Kas iš tikrųjų slypi po vandenilio technologija?
Kalbos apie vandenilio automobilius jau seniai skamba automobilių pramonėje, tačiau didžioji dalis vairuotojų vis dar žiūri į šią technologiją su tam tikru skepticizmu – ir iš dalies suprantama kodėl. Elektromobiliai jau seniai užkariavo gatves, įkrovimo stotelių tinklas auga, o Tesla tapo beveik buitiniu žodžiu. Tad kam apskritai kalbėti apie vandenilį?
Atsakymas paprastas: nes vandenilio technologija sprendžia kai kurias problemas, su kuriomis elektromobiliai vis dar kovoja. Ir ne, tai nėra tik gražiai skambantis rinkodaros triukas – tai realiai veikianti technologija, kuri jau važinėja po gatves, nors ir nedideliais kiekiais.
Vandenilio kuro elementų automobilis (angliškai – Fuel Cell Electric Vehicle, arba FCEV) iš esmės yra elektrinis automobilis. Tik vietoj baterijos, kuri kaupia energiją, jame yra kuro elementų paketas, kuris gamina elektrą chemiškai reaguodamas vandeniliui su deguonimi. Vienintelis išmetamas produktas – vanduo. Grynas, paprastas vanduo.
Kaip tai veikia – be sudėtingų formulių
Supaprastintai tariant, vandenilio automobilio širdis yra kuro elementų paketas. Vandenilis iš bako patenka į kuro elementą, kur susitinka su deguonimi iš oro. Šio susitikimo metu generuojama elektra, kuri maitina variklį. Reakcijos metu susidaro vanduo – ir tiek. Jokių suodžių, jokio CO2, jokio kvapo.
Skirtumas nuo įprasto elektromobilio yra tas, kad jūs ne „kraunate” automobilį iš elektros tinklo, o papildote vandenilio baką – lygiai taip pat, kaip dabar pildote benziną ar dyzeliną. Procesas trunka 3–5 minutes. Ir tai yra vienas didžiausių vandenilio privalumų – papildymo greitis.
Toyota Mirai, Hyundai Nexo – šiuo metu tai yra du pagrindiniai masinei gamybai skirti vandenilio keleivinio automobilio modeliai pasaulyje. Abu veikia pagal tą patį principą, abu siūlo apie 500–650 km realų važiavimo atstumą su pilnu baku, ir abu yra gana brangūs. Bet apie kainas – vėliau.
Palyginkime su elektromobiliu – sąžiningai
Čia prasideda įdomiausia dalis. Vandenilio ir elektros automobilių palyginimas dažnai virsta ideologiniu karu, kur kiekviena pusė renkasi argumentus pagal simpatijas. Pabandykime kitaip.
Įkrovimas prieš papildymą: Elektromobilis vidutiniškai greitai įkraunamas 20–40 minučių (greito įkrovimo stotelėje), o namų sąlygomis – per naktį. Vandenilio automobilis papildomas per 3–5 minutes. Jei važiuojate daug ir dažnai, šis skirtumas yra labai juntamas.
Infrastruktūra: Čia vandenilis pralaimi. Lietuvoje šiuo metu nėra nei vienos viešos vandenilio degalinės. Europoje jų yra apie 200–250, daugiausia Vokietijoje, Prancūzijoje, Nyderlanduose. Elektros įkrovimo stotelių – tūkstančiai. Šis atotrūkis yra milžiniškas ir realiai riboja vandenilio automobilių naudojimą.
Efektyvumas: Čia elektromobilis turi aiškų pranašumą. Elektros automobilis energiją naudoja maždaug 77–80% efektyvumu nuo elektros tinklo iki ratų. Vandenilio automobilis – apie 25–35%, nes pirmiausia reikia pagaminti vandenilį (dažniausiai naudojant elektrą), suspausti, transportuoti, o tada konvertuoti atgal į elektrą. Tai vadinamasis „žalios energijos švaistūnas” argumentas, kurį mėgsta naudoti elektromobilių šalininkai.
Baterijos ir šaltis: Elektromobilių baterijos nemėgsta šalčio – žiemą jų rida gali sumažėti 20–40%. Vandenilio automobiliams šaltis taip pat nėra draugas, tačiau jų veikimo nuostoliai žemoje temperatūroje yra mažesni. Skandinavijoje tai yra rimtas argumentas.
Kur vandenilis tikrai turi prasmę
Reikia atvirai pasakyti: vandenilio lengvieji automobiliai šiuo metu nėra masinio vartotojo sprendimas. Bet tai nereiškia, kad technologija neturi ateities. Ji tiesiog turi kitokią ateitį, nei daugelis tikisi.
Sunkiasvoriai sunkvežimiai – štai kur vandenilis gali tikrai pakeisti žaidimo taisykles. Didelio tonažo vilkikas su elektros baterija turėtų nešiotis kelias tonas baterijų, kad nuvažiuotų 500–700 km. Vandenilio kuro elementai šią problemą sprendžia daug elegančiau. Toyota, Hyundai, Daimler Truck, Nikola – visi šie gamintojai jau testuoja arba gamina vandenilio sunkvežimius.
Autobusai miesto maršrutuose – dar viena sritis, kur vandenilis veikia puikiai. Londonas, Hamburgas, Amsterdamas jau turi vandenilio autobusų parkus. Jie grįžta į depo, papildomi per kelias minutes ir vėl važiuoja. Jokių ilgų prastovų prie įkrovimo stotelių.
Traukiniai be elektros linijų – Vokietija jau eksploatuoja Alstom Coradia iLint vandenilio traukinius maršrutuose, kur nėra kontaktinių linijų. Tai realus, veikiantis sprendimas, ne koncepcija.
Laivyba ir aviacija – ilgalaikėje perspektyvoje vandenilis arba iš jo gaminamas sintetinis kuras yra vienas realistiškiausių sprendimų sektoriams, kur baterijos paprasčiausiai per sunkios.
Žaliasis vandenilis – ar jis tikrai žalias?
Čia yra vienas skaudžiausių klausimų, kurį reikia aptarti sąžiningai. Šiuo metu apie 96% pasaulyje gaminamo vandenilio yra „pilkas” – tai reiškia, kad jis gaminamas iš gamtinių dujų reformingo proceso, kurio metu išsiskiria CO2. Tai nėra žalia technologija – tai tiesiog kitas iškastinio kuro naudojimo būdas.
„Mėlynas” vandenilis – tai tas pats pilkas vandenilis, tik su CO2 surinkimo ir saugojimo technologija. Teoriškai švaresnis, praktiškai – vis dar diskutuotinas.
„Žalias” vandenilis gaminamas elektrolizės būdu – vanduo skaidomas į vandenilį ir deguonį naudojant atsinaujinančią energiją (vėjo, saulės). Tai tikrai švari technologija, tačiau šiuo metu labai brangi ir gaminama mažais kiekiais.
Europos Sąjunga yra užsibrėžusi ambicingus tikslus: iki 2030 metų pagaminti 10 milijonų tonų žaliojo vandenilio per metus. Ar tai realu? Optimistai sako taip. Skeptikai – abejoja. Tiesa, kaip dažnai būna, greičiausiai bus kažkur per vidurį.
Praktinė išvada vairuotojui: jei šiandien perkate vandenilio automobilį, jūsų „ekologinis pėdsakas” priklauso nuo to, kur ir kaip pagamintas vandenilis jūsų regione. Vokietijoje tai jau gali būti gana žalia. Lietuvoje – kol kas sunku pasakyti, nes infrastruktūros tiesiog nėra.
Kaina – realybė be pagražinimų
Toyota Mirai Europoje kainuoja apie 65 000–75 000 eurų. Hyundai Nexo – panašiai. Tai yra premium segmento kainos, kurios daugeliui vairuotojų tiesiog neprieinamos. Palyginimui, Tesla Model 3 prasideda nuo maždaug 40 000 eurų, o nemažai elektromobilių galima rasti ir pigiau.
Vandenilio kaina degalinėse – dar vienas galvos skausmas. Europoje kilogramas vandenilio kainuoja 10–15 eurų. Toyota Mirai sunaudoja apie 1 kg vandenilio 100 km. Tai reiškia, kad 100 km kainuos 10–15 eurų. Lyginant su elektromobiliu, kur 100 km gali kainuoti 2–5 eurus (priklausomai nuo elektros kainos ir įkrovimo tipo), tai yra reikšmingas skirtumas.
Tačiau reikia suprasti kontekstą: vandenilio kaina yra aukšta iš dalies todėl, kad infrastruktūra maža, o gamybos apimtys nedidelės. Masteliai keičia ekonomiką. Kai vandenilio gamyba ir paskirstymas išaugs, kainos turėtų kristi – bent jau taip teigia pramonės atstovai. Ar taip bus iš tikrųjų – parodys laikas.
Techninė priežiūra: kuro elementų paketas teoriškai yra ilgaamžis ir nereikalauja tokios intensyvios priežiūros kaip vidaus degimo variklis. Tačiau kuro elementų paketo keitimas po daugelio metų gali kainuoti labai brangiai – tai rizika, kurią reikia įvertinti perkant.
Ką daryti, jei svarstote vandenilio automobilį?
Jei gyvenate Lietuvoje ar kitose Baltijos šalyse – šiuo metu vandenilio automobilis praktiškai nėra įmanomas kasdieniam naudojimui. Infrastruktūros tiesiog nėra, ir artimiausiu metu ji neatsiras per naktį. Tai nėra pesimizmas – tai realybė.
Jei gyvenate Vokietijoje, Nyderlanduose ar Prancūzijoje – situacija geresnė, bet vis tiek sudėtinga. Prieš perkant rekomenduojama:
- Patikrinti, kiek vandenilio degalinių yra jūsų kasdienio maršruto apylinkėse – ir ar jos veikia stabiliai (gedimų pasitaiko dažniau nei norėtųsi)
- Paskaičiuoti realias kuro išlaidas ir palyginti su alternatyvomis
- Sužinoti, kokio tipo vandenilis tiekiamas jūsų regione – žalias ar pilkas
- Pasitarti su draudikais – kai kurie vis dar nėra tikri, kaip drausti šiuos automobilius
- Pasidomėti valstybinėmis subsidijomis – kai kuriose šalyse jos egzistuoja ir gali reikšmingai sumažinti įsigijimo kainą
Verslo klientams, valdantiems transporto parką – verta rimčiau pažvelgti į vandenilį sunkvežimių ar autobusų segmente. Čia ekonomika ir logistika gali susidėti palankiau nei lengvųjų automobilių segmente.
Vandenilis ir elektra – ne priešai, o kaimynai
Viena iš didžiausių klaidų, kurią daro tiek žurnalistai, tiek entuziastai – tai pristatyti vandenilį ir elektrą kaip konkurentus, kur vienas turi laimėti, o kitas – pralaimėti. Realybė yra daug niuansingesnė.
Elektromobiliai puikiai tinka miesto vairuotojams, žmonėms su nuspėjamais maršrutais, tiems, kurie gali krauti automobilį namuose. Jie efektyvūs, infrastruktūra auga sparčiai, kainos mažėja. Šiame segmente elektra greičiausiai ir dominuos.
Vandenilis turi prasmę ten, kur baterijos yra per sunkios, per didelės arba per lėtai įkraunamos. Sunkiasvoriai transporto priemonės, ilgų nuotolių autobusai, traukiniai, laivai – štai natūrali vandenilio ekosistema.
Lengvųjų automobilių segmente vandenilis gali išlikti nišiniu sprendimu – tiems, kurie daug važiuoja, neturi galimybės krauti namie, ir gyvena regionuose su pakankama infrastruktūra. Tai nėra masinė rinka, bet tai tikra rinka.
Svarbu suprasti ir tai, kad vandenilio infrastruktūros plėtra neišvengiamai paveiks ir elektros tinklą – žaliojo vandenilio gamyba iš atsinaujinančios energijos gali tapti savotišku energijos kaupimo sprendimu, kai saulės ar vėjo energijos yra per daug. Tai sisteminė nauda, kuri peržengia transporto ribas.
Galiausiai – technologijos nestovi vietoje. Kuro elementų efektyvumas gerėja, vandenilio gamybos kaštai mažėja, infrastruktūra lėtai, bet plečiasi. Prieš dešimt metų elektromobiliai taip pat atrodė kaip egzotika turtingiems entuziastams. Šiandien jie yra pagrindinė diskusija automobilių pramonėje. Ar vandenilis pakartotų šį kelią? Pilnai – vargu. Dalinai – labai tikėtina. O tai jau yra pakankamai įdomu, kad neišjungtume šios technologijos iš akiračio.
