiente energetic decât VCH, dacă se iau în calcul toți pașii dintre generarea energiei și propulsie. Pentru VEB, după generarea electricității – de sperat că dintr-o sursă regenerabilă – pierderile în transmiterea până la punctul de încărcare al mașinii sunt de 5%. Ciclul de încărcare-descărcare a bateriei mai pierde 10%. În final, motorul mai risipește 5% propulsând vehiculul. Pierderile însumate sunt de 20%.

Pentru o celulă pe hidrogen, trebuie întâi convertită electricitatea în hidrogen prin electroliză, care este eficientă doar în proporție de 75%. Gazul trebuie comprimat, răcit și transportat, pierzând încă 10%. Procesul din celula care convertește hidrogenul înapoi în electricitate are eficiență de doar 60%, după care apar și pierderile de 5% de propulsie a vehicului ca VEB. Totalul general este de pierderi de 62%, de trei ori mai mult. Altfel spus, din fiecare kilowat de electricitate furnizat se obțin 800 de wați la un VEB, dar numai 380 la un VCH – mai puțin de jumătate. Ineficiența este uriașă gândind la un viitor verde, chiar fără să se mai ia în considerație faptul că 95% din hidrogen se obține curent din combustibili fosili.

Totuși, hidrogenul are nișe în care principalele sale avantaje – alimentarea facilă și rapidă – îi dau prioritate. În vreme ce poți programa modul de viață personal în jurul punctelor strategice de încărcare a bateriei, pentru vehiculele comerciale care trebuie să ruleze perioade și distanțe lungi, cu opriri scurte pentru realimentare, nu mai este ideal. De exemplu, greutatea bateriilor pentru opt ore de utilizare continuă ar fi prohibitivă pentru un tren. Și pentru vehiculele industriale, hidrogenul pare o opțiune viabilă, în ciuda ineficienței.

Pentru utilizatorii de mașini personale nu mai există îndoială. Probabil că eficiența pe lanțul de furnizare a energiei se va îmbunătăți cu timpul pentru VCH și mai multă energie regenerabilă va contribui la producția de hidrogen. Dar, având în vedere numărul de VEB de pe drumuri, VCH a și pierdut bătălia și nu va recupera niciodată terenul. Un VEB este o formă viabilă de transport personal în cele mai multe țări occidentale dezvoltate. Există multe opțiuni cu autonomie peste 320 km, iar Tesla a atins și 640 km. Puncte de încărcare apar la tot pasul, în Regatul Unit fiind de două ori mai multe decât stațiile de benzină.

Bătălia pentru viitorul transportului personal „verde” s-a încheiat și a fost câștigat de vehiculele electrice pe baterii. (Forbes)