- BMW iki dešimtmečio galo pasiūlys vandeniliu varomą mašiną
- Kaip veiks vandeniliu varomas automobilis?
- Vandenilinės technologijos gali būti transporto ateitis
- Prieš vandenilio transporto bumą reikia geresnės infrastruktūros
- Vandenilinis kuras gali būti efektyvus būdas užpildyti transporto priemones
- Vandenilio variklis skaičiuoja jau kelis šimtus metų
BMW iki dešimtmečio galo pasiūlys vandeniliu varomą mašiną
Jau netrukus automobilių pramonė gali išgyventi dideles permainas. Vokietijos automobilių gamintojas BMW pristato „iX5 Hydrogen“ automobilį – pirmąjį, kuris išsiskiria puikia dinamika ir manevringumu, tačiau kartu – ir pažangiu vandenilinės varos sistema.
Nors kol kas automobilis dar nėra pritaikytas riedėti gatvėmis, skelbiama, kad „iX5 Hydrogen“ išsiskirs tuo, kad galės važiuoti tolimus atstumus sąlyginai trumpu kuro atsargų papildymo laikotarpiu.
Automobiliu bus galima įveikti atstumą iki 504 km, o pakrovimui reikės skirti vos 3–4 minutes[1]. Automobilis galės pasiekti didesnį nei 180 km/h greitį.
Šiuo metu bandomieji „iX5 Hydrogen“ automobiliai dar nėra skirti pardavimui, tačiau BMW tikisi, kad įvertinus rinkos poreikius ir bendrąsias sąlygas, tokius automobilius savo klientams jau pasiūlys antrojoje šio dešimtmečio pusėje.
Kaip veiks vandeniliu varomas automobilis?
Vandeniliu varomus automobilius BMW gamina atskirame Miunchene įsikūrusiame vandenilinių technologijų centre, o degalų elementus tiekia bendrovė „Toyota Motor Corporation“.
BMW skelbia, kad kompanijai pavyko sukurti galingiausią pasaulyje lengvojo automobilio kuro elementų sistemą ir specialų akumuliatorių[2]. Kartu šie du elementai užtikrina nuolatinį didelį automobilio greitį ir bendrą 295 kW (401 AG) elektrinę galią.
Nuo 2023 m. BMW atlieka bandymus skirtingose vietose ir testuoja automobilius. Atliekant bandymus karštu oru, automobiliai buvo veikiami iki 45 °C temperatūros, taip pat smėlio, dulkių, įvairių nuolydžių ir kintančio drėgnumo - ir visais atvejais jie veikė įspūdingai.
Tolimesnių bandymų tikslas yra įrodyti vandenilinių automobilių kasdienio naudojimo galimybes ir daugiau sužinoti apie technologiją, kad būtų galima kurti galimą serijinį gaminį.
Vandenilio technologija taip pat pasirodė tinkama kasdieniam naudojimui ekstremalioje minusinėje temperatūroje, o kuro elementų pavara veikė kaip ir įprastas vidaus degimo variklis.
BMW gaminamo automobilio atveju, kuro elementų sistema gaminama dviem etapais. Pirmiausia sudedami elementai, tada montuojami visi kiti komponentai. Korpusas, kuriame sumontuota baterija, gaminamas „BMW Group“ gamykloje Landshute.
„iX5 Hydrogen“ pavarą sudaro novatoriškas 125 kW/170 AG galios degalų elementų derinys, elektros variklis iš „BMW Group“ 5 kartos „BMW eDrive“ technologijų gamos ir specialiai sukurta baterija. Visi šie elementai kartu užtikrina iki 285 kW/401 AG bendrą galią. Vandenilinio automobilio pagrindas: du vandenilio rezervuarai, kuro elementai ir elektros variklis.
Kuro elementuose vandenilis iš rezervuarų reaguoja su deguonimi iš atmosferos ir gamina elektros energiją, kuri maitina variklį.
Vandenilinio automobilio degalų papildymas labai panašus į automobilio su vidaus degimo varikliu degalų papildymą: pripildyti baką užtrunka vos 3-4 minutes.
Vandenilinės technologijos gali būti transporto ateitis
Vandeniliu varomuose elektriniuose automobiliuose yra įmontuojama elektrinė sistema ir tokie patys elektriniai varikliai. Pagrindinis skirtumas tarp šių automobilių – energijos kaupimo sistema.
Priešingai nei baterijoje kaupiama elektra, dujų pavidalo vandenilis, kurį kuro elementai paverčia elektros energija, yra kaupiamas rezervuaruose.
Vienas svarbiausių tokios sistemos privalumų vairuotojams yra tas, kad vandeniliu varomo automobilio kuro atsargos gali būti papildytos vos per kelias minutes. Šiuo aspektu tai panašu į naudojimąsi degimo variklį turinčiu automobiliu.
Dėl to manoma, kad vandenilis turi didžiulį ateities degalų potencialą. Jį galima sandėliuoti ir transportuoti, todėl jis gali būti naudojamas įvairiais būdais.
Vandenilinę technologiją turintys automobiliai yra varomi elektros energija. Vieninteliai kuro elementuose vykstančių reakcijų produktai yra elektros energija, šiluma ir garų forma išsiskiriantis vanduo, todėl vandeniliu varomi automobiliai yra visiškai netaršūs.
Prieš vandenilio transporto bumą reikia geresnės infrastruktūros
O toliau bandydama savo bandomąjį parką visame pasaulyje, „BMW Group“ daug prisideda prie vandenilio degalų infrastruktūros, skirtos tiek lengviesiems automobiliams, tiek komercinėms transporto priemonėms, kūrimo. Infrastruktūra yra būtina šių transporto priemonių pilnam įsiliejimui į rinką.
Remiantis „Hydrogen Fuel Cell Partnership“ šių metų pardavimų duomenimis, JAV buvo parduoti tik 99 vandeniliu varomi automobiliai, palyginti su 1094 automobiliais tuo pačiu laikotarpiu 2023 m., t. y. 91 proc. mažiau[3].
O tokie įspėjamieji ženklai pasirodė praėjusiais metais, kai „Shell“ atsisakė planų Kalifornijoje pastatyti 48 vandenilio degalines lengviesiems automobiliams. Įmonė buvo numačiusi gauti daugiau kaip 40 mln. JAV dolerių valstybės paramos šioms degalinėms įrengti, tačiau net ir jų nepakako, kad projektas būtų įgyvendintas.
Praėjusį rudenį „Shell“ uždarė tris iš penkių savo vandenilio degalinių, pavadinusi jų uždarymą „laikinu“, bet atsisakydama nurodyti, kada jos vėl pradės veikti. Vandenilio degalinės paprastai susiduria su rimtomis patikimumo problemomis dėl skystojo vandenilio, kurį sunku sutvarkyti. 2022 m. „Shell“ uždarė visas tris savo vandenilio degalines Jungtinėje Karalystėje.
Sprendimas atsisakyti lengvųjų vandeniliu varomų transporto priemonių rinkos Kalifornijoje taip pat gali atspindėti paklausos trūkumą. Nors šiais metais Kalifornija buvo viena iš nedaugelio vandeniliu varomų transporto priemonių rinkų, kurioje augo paklausa, naujausiais Kalifornijos energetikos komisijos duomenimis, 2023 m. jų buvo užregistruota tik 3143.
Tai, kad „Shell“ nutraukė savo vandenilio degalų infrastruktūros papildymo planus, tokių automobilių savininkams turėtų kelti nerimą. Juk šiai technologijai ir taip sunkiai sekasi įsitvirtinti.
2023 m. Europoje atidarytos 37 naujos vandenilio degalinės, Japonijoje – 12, Pietų Korėjoje – 29, Šiaurės Amerikoje – 7.
2023 m. pabaigoje pasaulyje veikė 921 vandenilio degalų papildymo stotelė. Tačiau ši infrastruktūra pasiskirsčiusi itin netolygiai: Daugiausia jos yra Rytų Azijoje su Kinija, Japonija ir Pietų Korėja, Vidurio Europoje ir JAV rytinėje bei vakarinėje pakrantėse. 2023 m. pabaigoje Europoje bus 265 vandenilio degalų papildymo stotys, daugiausia jų – Vokietijoje[4].
Šia technologija vis labiau domisi ir Lietuva. Kaune jau rieda vandeniliu varomi autobusai, o ir Vilniaus valdžia pernai rudenį paskelbė, kad ne tik pirks vandenilio kuro celių autobusus, bet ir gamins žaliąjį vandenilį[5].
Vandenilinis kuras gali būti efektyvus būdas užpildyti transporto priemones
Vandenilinį kurą galima naudoti transporto priemonėms ir elektrai gaminti. Jis gali būti gaminamas įvairiais būdais, pvz: elektrolizės būdu, gamtinių dujų riformingu, biomasės dujinimu ir kitais būdais.
Vandenilio gamyba dažnai skirstoma į kategorijas pagal spalvinius kodus, kurie nurodo naudojamą metodą ir jo poveikį aplinkai:
- Pilkasis vandenilis – gaminamas iš gamtinių dujų, išskiriant CO₂;
- Mėlynas vandenilis –gaminamas iš gamtinių dujų, naudojant anglies dioksido surinkimą ir saugojimą (CCS), kad būtų sumažintas išmetamų teršalų kiekis;
- Žaliasis vandenilis – gaminamas naudojant atsinaujinančius energijos šaltinius elektrolizei, neišmetant CO₂.
Vandenilio kuro elementai gamina elektros energiją vykstant elektrocheminei reakcijai tarp vandenilio ir deguonies, o vienintelis šalutinis produktas yra vanduo. Ši technologija naudojama lengvuosiuose automobiliuose, autobusuose ir sunkvežimiuose, varomuose vandenilio kuro elementais.
Vandenilis turi didelį energijos kiekį masės vienetui, todėl efektyviai saugo ir transportuoja energiją. Vis tik, šiuo metu vandenilio, ypač ekologiško vandenilio, gamyba gali būti brangi.
Nepaisant to, vandenilio degalai laikomi pagrindine perėjimo prie mažo anglies dioksido kiekio technologijų ekonomikos sudedamąja dalimi, galinčia sumažinti anglies dioksido kiekį tokiuose sektoriuose kaip transportas, pramonė ir elektros energijos gamyba.
Vandenilio variklis skaičiuoja jau kelis šimtus metų
Pirmasis vidaus degimo variklis 1806 m. buvo varomas ne benzinu, o vandenilio ir deguonies mišiniu. Šveicarų inžinierius Fransua Izaokas de Rivazas balione laikė vandenilio dujas ir uždegimui naudojo elektrinį Voltos starterį. Deja, kitais metais Rivazo suprojektuotas pirmasis vandeniliu varomas automobilis patyrė nesėkmę.
1860 m. belgų išradėjas Etjenas Lenuaras sukūrė triratį „Hippomobile“ – pirmąjį veikiantį vandenilinį automobilį. E. Lenuaras vandenilį gamino elektrolizuodamas vandenį, o susidariusios vandenilio dujos varė vieno cilindro dvitaktį variklį. Jis galiausiai pardavė 350-400 „Hippomobile“ automobilių ir sudarė sąlygas pirmajam patentuotam dujomis varomam automobiliui, kurį 1886 m. išrado Karlas Benzas[7].
Nors eksperimentai su vandeniliu varomomis transporto priemonėmis tęsėsi visą XX a., automobilių pramonėje dominavo benzinu varomas vidaus degimo variklis. Nepaisant to, vandenilio inovacijos vystėsi.
1933 m. Norvegijos energetikos bendrovė „Norsk Hydro“ sukūrė vandeniliu varomą sunkvežimį, kuriame buvo naudojamas vidaus degimo variklis, varomas iš amoniako riformerio išgaunamu vandeniliu. 1941 m. Rusijoje 200 benzinu varomų sunkvežimių buvo pertvarkyti taip, kad jie būtų varomi vandenilio energija.
1998 m. Islandija paskelbė apie savo planą sukurti vandenilio ekonomiką. Islandija planavo per dešimt metų visas savo viešojo transporto priemones pertvarkyti į kuro elementais varomas transporto priemones. 1999 m. Vokietijoje atidaryta pirmoji komercinė vandenilio stotis sunkvežimiams ir lengviesiems automobiliams.
2018 m. Norvegijoje, Kinijoje ir kai kuriose Jungtinės Karalystės dalyse pradėti naudoti kuro elementais varomi autobusai ir kitos vandeniliu varomos transporto priemonės. Be to, pradėjo plisti vandenilio gamyklos, todėl tokios šalys, kaip Australija, gali gaminti ir eksportuoti vandenilio kurą.
2022 m. prezidentas Joe Bidenas pasirašė 2022 m. Infliacijos mažinimo įstatymą. Jame, be kita ko, buvo pažadėtos investicijos į mažai anglies dioksido į aplinką išskiriančią energetiką, kurios padės sumažinti vartotojų išlaidas vandenilio degalams.
Prognozuojama, kad iki 2026 m. pasaulinė vandenilio kuro elementų rinka pasieks 13,7 mlrd. dolerių, todėl vandenilio infrastruktūros plėtra yra kaip niekada svarbi.
