Samochody na wodór od lat budzą nadzieje jako przyszłość zeroemisyjnego transportu, lecz taką, do której trudno się przekonać. Czy to z uwagi na wysoką cenę, czy może jednak ze względu na nikłą infrastrukturę. Zadajmy więc pytanie – czy w obliczu rosnących norm emisji i globalnych inwestycji w odnawialne źródła energii wodór ma szansę stać się dominującym paliwem przyszłości? Poznajmy wspólnie perspektywy wodorowej rewolucji i odpowiedzmy na pytanie, czy auto na wodór ma szansę stanąć kiedyś na Twoim podjeździe.
Z artykułu dowiesz się:
- Czym są samochody na wodór i jak działają?
- Auto na wodór – jakie są jego zalety i korzyści?
- Jakie wyzwania i ograniczenia mają przed sobą auta na wodór?
- Porównanie z autami elektrycznymi (BEV)
- Perspektywy wodorowej rewolucji – czy przyszłość motoryzacji zeroemisyjnej to wodór?
- Podsumowanie
Samochody na wodór? A co to jest? Zarys technologii
Samochody na wodór to już nie jest przykład literatury z gatunku science-fiction, a rzeczywistość, mimo że jednak dalej nieco odległa od nas – zwykłych użytkowników samochodów osobowych.
Samochody na wodór, jak sama nazwa wskazuje, do wytworzenia energii niezbędnej do wprawienia kół w ruch wykorzystują wodór, będący jednym z najczystszych paliw dostępnych obecnie na rynku. Za magazynowanie energii odpowiadają wodorowe ogniwa paliwowe (FCEV); energia chemiczna wodoru przekształcana jest w energię elektryczną, ta natomiast napędza silnik elektryczny i odpowiada za jego pracę. Jest jednak także nieco inne rozwiązanie, w którym to wodór może być spalany w specjalnych silnikach spalinowych. Jest to jednak znacznie rzadsze rozwiązanie.
Sercem każdego pojazdu na wodór są ogniwa paliwowe FCEV (Fuel Cell Electric Vehicle, FCEV). Działają one, oczywiście w dużym uproszczeniu, na zasadzie wymuszonej reakcji chemicznej między wodorem a tlenem. W wyniku tego procesu powstaje energia elektryczna, woda i ciepło. |
Ogniwa paliwowe są kosztowne w produkcji, głównie z powodu użycia platyny jako katalizatora. Inżynierowie na całym świecie pracują jednak nad pewnymi alternatywnymi rozwiązaniami, które mogłyby obniżyć koszty produkcji i uczynić technologię bardziej przystępną.
Krótka historia o wodorze w motoryzacji
Początki samochodów na wodór sięgają połowy lat 60., kiedy to amerykański koncern General Motors zaprezentował prototyp Chevrolet Electrovan – pierwszy pojazd zasilany ogniwami paliwowymi. W tamtych czasach technologia była jednak zbyt kosztowna i mało praktyczna, aby mogła znaleźć szersze zastosowanie. Zmieniło się to dopiero na początku XXI wieku, kiedy to wraz z rozwojem technologii wodorowej zaczęły pojawiać się pierwsze modele aut dostępne dla konsumentów.
Ciekawostka Pierwszymi autami zasilanymi wodorem i dostępnymi dla przedsiębiorców (z USA), były zaprezentowane pod koniec 2002 roku modele Toyota FCHV oraz Honda FCX. Były to pionierskie pojazdy w dziedzinie certyfikowanych przez rząd pojazdów na wodorowe ogniwa paliwowe o przeznaczeniu komercyjnym. |
W 2014 roku Toyota zmieniła zasady gry nie do poznania – zaprezentowała model Mirai, pierwszy samochód na wodór przeznaczony do masowej produkcji i dedykowany klientom prywatnym. Auto ma formę 4-drzwiowego sedana i miało swoją premierę na Auto Show w Los Angeles. Do 2022 roku na ulice całego świata trafiło niespełna 22 000 egzemplarzy. Wynik ten na tle motoryzacyjnych bestsellerów nie jest duży, lecz na tle aut o napędzie alternatywnym – zaskakująco dobry. Auto miało zasięg około 500 km i spalało około 3,6 l/100 km wodoru. W drugiej generacji zasięg wzrósł do 1360 km.
Zalety i wady aut wodorowych
- Zeroemisyjność podczas jazdy
- Szybkie tankowanie
- Duży zasięg na jednym tankowaniu
- Cicha i płynna praca silnika
- Rozwój technologii ogniw paliwowych wspiera innowacje w innych sektorach
Zeroemisyjność podczas jazdy. Samochody na wodór podczas pracy emitują jedynie parę wodną, co sprawia, że są całkowicie przyjazne dla środowiska w kontekście normy emisji CO2. To zaleta szczególnie ważna w miastach, gdzie problem smogu i zanieczyszczenia powietrza jest coraz bardziej dotkliwy.
Szybkie tankowanie. W przeciwieństwie do pojazdów elektrycznych, które wymagają od kilkudziesięciu minut do nawet kilku godzin na naładowanie baterii, auto na wodór można zatankować w zaledwie kilka minut. To czyni je znacznie wygodniejszym rozwiązaniem dla kierowców ceniących swój czas i podobnymi do zwykłych aut spalinowych.
Duży zasięg na jednym tankowaniu. Pojazdy wodorowe cechuje imponujący zasięg, porównywalny lub nawet nieco większy od tradycyjnych samochodów spalinowych. Opisana powyżej Toyota Mirai może przejechać ponad 1300 km na jednym tankowaniu, spalając podczas jazdy na tym dystansie około 5,65 kg czystego wodoru.
Cicha i płynna praca silnika. Podobnie jak samochody elektryczne, również pojazdy wodorowe pracują niezwykle cicho, gdyż siłą rzeczy energia wytworzona w wyniku przemiany chemicznej wodoru zasila silnik elektryczny. To oznacza całkowity brak drgań i hałasu, cech charakterystycznych dla silników spalinowych.
Rozwój technologii ogniw paliwowych wspiera innowacje w innych sektorach. Prace nad ogniwami paliwowymi znajdują zastosowanie nie tylko w motoryzacji, ale także w lotnictwie, żegludze czy przemyśle. Rozwój tej technologii może przynieść korzyści na wielu płaszczyznach, wspierając bardziej zrównoważony rozwój globalnej gospodarki.
- Nowe auto? Żaden problem! Z Car Lease Polska fabrycznie nowy samochód jest w Twoim zasięgu; poznaj koniecznie bliżej nasz lubiany leasing operacyjny oraz elastyczny i coraz popularniejszy wynajem długoterminowy samochodu. Te dwa produkty finansowe pomogą Ci spełnić swoje motoryzacyjne marzenia. Specjalnie dla Ciebie stworzyliśmy także kalkulator leasingowy – po uzupełnieniu w nim wszystkich danych uzyskasz wysokość miesięcznej raty, zatem oszacujesz wstępnie miesięczne obciążenie finansowe swojej firmy lub gospodarstwa domowego.
Wyzwania i ograniczenia – samochody na wodór z długą drogą przed sobą
- Wysokie koszty produkcji pojazdów i ogniw paliwowych.
- Brak rozwiniętej infrastruktury tankowania.
- Wysoka problematyka produkcji wodoru.
- Problemy związane z magazynowaniem i transportem wodoru.
Wysokie koszty produkcji pojazdów i ogniw paliwowych. Produkcja samochodów na wodór jest wciąż bardzo kosztowna, głównie ze względu na zastosowanie platyny jako katalizatora w ogniwach paliwowych. Problem kosztów nie został wyeliminowany aż do tej pory, lecz prowadzone są aktywne badania nad zastąpieniem tego metalu tańszymi alternatywami, dość bezskutecznie. Wysoka cena zakupu stanowi istotną barierę dla masowej popularyzacji tych pojazdów.
Brak rozwiniętej infrastruktury tankowania wodoru. Stacje tankowania wodoru są rzadkością, nawet w najbardziej rozwiniętych regionach świata. Mała infrastruktura w skali mikro (miasta) oraz makro (państwa) sprawia, że użytkowanie samochodów wodorowych nawet przez zagorzałych wielbicieli najnowocześniejszej technologii jest znacząco utrudnione. Rozwój sieci tankowania zgodnej z wymogami kierowców wymaga ogromnych inwestycji i nakładów finansowych na know-how.
Wysoka problematyka produkcji wodoru. Produkcja wodoru, szczególnie z wykorzystaniem procesów ekologicznych, takich jak elektroliza wody zasilana energią odnawialną, wymaga dużych nakładów energii. W efekcie wodór wciąż w większości wytwarzany jest z paliw kopalnych, co powoduje znaczące emisje CO₂ i ogranicza korzyści ekologiczne wynikające z zastosowania tej technologii.
Problemy związane z magazynowaniem i transportem wodoru. Wodór jest trudnym do przechowywania gazem ze względu na jego niską gęstość energetyczną oraz podatność na wycieki. Efektywny, bezpieczny i wydajny transport krajowy lub międzynarodowy wymaga kosztownego sprężania bądź schładzania do postaci ciekłej, co generuje dodatkowe koszty i wyzwania techniczne. Dodatkowo wodór jest niewidoczny i bezwonny, co zwiększa ryzyko niezauważonych wycieków.
- Czy wiesz, że czekają nas spore zmiany? Że trzeba się na nie przygotować? W artykule: duże zmiany na rynku motoryzacyjnym od 2025 roku, dowiesz się na ten temat dosłownie wszystkiego!
Porównanie z autami elektrycznymi (BEV)
Samochody na wodór (FCEV) i pojazdy elektryczne zasilane bateriami (BEV) różnią się zarówno technologią, jak i podejściem do ekologicznego transportu zgodnego z aktualnymi eko-trendami.
Pojazdy FCEV wykorzystują wodór, który w ogniwach paliwowych przekształcany jest w energię elektryczną napędzającą silnik. Zaletą tego rozwiązania jest długi zasięg na jednym tankowaniu i szybki czas uzupełnienia paliwa, który wynosi zaledwie kilka minut.
Z kolei BEV zasilane są bezpośrednio energią zgromadzoną w akumulatorach, co czyni je bardziej efektywnymi energetycznie – w przypadku BEV straty energii są znacznie mniejsze niż w procesie konwersji wodoru. BEV są także prostsze w budowie i tańsze w użytkowaniu, co czyni je przystępniejszymi dla szerokiego grona konsumentów.
Z drugiej strony, infrastruktura ładowania BEV rozwija się znacznie szybciej niż sieć stacji tankowania wodoru, co dodatkowo wzmacnia pozycję pojazdów elektrycznych na rynku. Samochody na wodór są wciąż technologią niszową, a ich produkcja i użytkowanie przez klientów końcowych generują wprost ogromne koszty. Ponadto wodór produkowany w sposób ekologiczny wymaga dużych nakładów energii i rozbudowanych procesów technologicznych, co samo w sobie stanowi przeszkodę nie do przeskoczenia dla krajów rozwijających się. W rezultacie BEV dominują w segmencie pojazdów osobowych, podczas gdy FCEV mogą znaleźć swoje miejsce w bardziej wyspecjalizowanych zastosowaniach, takich jak transport ciężki czy dalekobieżny, gdzie zalety wodoru – jak szybkie tankowanie, ekologiczność i długi zasięg – są bardziej istotne.
Tabela porównująca oba rozwiązania
ASPEKT |
SAMOCHODY NA WODÓR (FCEV) |
SAMOCHODY ELEKTRYCZNE (BEV) |
Źródło energii |
Wodór zamknięty w ogniwach paliwowych |
Energia elektryczna zamknięta w akumulatorach |
Emisje podczas użytkowania |
Para wodna |
Brak |
Efektywność energetyczna |
Niższa niż BEV (ok. 38%) |
Wyższa niż FCEV (80-95%) |
Czas uzupełnienia energii |
Kilka minut |
Od kilkudziesięciu minut do kilku godzin |
Zasięg |
Długi (500+ km na pełnym baku) |
Średni (300-400 km na pełnych akumulatorach) |
Koszt infrastruktury |
Bardzo wysoki |
Niski |
Koszt produkcji pojazdu |
Wysoki – koszt ogniw paliwowych (platyna) |
Niższy – prostsza konstrukcja |
Dostępność infrastruktury |
Ograniczona, głównie w wybranych regionach |
Coraz bardziej powszechna |
Potencjalne zastosowania |
Transport ciężki, dalekobieżny, specjalistyczne pojazdy |
Codzienny transport miejski, krótsze trasy |
Jeśli lubisz interesujące porównania, to koniecznie zapoznaj się z tym artykułem: Hybryda czy elektryk? Który typ napędu wybrać? Dowiesz się z niego, jaki wariant w Twoim przypadku sprawdzi się najlepiej.
Perspektywy wodorowej rewolucji – czy przyszłość motoryzacji zeroemisyjnej to wodór?
Koncerny motoryzacyjne, choć z różnym zaangażowaniem, zdają się dostrzegać potencjał wodoru jako kluczowego elementu transformacji w kierunku zeroemisyjnego transportu, lecz nie na tyle, aby inwestować w niego nadmiernie duże fundusze. Prym wiodą marki z dalekiego wschodu, w tym z Korei Południowej i Japonii. –Toyota, Hyundai i Honda – to liderzy w tej dziedzinie, inwestujący w rozwój technologii ogniw paliwowych oraz modeli takich jak Mirai czy Nexo.
Trend widzą także inne firmy o globalnym zasięgu, takie jak BMW czy General Motors, które testują wodór w ramach pojazdów koncepcyjnych i projektów badawczych, choć z różnym skutkiem. W segmencie transportu ciężkiego dzieje się nieco więcej; koncerny Volvo i Daimler widzą wodór jako klucz do dekarbonizacji długodystansowego transportu towarowego, można więc zakładać zauważalny ruch w ramach FCEV w przemyśle.
Warto także wybiec nieco w przód i spojrzeć na zmiany szykowane w 2035 roku, kiedy to – wedle dyrektywy Unii Europejskiej – nowe pojazdy z kat. transportu osobowego nie mogą generować zanieczyszczeń do atmosfery (więcej na ten temat dowiesz się z artykułu: Zakaz sprzedaży aut spalinowych od 2035 roku). Do tego czasu, który zbliża się wielkimi krokami, zostało tylko kilka lat. Większość krajów skierowała się w stronę aut elektrycznych, lecz w regionach z rozwiniętą infrastrukturą odnawialnej energii, takich jak Europa, Japonia czy Kalifornia samochody wodorowe pojawiają się w rozmowach publicznych coraz częściej. Rządy wspierają ten trend; oferują wsparcie w postaci dotacji i ulg podatkowych na rozwój infrastruktury oraz zakup pojazdów na wodór.
Przyspieszyć rozwój technologii wodorowej, zwłaszcza w sektorach, gdzie elektryfikacja ma ograniczenia, takich jak ciężki transport i logistyka, mogą także plany Unii Europejskiej, które zakładają neutralność klimatyczną do 2050 roku.
Podsumowanie – technologia wodorowa w motoryzacji już nie tylko w sferze science-fiction
Technologia wodorowa w motoryzacji przestała być jedynie futurystyczną wizją i stała się realną alternatywą dla tradycyjnych paliw. Niestety w tej technologii nic nie jest łatwe per se, lecz mimo wyzwań związanych z kosztami i infrastrukturą jej rozwój otwiera nowe możliwości dla zeroemisyjnego transportu, zwłaszcza w sektorach trudnych do elektryfikacji. Choć droga do pełnej wodorowej rewolucji jest jeszcze długa, pierwszy krok został już postawiony. Co dalej? To czas pokaże!
Eksperci Car Lease Polska cały czas obserwują rynek.