Vodík v nádrži

Vodík v nádrži

automotive.at:Pán Geringer, ste predsedom Rakúskeho združenia pre techniku ​​motorových vozidiel ÖVK a organizátorom medzinárodného Viedenského motoristického sympózia, ktoré sa každoročne koná vo viedenskom Hofburgu. Aké témy sú na programe túto jar?

Bernhard Geringer: Tento rok sa zameriava na klimaticky neutrálny pohon vrátane palivových článkov a vodíkových motorov, ako aj, samozrejme, čisto elektrických pohonov a rôznych hybridných riešení. Pozornosť sa sústreďuje aj na zdroje energie pre mobilitu a cestu automobilového priemyslu k autonómnym vozidlám. Pre túto vzrušujúcu diskusiu sa nám podarilo získať za partnera viedenskú high-tech spoločnosť TTTech, ktorá je so svojou iniciatívou „The Autonomous“ na čele vývoja funkcií autonómneho riadenia.

Rakúska spolková vláda chce v rámci svojej vodíkovej stratégie podporovať výrobu klimaticky neutrálneho vodíka. Budeme teda čoskoro namiesto benzínu či nafty tankovať vodík?

Niektoré prednášky na motorárskom sympóziu sa zaoberajú vodíkovým motorom, v ktorom sa vodík spaľuje podobným spôsobom ako v motore na zemný plyn alebo skvapalnený plyn. Ide vlastne o zaujímavú alternatívu k fosílnym palivám, najmä ak sa vodík vyrába pomocou elektriny z obnoviteľných zdrojov. Vývojárom motorov sa teraz podarilo dostať vodíkový motor na rovnakú výkonnostnú úroveň ako benzínový motor prostredníctvom výkonného nabíjania. Veľkou ekonomickou výhodou tohto riešenia pohonu je, že existujúce spaľovacie motory je potrebné len mierne prispôsobiť. Rovnaká zostáva aj prevodovka, len nádrž musí byť vymenená za tlakovú nádobu na plyn.

BMW predstavilo vodíkový spaľovací motor už v roku 2005 s modelom Hydrogen 7. Prečo to vtedy neprevládlo?

BMW Hydrogen 7 produkovalo iba 260 koní a malo krútiaci moment 390 Nm. Na porovnanie, 760i s benzínovým motorom disponovalo pôsobivými 445 k a krútiacim momentom 600 Nm. Vývoj sa ale nezastavil a dnešné vodíkové spaľovacie motory sú ešte efektívnejšie ako benzínové motory s účinnosťou až 43 percent. Plyn je dnes navyše dlhodobo bez strát skladovaný v tlakových zásobníkoch, pričom pred 18 rokmi bol ochladený na mínus 253 stupňov Celzia a skvapalnený. Hoci boli nádrže v tom čase dobre izolované, vodík sa z nich v priebehu niekoľkých dní vyparil.

Je teda technológia už dnes pripravená na sériovú výrobu?

Vodíkový spaľovací motor sa dostane do sériovej výroby v roku 2024 a je určite zaujímavou alternatívou pohonu pre diaľkové kamióny a špeciálne vozidlá. Chýbajúca infraštruktúra však bráni ďalšiemu šíreniu v sektore osobných automobilov. V Rakúsku je v súčasnosti len päť vodíkových čerpacích staníc, ktoré musia byť zásobované plynom nákladným autom – to nie je ideálne. V celej krajine by mali existovať čerpacie stanice, ktoré sú zásobované potrubím.

Nie je využitie vodíka v palivovom článku podstatne efektívnejšie ako v spaľovacom motore?

Palivový článok v kombinácii s elektromotorom má skutočne vyššiu účinnosť v rozsahu čiastočného zaťaženia, v ktorom je automobil primárne prevádzkovaný. V prevádzke s plným zaťažením, v ktorej premáva najmä nákladné auto, vedie vodíkový spaľovací motor. Ďalšou výzvou pri prevádzke palivových článkov je vysoký stupeň čistoty najmenej 99,97 percent, ktorý musí mať vodík, aby palivový článok predčasne nestarol. Táto technológia si vyžaduje aj komplexný tepelný manažment, keďže počas prevádzky odvádza odpadové teplo len cez chladiacu vodu, a preto vyžaduje dvojnásobnú plochu chladiča ako dnešné motory.

Sú vodíkové motory skutočne klimaticky úplne neutrálne?

Len takzvaný „zelený“ vodík, ktorý sa vyrába z elektriny z fotovoltaiky, vetra alebo vodnej energie, je pri použití klimaticky neutrálny. Ak sa na výrobu používa elektrina z uhoľných elektrární, tento „hnedý“ alebo „čierny“ vodík je škodlivý pre klímu a nie je udržateľný. Klímu poškodzujúci CO2 vzniká aj pri výrobe vodíka zo zemného plynu pomocou parného reformovania alebo štiepenia metánu a rádioaktívny odpad vzniká pri výrobe pomocou jadrovej energie. Ako pri každom spaľovacom procese, aj pri spaľovaní vodíka v motore vznikajú oxidy dusíka, ktoré je možné do značnej miery neutralizovať bežným SCR katalyzátorom ako v naftovom motore pridaním AdBlue. V súhrne možno povedať, že vodíkový motor má ako mostová technológia rozhodne svoje výhody – za predpokladu, že je poháňaný zeleným vodíkom.

Mnoho rakúskych dodávateľov pre automobilový priemysel sa špecializuje na komponenty pre spaľovacie motory. Mohol by pre vás vodíkový spaľovací motor predstavovať perspektívu do budúcnosti?

V skutočnosti už niekoľko rakúskych spoločností pracuje na vodíkovej technológii. V AVL List v Grazi sa vyvíjajú nielen vodíkové nákladné autá, ale aj vodíkový pretekársky motor. A Bosch tiež intenzívne pracuje na vodíkových riešeniach, od elektrolýzy až po automobilové aplikácie. Existujú aj ekonomické príležitosti pre menších dodávateľov, pretože na vodíkový pohon sú potrebné mnohé komponenty vrátane systémov nádrží, tesnení, snímačov, vypínacích zariadení, chladiacich systémov, čerpadiel, prepínacích ventilov atď.