Kada razmatramo potencijalne izvore energije automobila, korišćenje električne energije je sigurno nešto čemu se teži u budućnosti. Međutim, mišljenja vezana za izvor i skladištenje električne energije koja će se koristiti su podeljena. Iako su električna vozila na baterije uspela da dobiju značajan zamah u većini delova sveta, električna vozila na vodonične gorivne ćelije su za sada, bar na papiru, izgleda najodrživija za korišćenje.

Koje su to ključne razlike između električnih akumulatora (napajanih pomoću litijum-jonskih baterija) i vodoničnih (napajanih gorivom ćelijom)?

Način na koji funkcionišu

Vodonične gorivne ćelije ne treba mešati sa automobilima na sagorevanje vodonika, koji koriste vodonik kao sredstvo za pogon. Sa električnim vozilima na vodonične gorivne ćelije i električnim vozilima na baterije, izvor energije i dalje ostaje električna energija. Međutim, električna vozila na vodonične gorivne ćelije proizvode električnu energiju u pokretu, hemijskom reakcijom između vodonika i kiseonika, koristeći gorivnu ćeliju.

Vodonik se u električnim vozilima na vodonične gorivne ćelije skladišti slično kao što se benzin skladišti u automobilu sa unutrašnjim sagorevanjem, a gorivna ćelija šalje električnu energiju generisanu hemijskom reakcijom do električnog motora u vozilu. Kod električnih vozila na baterije, električna energija se skladišti u litijum-jonskoj bateriji, slično kao i kod bilo kog potrošačkog elektronskog uređaja, i prenosi direktno na jedan ili više elektromotora koji pokreću vozilo.

Domet i efikasnost

Kada posmatramo ove parametre, prednost imaju električna vozila koja kao pogon koriste vodonik. Vodonik daje značajno više energije po kilogramu, što obezbeđuje vozilu znatno duži domet, a neznatno ga otežava – presudna prepreka za električna vozila na baterije koji ne mogu da prošire svoj domet bez dodavanja veće težine na vozilo.

Jednostavno rečeno, litijum-jonske baterije jednostavno nisu tako guste kao rezervoar pun vodonika. Postepeno povećanje veličine rezervoara za vodonik može znatno da poveća mogućnost pređenog puta. U poređenju sa tim, povećanje veličine litijum-jonske baterije često je i veliko opterećenje za vozilo, jer povećani kapacitet takođe mora da zadovolji dodatnu težinu, smanjujući pri tome ukupnu efikasnost.

Što se tiče dometa, trenutno prosečni automobil koji koristi vodonične gorivne ćelije može da nadmašiti prosečno električno vozilo na baterije za oko 160 km, pre nego što ostane bez napajanja.

Praktičnost

Iako domet električnih vozila na baterije i električnih vozila na vodonične gorivne ćelije može biti relativno uporediv, vreme punjenja gorivom je ono što električnim vozilima na vodonične gorivne ćelije daje prednost. Za punjenje rezervoara vodonikom potrebno je isto toliko vremena kao i za punjenje benzinom, čime mogu da se uštede dragoceni minuti tokom putovanja.

Automobil na vodonične gorivne ćelije / Foto: afdc

Iako brzo punjenje recimo Teslinog Model S može da obezbedi 80% snage za pola sata, običnom punjaču naizmenične struje treba do pet sati da potpuno napuni električno vozilo. Ako uzmemo u obzir da litijum-jonska baterija može da podnese samo ograničeni broj ciklusa brzog punjenja,  vodonik očigledno prednjači u pogledu praktičnosti.

Gustina snage i vreme punjenja gorivom su dva glavna razloga zbog kojih je vodonik doneo revoluciju u industriju komercijalnih vozila. Kamioni za duga putovanja ne mogu da imaju teške baterije, jer bi ih to nateralo da smanje težinu tereta. Manja baterija bi znatno smanjila domet teretnog vozila i doprinela povećanju ukupnog vremena potrebnog za isporuku tereta.

Trajnost

Što se tiče trajnosti, električna vozila na baterije su u nepovoljnijem položaju. Iako većina proizvođača električnih vozila na baterije nudi do osam godina ili 160 000 km garancije na svoje litijum-jonske baterije, same baterije mogu da prođu samo ograničenu količinu ciklusa punjenja pre nego što počnu da ozbiljno gube sposobnost zadržavanja električnog naelektrisanja iako su zaštićene sistemima za termičko upravljanje i baferima za bateriju (koji sprečavaju potpuno punjenje ili pražnjenje baterije, produžavajući joj tako životni vek).

Litijum-jonska baterija na kraju svog životnog ciklusa nudi znatno manji domet, a iako je zamenljiva, uvek je skupa opcija. Daleko skuplje od zamene gorivne ćelije.

S druge strane, gorivna ćelija ima procenjeni životni vek od 5000 sati ili 240 000 km, što joj daje prednost. Međutim, istraživanje je dokazalo da vožnja na kratke relacije predstavlja veliki stres na membranu gorivne ćelije i to je ono što smanjuje njen životni vek.

Neprekidna vožnja, pri čemu se gorivna ćelija ne vlaži i ne suši konstantno, omogućila bi gorivoj ćeliji da traje gotovo osam puta duže nego što traje u proseku. Stoga je ova tehnologija daleko prikladnija za daleka putovanja na kojima nije potrebno često zaustavljanje.

Sigurnost

Pored upotrebe zapaljivih tečnosti kao goriva, začuđujuće je zašto vodonik gledamo kao opasan oblik energije. Vodonični automobili poput Toyota Mirai, Honda FCX Clarity i Hyundai Nexo pokazali su se potpuno bezbednim za vožnju i nisu zabeležili veće incidente. To se ne može reći za električna vozila na baterije.

Međutim, skladištenje i transport vodonika, zajedno sa postupkom punjenja ovog goriva, nose određene rizike, navodi Međunarodni časopis za energiju vodonika. Da bi se smanjili dodatni troškovi i rizici koji su svojstveni transportu vodonika, stanice za punjenje gorivom mogu da koriste obnovljive izvore za proizvodnju vodonika na licu mesta.

Opasnosti od automobila na vodonik ostaju uglavnom teoretske. Vodonik se decenijama transportuje za industrijsku upotrebu i nije bilo značajnih incidenata. Međutim, s obzirom na to da kompresovani vodonik predstavlja veći rizik od litijum-jonske baterije, električna vozila na baterije su relativno sigurnija opcija.

Održivost

Ovde prednost imaju električna vozila na vodonične gorivne ćelije. Vodonični automobili filtriraju vazduh tokom vožnje, ostavljajući čist vazduh za sobom. Uz potrebnu proizvodnju zelenog vodonika (odnosno vodonika proizvedenog iz obnovljivih izvora energije) za komercijalna i putnička vozila, električna vozila na vodonične gorivne ćelije su očigledno održiviji izbor.

Za razliku od električnih vozila na baterije, ona ne ostavljaju otpad za sobom u vidu delimično recikliranih baterija.

Dostupnost

Sa izuzetkom Japana i Nemačke, većina zemalja tek treba da izgradi odgovarajuću mrežu vodoničnih stanica.

Prema istraživačkom radu „Sažet pregled energije vodonika“, koji je objavio J. Wind, „širom sveta je instalirano oko 200 stanica za punjenje vodonika; oko 85 njih se nalazi u Evropi i približno 80 u SAD-u (uglavnom u Kaliforniji) “.

Direktna posledica ovoga je da se proizvodi veoma malo komercijalnih električnih vozila na vodonične gorivne ćelije (Toyota, Honda i Hiundai su jedini ključni igrači) i još manje je infrastrukturnih kompanija širom sveta spremnih da investiraju u transport i postavljanje stanice za punjenje vodonika. To je problem koji se delimično može rešiti i kroz vladinu politiku.

Primera radi, Indija trenutno nema  električnih vozila na vodonične gorivne ćelije u prodaji i, i kao posledica toga nema ni stanica za punjenje vodonika. Ako bi neka marka uvela električna vozila na gorivne ćelije na tržište, bilo bi malo ili nimalo onih koji bi ih kupili, s obzirom na očigledne infrastrukturne nedostatke.

Uz vladinu „Nacionalnu misiju vodonika“ i Reliance, koji najavljuju izgradnju dve gigafabrike posvećene zelenom vodoniku, jasno je da Indija želi da bude globalno čvorište za proizvodnju i izvoz zelenog vodonika.

Međutim, preuranjeno je nagađati da li će se taj zeleni vodonik usmeriti u razvoj sopstvene infrastrukture za punjenje vodonika.

Indija takođe planira da samostalno proizvodi litijum-jonske baterije, ne oslanjajući se na uvoz – potez koji će električna vozila učiniti znatno jeftinijim, a samim tim i više prihvatljivim.

Brendovi poput Tata Chemicals, Exide Industries i TDSG pojavljuju se kao najveći indijski dobavljači litijum-jonskih baterija, a predviđa se da će tehnologija baterija u narednim godinama postati znatno jeftinija.

Trenutno su električna vozila na baterije dobila puno veći zamah od električna vozila na vodonične gorivne ćelije. Svi proizvođači automobila žele da postanu potpuno električni do 2030.-2035., ali malo je onih koji su govorili o tome da krenu putem vodonika.

Međutim, nekoliko velikih igrača kao što su Toyota, VW, GM, Hyundai i Honda ne isključuju vodonik kao gorivo budućnosti i nastaviće da paralelno razvijaju tehnologiju električnih vozila na vodonične gorivne ćelije, iako u manjem kapacitetu, sve dok električna vozila na vodonične gorivne ćelije ne dobiju veće prihvatanje i zeleni vodonik ne postane jeftiniji za proizvodnju.

Izvor: Moneycontrol.com