Brak polskich ciężarówek na wodór?

Mimo, że coraz więcej polskich miast testuje efektywność wodoru w komunikacji publicznej, tak w 2023 roku w Polsce było 201 takich samochodów (osobowe: \+73% r/r). Nie istnieją dane mówiące o zarejestrowanych w Polsce pojazdach ciężarowych FCEV. Co nie znaczy, że nie ma ich wcale. Ich ilość jest jednak homeopatyczna, skoro nie uwzględnia się jej w statystykach.

Jak wygląda dostępność wodorowych ciężarówek?

Wg raportu “Rynek transportowy w Europie. Podsumowanie 2023\. Prognozy 2024”  od Trans.eu w najbliższych latach być możemy zobaczyć samochody z silnikami spalania wewnętrznego, z wodorem zamiast paliwa oraz więcej premier samochodów ciężarowych z ogniwami paliwowymi.

Według Calstart, w 2022 roku dostępnych było około 20 modeli ciężarówek z takimi ogniwami.

W Europie zamówienia na takie ciężarówki złożyły m.in. GP Joule (100 pojazdów Nikola Tre FCEV), europejskie projekt H2Accelerate (150 ciężarówek) i H2X Global (ciężarówki do gospodarki odpadami w Göteborgu). Shell uruchomił program „pay\-as\-you\-go” w Niemczech, a Scania dostarcza ciężarówki do Szwajcarii.

W 2023 roku Technocarb i CMB.TECH zaczęły prace nad modernizacją silników Diesla do spalania wodoru. Cummins ujawnił koncepcyjną ciężarówkę na wodór, a Tata Motors i JBC planują podobne działania w Indiach. W Nowej Zelandii także testuje się pojazdy dwupaliwowe.

Problemem nie modele, a infrastruktura

Liczba pojazdów napędzanych wodorem powinna rosnąć wraz z dostępnością infrastruktury. Dr Paweł Brusiło w swoim opracowaniu wskazuje, że segment pojazdów ciężkich i specjalistycznych FCEV musi nie tylko opracowywać pojazdy spełniające oczekiwania klientów, ale także współpracować z dostawcami infrastruktury, aby zapewnić dostępność tankowania.

W tym przypadku, struktura po stronie podaży rozciąga się poza produkcję pojazdów, obejmując szerszy ekosystem dostawców technologii, usług (np. edukacyjnych) i twórców infrastruktury.

Nie mamy gdzie tankować wodoru

Na razie działają tylko 2 ogólnodostępne stacje tankowania wodoru – w Warszawie i w Rybniku. Dane firmy Ludwig\-Bölkow\-Systemtechnik wskazują, że w 2022 roku funkcjonowało na świecie 814 stacji tankowania wodoru. W Europie 254, z czego 105 w Niemczech.

Wodór w pojazdach ciężkich

Zarówno pojazdy elektryczne zasilane akumulatorami (BEV), jak i pojazdy zasilane ogniwami paliwowymi (FCEV) używają energii elektrycznej do napędzania silników elektrycznych. Kluczową różnicą jest źródło energii.

Elektryk vs wodorowiec

BEV czerpią energię z akumulatorów ładowanych z sieci elektrycznej, podczas gdy FCEV generują energię na pokładzie za pomocą ogniw paliwowych zasilanych wodorem. To różnicuje sposób magazynowania energii. BEV wymagają dłuższego czasu ładowania, ale korzystają z obecnie bardziej rozwiniętej infrastruktury ładowania. Natomiast FCEV można szybko zatankować, zapewniając większy zasięg, ale ze znacznie mniejszą ilością stacji i droższym paliwem. To sytuacja podobna w skali całego świata.

Perspektywy dla wodoru są względnie optymistyczne

Całkowity koszt posiadania pojazdów FCEV i BEV obejmuje koszty inwestycyjne (CAPEX) i operacyjne (OPEX). Z wspomnianej już analizy Pawła Brusiło ( str. 82\) wynika, że BEV obecnie charakteryzują się niższym TCO w większości segmentów pojazdów drogowych, głównie ze względu na większą infrastrukturę ładowania i niższe koszty energii elektrycznej.

Niemniej jednak, przy odpowiednich warunkach, takich jak obniżone ceny paliwa wodorowego i dotacje, FCEV mogą stać się konkurencyjne, zwłaszcza w segmencie pojazdów ciężkich, dla których niezawodność w dystansie przejechanych kilometrów ma znacznie większe znaczenie.

W przyszłości pojazdy wodorowe mogą cieszyć się dużym zainteresowaniem. W teorii mogą być bardziej ekologiczne i użyteczne dla użytkowników od elektryków. Są równie ciche i mogą być wydajniejsze pod kątem pokonywanych odległości przy szybszym tankowaniu, porównywalnym do tradycyjnego.

Ale to pieśń przyszłości.

Technologia wodorowa zapewnia dobre wskaźniki ekologiczne i wydajnościowe, ale nadal wymaga optymalizacji kosztów operacyjnych, aby stać się bardziej konkurencyjna w porównaniu z innymi technologiami napędowymi.

Jaka jest efektywność pojazdów na wodór w porównaniu do elektryków i spalinówek?

Warto przyjrzeć się badaniu kalifornijskiej firmy AC Transit. Raport “Zero Emission Transit Bus Technology Analysis” wskazuje, że autobusy napędzane dieslem charakteryzowały się najwyższą dostępnością i wysoką niezawodnością. Jednak były mało efektywne w przetwarzaniu energii i generowały znaczne emisje CO2 w porównaniu do reszty badanych technologii.

Z kolei technologia wodorowa zastosowana we flocie autobusów wykazała zrównoważoną (średnią) wydajność z dobrą efektywnością paliwową i zerowymi emisjami. Jednak była znacznie droższa pod względem kosztów energii i operacji w porównaniu do autobusów paliwowych i elektrycznych.

Elektryki z kolei mogły pochwalić się najwyższą efektywnością paliwową oraz najniższymi kosztami utrzymania. Nie były jednak tak niezawodne jak pojazdy FCEV lub napędzane dieslem. [AC Transit, Raport “Zero Emission Transit Bus Technology Analysis, Vol 4” str. 10]

Przewoźnicy nie chcą ciężarówek na wodór?

Z tegorocznej ankiety SpotData i TLP w raporcie “Transport drogowy w Polsce 2023” wynika, że ogniwa wodorowe oraz paliwa syntetyczne mają podobny poziom zainteresowania, z około 15% firm skłonnych do inwestycji . Jednakże aż 60% respondentów wyraża brak zainteresowania, a 25% firm jest niezdecydowanych inwestycjami w tę formę napędu.

Wysokie koszty produkcji barierą w rozwoju

Rozwój rynku pojazdów wodorowych zależy od wsparcia politycznego i regulacyjnego na poziomie krajowym oraz unijnym. Bardzo restrykcyjne normy emisji spalin mogą przyspieszyć adopcję technologii wodorowych​​. Zwłaszcza, że technologia ogniw paliwowych jest zaawansowana. Wymaga jednak dalszych inwestycji i optymalizacji, aby stać się bardziej konkurencyjna cenowo.

Głównym powodem cen FCEV są wysokie koszty produkcji obejmujące krytyczne i często skomplikowane technicznie elementy pojazdów (np. ogniwa paliwowe i zbiorniki wewnętrzne).

Początkowo negatywny wpływ na środowisko

Dodatkowym wyzwaniem jest także wpływ na środowisko. Procesy produkcyjne FCEV często wiążą się ze znacznym zużyciem energii i emisją gazów cieplarnianych, co stoi w sprzeczności z ostatecznym celem tych pojazdów, jakim jest zmniejszenie wpływu na środowisko. Bariery te stwarzają istotne wyzwania dla rozwoju rynku FCEV po stronie podaży.

Strategia wodorowa ma wsparcie rządu

Wsparcie, głównie legislacyjne, dla rozwoju technologii wodorowych oferuje w tej chwili już nie tylko UE, ale i poszczególne państwa, w tym Polska. Nasz kraj w 2021 roku przyjął własną „Strategię wodorową do roku 2030 z perspektywą do 2040 roku”. Zakłada ona m.in. zainstalowanie do 2030 roku ok. 2 GW mocy wytwórczych niskoemisyjnego wodoru i budowę ekosystemu innowacji dolin wodorowych.

Polska jest trzecim producentem i jednym z największych konsumentów wodoru w UE. Niestety jest to przede wszystkim szary wodór. Ten uzyskujemy w procesie reformingu gazu ziemnego lub innych węglowodorów powstałych w procesie rafinacji ropy naftowej. Według Ernst \& Young, zastąpienie go eko\-wersją będzie stanowiło wyzwanie. Jest to po pierwsze drogie, po drugie trudne do zorganizowania. Jednakże to wciąż dużo łatwiejsze zadanie niż budowanie popytu i infrastruktury od zera. Dlatego Polska u progu rewolucji wodorowej wydaje się na dobrej pozycji.

- Nasz potencjał produkcji i odbioru wodoru jest duży, ale jeżeli natychmiast nie odblokujemy regulacji związanych z produkcją zielonej energii, nie zwiększymy udziału zielonej energii w produkcji energii w Polsce, to dalej nie będziemy mogli mówić o zielonym wodorze. W efekcie nasza sytuacja, konkurencyjność naszego przemysłu będzie się pogarszała, a już dziś jesteśmy najbardziej emisyjną gospodarką Europy. Cały sektor ma jeszcze wiele do zrobienia: w 2030 roku powinniśmy produkować setki tysięcy ton zielonego wodoru, a dzisiaj – patrząc na to, jakie projekty są w rozwoju, na ich lokalizacje i poziom zaawansowania – te cele są na ten moment niemożliwe do wypełnienia. Trzeba to natychmiast przyspieszyć - zauważa Emilia Makarewicz, członkini zarządu Polenergia H2Silesia.

Źródło grafiki głównej: Canva.com