Porównanie różnych typów zasilania elektrycznego w pojazdach drogowych i terenowych wykazuje, że wodorowe ogniwa paliwowe mają znaczącą przewagę nad akumulatorami. Aby zagwarantować bezpieczeństwo tego typu pojazdów, rządy i instytucje normalizacyjne na całym świecie nieustannie zatwierdzają i aktualizują wytyczne, kodeksy i przepisy dotyczące stosowania wodoru w ruchu i stacji tankowania H2.
Porównanie pojazdów zasilanych z akumulatorów oraz napędem wodorowym
Współczesna technologia oferuje kilka alternatyw tradycyjnego silnika spalinowego, jednak najpopularniejszą z nich pozostają pojazdy akumulatorowo-elektryczne (BEV). Ta prawidłowość sprawdza się zwłaszcza w przypadku samochodów osobowych. Nabywcy samochodów elektrycznych mają do dyspozycji coraz więcej modeli, jak również sukcesywnie rozrasta się sieć publicznych stacji ładowania.
Jednakże napęd akumulatorowy posiada dwie istotne wady:
- Zasięg jazdy na jednym ładowaniu w przypadku większości pojazdów z tego typu napędem pozostaje ograniczony
- Czas ładowania akumulatora jest znacznie dłuższy niż konwencjonalne tankowanie paliwa w silnikach spalinowych
Wodorowe ogniwa paliwowe: Przyszłość transportu elektrycznego
Silniki elektryczne zasilane wodorowymi ogniwami paliwowymi stanowią bardziej złożoną alternatywą. Pojazdy elektryczne z ogniwami paliwowymi (FCEV) dorównują pojazdom z silnikami spalinowymi pod względem osiągów i parametrów eksploatacyjnych. Mowa tu między innymi o zasięgu, czasie uzupełniania paliwa, odporności na zimno – ale działają lokalnie bez emisji CO2. Te cechy sprawiają, że ich popularność wzrasta, zwłaszcza w przypadku dużych pojazdów komunalnych, autobusów czy ciężarówek. Ten typ zasilania staje się coraz powszechniejszy także wśród mobilnych pojazdów roboczych. W magazynach i zakładach produkcyjnych można spotkać tysiące wózków widłowych z napędem wodorowym. Emitują jedynie parę wodną, bez tlenku węgla czy innych szkodliwych substancji. Jako że pojazdy zasilane wodorem mogą obyć się bez tankowania przez wiele godzin, są one wydajniejsze w użytku niż pojazdy akumulatorowe.
Wzrost popularności mobilności wodorowej na świecie
Sytuacja w roku 2022 wygląda tak, że największe gospodarki światowe, świadome licznych zalet ogniw paliwowych i pojazdów z napędem wodorowym, zaczęły upatrywać w nich sposobu na ograniczenie emisji węgla, a w dalszej perspektywie całkowite jej wyeliminowanie. Poniżej podano kilka przykładów najnowszych inicjatyw dekarbonizacji z całego świata:
- Japonia usilnie dąży do utworzenia społeczeństwa zasilanego wodorem. Kraj ten już w 2017 r. opracował swoją podstawową strategię wodorową. Warto wspomnieć, że Toyota Mirai jest pierwszym na świecie dostępnym komercyjnie FCEV. Japonia przoduje także na świecie pod względem liczebności stacji tankowania wodoru – na chwilę obecną jest ich ponad 130.
- Niemiecka strategia krajowa strategia wodorowa zawiera plan działań obejmujący 38 środków, które kraj i Unia Europejska mają podjąć do końca 2023 roku. Republika Federalna posiada ponad 90 stacji tankowania wodoru, a kolejne są w budowie. Zmiana prawa (“Pakiet wielkanocny”) zatwierdzona na początku kwietnia 2022 roku kładzie jeszcze większy nacisk na wodór.
- Korea Południowa i Hyundai planują 2,9 miliona FCEV-ów do roku 2040. Koreańskie konsorcjum HyNet planuje budowę rozwojowej sieci stacji tankowania wodoru do roku 2030.
- Chiński plan gospodarki wodorowej zakłada wprowadzenie ponad miliona FCEV-ów i budowę 1.000 stacji tankowania wodoru do roku 2030.
- Francuska narodowa strategia wodorowa została opublikowana we wrześniu 2020 roku. Do końca 2030 roku, w ramach €7,2-miliardowej inwestycji, €1,5 miliarda zostanie wydane na zakłady elektrolizy. Natomiast €1 miliard zostanie przeznaczony na ciężkie ciężarówki.
- Sponsorowana przez UE inicjatywa JIVE (Joint Initiative for hydrogen Vehicles across Europe – Wspólna inicjatywa na rzecz pojazdów wodorowych w Europie) przyjęła sobie za cel wprowadzenie autobusów zasilanych wodorem na ulice wszystkich państw członkowskich.
- Australia ogłosiła swoją narodową strategię wodorową pod koniec roku 2019, obierając sobie za cel, żeby stała się “czołowym graczem w lidze czystego wodoru do roku 2030.”
- Wśród ostatnio ogłoszonych strategii wodorowych znalazła się również zaprezentowana przez Kanadę. Strategia przewiduje stworzenie czystej gospodarki wodorowej w ramach krajowego celu. Jej cel stanowi ograniczenie emisji gazów cieplarnianych do zera netto do 2050 r.
Przepisy dotyczące instalacji i części wodorowych
Wszystkie części pojazdu FCEV-ów muszą posiadać homologację bezpieczeństwa dla konkretnego zastosowania. Rozporządzenie EC79/2009 ustanawia wymagania dotyczące układów wodorowych na terenie UE, w tym wymagania wobec testów ciśnienia niszczącego i testów kompatybilności wodorowej części metalowych (odporność na kruchość wodorową). Rozporządzenie obejmuje wszystkie pojazdy uczestniczące w ruchu na drogach publicznych; lecz nie odnosi się w sposób bezpośredni, przykładowo, do pojazdów przemysłowych użytkowanych wyłącznie na terenie zakładów pracy. Niemniej jednak producenci i użytkownicy wspomnianych pojazdów cenią sobie części z aprobatą EC79/2009, ponieważ taka certyfikacja gwarantuje bezpieczeństwo podczas eksploatacji.
Należy zaznaczyć, że przepis zostanie uchylony w lipcu 2022 roku, przy czym istniejące certyfikaty EC79 pozostaną w mocy. Informacje o nowych przepisach i homologacjach będą publikowane sukcesywnie na naszym blogu. Zapraszamy też na stronę internetową firmy WIKA, gdzie prezentujemy przyrządy ciśnieniowe do zastosowań wodorowych i mobilności wodorowej.
Jeżeli mają Państwo pytania, prosimy o zwrócenie się do osoby kontaktowej.