Przeciwnicy samochodów elektrycznych twierdzą często, że polskie sieci elektroenergetyczne nie wytrzymają ładowania miliona (milionów) samochodów elektrycznych. Zwolennicy samochodów napędzanych wodorem dodają często, że wodór jest znacznie lepszym rozwiązaniem. Czy jest lepszym? Obliczmy.
Fakt pierwszy i najważniejszy: wodór wytwarza się dzięki elektryczności
Spis treści
Nasze obliczenia nie będą skomplikowane, a oprzemy się na danych z raportu „Hydrogen for Large-scale Electricity Generation in USA„. Otóż jego autor zmierzył się z tezą, że wodór może stać się czystym paliwem przyszłości. I podał w pracy jedną niezwykle istotną liczbę: na podstawie posiadanych danych założył, że do wytworzenia 1 kilograma wodoru z elektrolizy wody potrzeba 52,5 kilowatogodziny (kWh) energii (uwzględniając 25 procent strat w układach do elektrolizy).
Warto dodać, że różne raporty podają różne dane, ale przedział ten zwykle zawiera się między 50 a 60 kWh energii na każdy kilogram wytworzonego wodoru. Oraz, ciekawostka, dziewięć razy tyle wody.
Zajrzyjmy teraz do danych EPA dotyczących zużycia wodoru przez samochód. Honda Clarity Fuel Cell – a więc auto napędzane wodorem – ma zasięg wynoszący 589 kilometrów na zbiorniku wodoru mieszczącym 5,46 kilograma gazu (wodór tankuje się na kilogramy, nie na litry, jak benzynę). To oznacza, że samochód zużywa 0,93 kilograma wodoru na przejechanie 100 kilometrów.
Auto na wodór zużywa dwa razy więcej energii niż samochód elektryczny
Czyli musimy zużyć 48,67 kWh energii, żeby Honda Clarity Fuel Cell mogła przejechać 100 kilometrów na wodorze. I to bez doliczania konieczności transportu tego wodoru z miejsca, gdzie jest wytwarzany, do miejsca, gdzie zostanie zatankowany!
Czy 48,67 kWh / 100 kilometrów to dużo? Otóż to bardzo dużo. Najbardziej oszczędne samochody elektryczne zużywają 15-18 kWh energii na przejechanie 100 kilometrów. Te większe, mniej oszczędne, jeżdżące zimą i w trudnych warunkach pochłaniają 20-30 kWh energii na 100 kilometrów.
> Najbardziej oszczędne samochody elektryczne na świecie [RANKING Top 10]
Napędzana wodorem Honda Clarity – średniej wielkości sedan testowany w normalnych, sprzyjających warunkach – potrzebuje tej energii dwa razy więcej. Czyli pytanie o to, czy sieci elektroenergetyczne wytrzymają samochody na wodór jest znacznie bardziej na miejscu niż pytanie o to, czy wytrzymają ładowanie elektryków.
Czyli wodór jest całkowicie nieprzydatny?!
Nie, w ten sposób do sprawy podchodzić nie można. Samochody napędzane wodorem to także samochody elektryczne. Poza tym wodór ma obecnie znacznie wyższą gęstość magazynowania energii niż klasyczna bateria. Czyli można w niego wtłoczyć i zachować „na później” więcej energii niż w jakąkolwiek istniejącą baterię litowo-jonową.
Jednak przy obecnej słabej sprawności procesu wytwarzania gazu (52,5 kWh na 1 kg wodoru) znacznie bardziej opłaca się inwestować w samochody elektryczne. Żeby wodór miał sens w samochodach, wytworzenie 1 kilograma gazu powinno pochłaniać maksymalnie 10-12 kWh energii – żeby pozostawał jeszcze spory margines na transport gazu z miejsca elektrolizy do stacji tankowania wodorem.
Dziś, w 2018 roku, wodór w Polsce nie ma najmniejszego sensu, ponieważ jego wytwarzanie spowoduje co najmniej dwukrotnie wyższe zapotrzebowanie na energię elektryczną.
> Czy bateria w e-samochodzie się zużywa? Kierowca Ubera, 164 tysiące kilometrów [PRZYKŁAD]
A co z reformingiem metanu? Elektroliza jest nieefektywna!
Należy podkreślić, że istnieją inne metody uzyskiwania wodoru niż elektroliza. Jedną z najbardziej efektywnych jest reforming metanu z użyciem pary wodnej. Proces jest o tyle ważny, że pozwala na zagospodarowanie gazu ziemnego. Jego minusem jest wydzielająca się duża ilość dwutlenku węgla oraz energochłonność: do reformingu także trzeba co najmniej około 50 kilowatogodzin energii na każdy wytworzony 1 kilogram wodoru.
Elektroliza wypada więc niewiele gorzej, a przynajmniej jest procesem całkowicie czystym.
