Dziś obchodzimy Światowy Dzień Wody, święto ustanowione przez ONZ w 1992 roku z myślą o uświadomieniu państwom członkowskim wpływu prawidłowej gospodarki wodnej na ich kondycję gospodarczą i społeczną. Od kilku lat Dzień Wody może z czystym sumieniem obchodzić także branża motoryzacyjna, a to za sprawą samochodów napędzanych wodorem. W sprzedaży dostępne są już trzy modele samochodów na wodorowe ogniwa paliwowe, w przypadku których jedyną emitowaną substancją podczas jazdy jest właśnie woda. Najpopularniejszy z nich, Toyota Mirai, została sprzedana w 5200 egzemplarzy, a do 2020 roku Toyota zamierza zwiększyć roczną sprzedaż tego modelu z obecnych 3 000 do 30 000 egzemplarzy.

Wodór paliwem odnawialnym

Wodór jest najbardziej powszechnym pierwiastkiem na świecie i można go pozyskiwać z wielu różnych źródeł kilkoma metodami. Jako gaz przemysłowy jest już powszechnie produkowany i wykorzystywany m.in. w zakładach chemicznych. W obliczu wyczerpujących się złóż naftowych przyszłość motoryzacji zależy od alternatywnych sposobów zasilania samochodów. Wodór stanowi bardzo korzystną i uniwersalną alternatywę dla ropy. Może być produkowany lokalnie w każdym kraju z wykorzystaniem surowców kopalnych, energii odnawialnej oraz odpadów.
Pierwiastek ten można pozyskiwać z wody oraz z substancji organicznych, na przykład z metanu, biomasy czy też odpadów komunalnych i rolnych. Do jego produkcji można wykorzystać energię z dowolnego źródła, także odnawialną lub geotermalną, a instalacje do produkcji wodoru wraz ze zbiornikami stanowią bardzo wygodny sposób na przechowywanie nadwyżek energii w czasie spadku zapotrzebowania oraz łatwe jej odzyskanie w okresach szczytu – wystarczy niewielki elektrolizer wody, aby zmagazynować ją w formie wodoru. Potem w razie potrzeby można go zatankować do samochodu lub przy pomocy niewielkiego generatora z ogniwami paliwowymi pozyskać energię. Rozwiązanie to jest w pełni skalowalne, dlatego mogą z niego korzystać duże zakłady produkcyjne, farmy wiatrowe i fotowoltaiczne, jak i gospodarstwa domowe wyposażone w wiatrak lub zestaw paneli słonecznych na dachu.

Wodór zwiększa bezpieczeństwo energetyczne

Samochody na ogniwa paliwowe zwiększają bezpieczeństwo energetyczne, gdyż każdy z nich może pełnić rolę przydomowej elektrowni. Japonia, kraj często nawiedzany przez naturalne katastrofy, zamierza korzystać z tego rozwiązania na dużą skalę – autobusy miejskie na wodór są włączane do systemu awaryjnego zasilania centrów zarządzania kryzysowego, ośrodków ewakuacji oraz szpitali.
Masowe wdrożenie wodoru do transportu i gospodarki pozwoli uniezależnić państwa od ropy i gazu oraz od zewnętrznych dostawców źródeł energii. Kraje, które oprą swoją gospodarkę na wodorze oraz odnawialnych źródłach energii, staną się samowystarczalne energetycznie. Będzie to dla nich ogromny krok naprzód, tak pod względem gospodarczym, jak i politycznym.

Gdzie zatankować wodór?

W Europie Zachodniej funkcjonuje już wystarczająco gęsta sieć stacji tankowania wodoru, aby zapewnić kierowcom samochodów elektrycznych na ogniwa paliwowe w miarę swobodne poruszanie się po tej części kontynentu. Wciąż jednak powstają następne. Wiele z nich to nowe obiekty, zbudowane specjalnie z myślą o paliwie wodorowym, jednak tańszym rozwiązaniem jest instalacja dystrybutora wodoru na stacji benzynowej. Orlen zmierzył się już z tym rozwiązaniem, wyposażając swoją pierwszą stację benzynową w Niemczech w punkt tankowania tego gazu. W Polsce na razie nie ma jeszcze takich obiektów, jednak Orlen, Lotos, Azoty i Tauron planują budowę infrastruktury tankowania wodoru w naszym kraju.

Pojazdy wodorowe – od aut osobowych po transport publiczny

Technologia wodorowych ogniw paliwowych wchodzi do transportu różnymi drogami. Toyota, Honda i Hyundai oferują swoim klientom samochody osobowe zasilane wodorem – Toyotę Mirai, Hondę Clarity Fuel Cell i Hyundaia ix35 FCEV. Najwyższą sprzedaż – 5200 egzemplarzy do końca 2017 roku – uzyskała dotychczas Toyota Mirai.
Wodór zagościł także w transporcie publicznym za sprawą autobusów Toyota FC Bus, Toyota Sora, a niedługo znajdzie zastosowanie w polskich miastach za sprawą jeszcze niewdrożonych do produkcji wodorowych autobusów firm Solaris i Ursus. Wiosną tego roku park lokalnych pociągów w Dolnej Saksonii wzbogaci się o pierwsze pociągi zasilane wodorem, które zastąpią lokomotywy z silnikiem Diesla. Do transportu towarów służy już wodorowa ciężarówka Toyoty, która pracuje w kalifornijskim porcie w Long Beach. Jest to na razie prototyp, ale po zakończeniu fazy testów, w której pojazd wykonuje standardowe zadania transportowe, Toyota najprawdopodobniej wdroży samochód do produkcji. W ślady japońskiej firmy idzie Nikola, która także przygotowuje się do rozpoczęcia testów swojej wodorowej ciężarówki.

Samochody osobowe na wodór

Toyota Mirai weszła na rynek w 2014 roku w Japonii, zaś w następnym roku zadebiutowała w Europie i USA. Średniej wielkości sedan jest napędzany silnikiem elektrycznym o mocy 154 KM i momencie obrotowym 335 Nm. Auto ma zasięg od 550 do maksymalnie 700 km. Do konstrukcji napędu wodorowego Toyota wykorzystała elementy układu hybrydowego, w tym niewielką baterię trakcyjną, w której magazynowana jest energia odzyskiwana przy hamowaniu.
Honda Clarity Fuel Cell zadebiutowała w Kalifornii w grudniu 2016 roku i obecnie jest dostępna w 12 salonach marki w tym stanie. Ekologiczny samochód Hondy to podobnie jak Mirai sedan średniej wielkości z silnikiem elektrycznym o mocy 177 KM i maksymalnym momencie obrotowym 300 Nm. Zasięg samochodu to około 600 km. Ciekawostką jest fakt, że wodorowej Hondy nie można kupić na własność – producent przewidział tylko formę leasingu.

Model ix35 Fuel Cell to specjalna wersja SUV-a produkowanego seryjnie przez Koreańczyków. Samochód napędzany jest silnikiem elektrycznym o mocy 136 KM i 300 Nm momentu obrotowego. Zasięg samochodu określany jest na około 600 km, a tankowanie wodoru zajmuje około 3 minut.

Swoje zainteresowanie napędem wodorowym zademonstrował także Lexus podczas wystawy Tokyo Motor Show 2015, prezentując koncepcyjny samochód Lexus LF-FC (Lexus Future – Fuel Cell). Sercem pojazdu jest wysokowydajny system z ogniwami paliwowymi zasilanymi wodorem. Wytworzona przez nie energia porusza potężny silnik elektryczny napędzający tylne koła oraz dwa mniejsze silniki elektryczne umieszczone w przednich kołach – LF-LC jest więc pojazdem z napędem 4x4. Elementy układu napędowego rozmieszczono tak, by uzyskać jak najlepsze rozmieszczenie masy samochodu – zestaw ogniw paliwowych znajduje się z tyłu, sterownik mocy z przodu, a zbiorniki wodoru rozmieszczone są we wnękach pod kabiną w układzie litery T.

Możliwość wyposażenia w napęd bezemisyjny przewidziano także dla najnowszego koncepcyjnego flagowego crossovera Lexusa, LF-1 Limitless. Oprócz silnika konwencjonalnego i napędu hybrydowego, auto będzie mogło mieć napęd elektryczny zasilany z akumulatorów lub wodorowych ogniw paliwowych.