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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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]
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.
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).
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.
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