Vodik v rezervoarju

Vodik v rezervoarju

avtomobilska.at:G. Geringer, ste predsednik avstrijskega združenja za tehnologijo motornih vozil ÖVK in organizator mednarodnega dunajskega motorističnega simpozija, ki vsako leto poteka v dunajskem Hofburgu. Katere teme so na sporedu to pomlad?

Bernhard Geringer: Eden od letošnjih poudarkov je podnebno nevtralen pogon, vključno z motorji na gorivne celice in vodik ter seveda povsem električni pogoni in različne hibridne rešitve. Poudarek je tudi na virih energije za mobilnost in poti avtomobilske industrije do avtonomnih vozil. Za to razburljivo razpravo nam je za partnerja uspelo pridobiti dunajsko visokotehnološko podjetje TTTech, ki je s svojo pobudo »The Autonomous« v ospredju razvoja funkcij avtonomne vožnje.

Avstrijska zvezna vlada želi v okviru svoje vodikove strategije spodbujati proizvodnjo podnebno nevtralnega vodika. Bomo torej kmalu namesto bencina ali dizla točili vodik?

Nekatera predavanja na motornem simpoziju obravnavajo vodikov motor, pri katerem vodik zgoreva podobno kot motor na zemeljski ali tekoči plin. To je pravzaprav zanimiva alternativa fosilnim gorivom, še posebej, če se vodik proizvaja z električno energijo iz obnovljivih virov. Razvijalcem motorjev je zdaj z močnim polnjenjem uspelo motor na vodik doseči enako zmogljivost kot bencinski motor. Velika gospodarska prednost te pogonske rešitve je, da je treba obstoječe motorje z notranjim zgorevanjem le zmerno prilagoditi. Tudi menjalnik ostaja enak, le posodo je treba zamenjati s tlačno posodo za plin.

BMW je že leta 2005 z modelom Hydrogen 7 predstavil motor z notranjim zgorevanjem na vodik. Zakaj to takrat ni obveljalo?

BMW Hydrogen 7 je proizvedel samo 260 KM in imel navor 390 Nm. Za primerjavo, 760i z bencinskim motorjem je imel impresivnih 445 KM in 600 Nm navora. Toda razvoj se ni ustavil in današnji motorji z zgorevanjem na vodik so z izkoristkom do 43 odstotkov celo učinkovitejši od bencinskih. Poleg tega se zdaj plin brez izgub dolgo časa hrani v tlačnih rezervoarjih, pred 18 leti pa so ga ohladili na minus 253 stopinj Celzija in utekočinili. Čeprav so bili rezervoarji takrat dobro izolirani, je vodik iz njih izhlapel v nekaj dneh.

Je torej tehnologija danes že pripravljena na serijsko proizvodnjo?

Motor z notranjim zgorevanjem na vodik bo šel v serijsko proizvodnjo leta 2024 in je vsekakor zanimiva pogonska alternativa za tovornjake in specialna vozila za dolge razdalje. Vendar pa pomanjkanje infrastrukture preprečuje nadaljnje širjenje v sektorju osebnih avtomobilov. Trenutno je v Avstriji le pet bencinskih črpalk za vodik, ki jih je treba s plinom oskrbovati s tovornjaki – to ni idealno. Po vsej državi bi morale biti bencinske črpalke, ki bi se oskrbovale po cevovodih.

Ali ni uporaba vodika v gorivni celici bistveno bolj učinkovita kot v motorju z notranjim zgorevanjem?

Gorivna celica v kombinaciji z elektromotorjem ima dejansko večji izkoristek v območju delne obremenitve, v katerem avtomobil primarno deluje. Pri polni obremenitvi, v kateri deluje predvsem tovornjak, prednjači motor z zgorevanjem na vodik. Drugi izziv pri delovanju gorivnih celic je visoka stopnja čistosti vsaj 99,97 odstotka, ki jo mora imeti vodik, da se gorivna celica ne postara predčasno. Ta tehnologija zahteva tudi kompleksno toplotno upravljanje, saj med delovanjem odvaja samo odpadno toploto preko hladilne vode in zato zahteva dvakrat večjo površino radiatorja kot današnji motorji.

Ali so vodikovi motorji dejansko popolnoma podnebno nevtralni?

Le tako imenovani »zeleni« vodik, ki se proizvaja z elektriko iz fotovoltaike, vetra ali hidroelektrarn, je ob uporabi podnebno nevtralen. Če se za proizvodnjo uporablja elektrika iz elektrarn na premog, je ta »rjavi« ali »črni« vodik škodljiv za podnebje in ni trajnosten. Podnebju škodljiv CO2 nastaja tudi pri proizvodnji vodika iz zemeljskega plina s parnim reformingom ali cepitvijo metana, pri proizvodnji z jedrsko energijo pa nastajajo radioaktivni odpadki. Kot pri vsakem procesu zgorevanja tudi pri zgorevanju vodika v motorju nastajajo dušikovi oksidi, ki jih je mogoče v veliki meri nevtralizirati s konvencionalnim katalizatorjem SCR, kot je v dizelskem motorju, z dodajanjem AdBlue. Če povzamemo, lahko rečemo, da ima vodikov motor vsekakor svoje prednosti kot mostna tehnologija – pod pogojem, da ga poganja zeleni vodik.

Številni avstrijski dobavitelji za avtomobilsko industrijo so se specializirali za komponente za motorje z notranjim zgorevanjem. Bi lahko motor z notranjim zgorevanjem vodika predstavljal prihodnost za vas?

Pravzaprav se več avstrijskih podjetij že ukvarja z vodikovo tehnologijo. Pri AVL List v Gradcu ne razvijajo samo tovornjakov na vodik, ampak tudi dirkalni motor na vodik. In Bosch se intenzivno ukvarja tudi z vodikovimi rešitvami, od elektrolize do avtomobilskih aplikacij. Obstajajo tudi gospodarske priložnosti za manjše dobavitelje, saj so za pogon na vodik potrebne številne komponente, vključno s sistemi rezervoarjev, tesnili, senzorji, napravami za zaustavitev, hladilnimi sistemi, črpalkami, preklopnimi ventili itd.