Σύνταξη-Επιμέλεια: Στέλιος Βασιλούδης
Η καθαρή μεταφορά χρειάζεται καθαρά οχήματα. Οι νέες εξελίξεις στον τομέα της ενέργειας, είναι ζωτικής σημασίας για μια επανάσταση στα μέσα μαζικής μεταφοράς και καθεμία έχει τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα της.
Η εύρεση νέων τρόπων κίνησης των οχημάτων αποτελεί – εδώ και καιρό – ζωτικής σημασίας στόχο για την αντιμετώπιση της κλιματικής κρίσης. Όσον αφορά τα μικρά επιβατικά οχήματα, δεν υπάρχει καμία αμφιβολία ότι το μέλλον βρίσκεται στα ηλεκτρικά αυτοκίνητα με μπαταρία, παρά σε αυτά που κινούνται με κυψέλες καυσίμου υδρογόνου – η άλλη βιώσιμη εναλλακτική λύση. Ωστόσο, καθώς το μέγεθος ενός οχήματος αυξάνεται, το υδρογόνο μπορεί να γίνει μια όλο και πιο ελκυστική επιλογή. Για τα λεωφορεία, ορισμένοι υποστηρίζουν ότι η ισχύς υδρογόνου δίνει πολλά βασικά πλεονεκτήματα έναντι των αντίστοιχων ηλεκτρικών μπαταριών. Το ποια από αυτές θα γίνει τελικά η κύρια τεχνολογία στα λεωφορεία θα μπορούσε να επηρεάσει και τα άλλα μέσα μεταφοράς.
Τα ηλεκτρικά οχήματα με μπαταρία και τα οχήματα κυψελών καυσίμου υδρογόνου μοιράζονται παρόμοια συστήματα πρόωσης. Και στις δύο περιπτώσεις, αποθηκεύουν ενέργεια για να τροφοδοτήσουν έναν ηλεκτρικό κινητήρα. Ωστόσο, στη δεύτερη, η ενέργεια που αποθηκεύεται ως υδρογόνο μετατρέπεται σε ηλεκτρική ενέργεια από την κυψέλη καυσίμου, αντί να αποθηκεύεται σε μια επαναφορτιζόμενη μπαταρία.
Οι πωλήσεις ηλεκτρικών αυτοκινήτων έφτασαν τα 3 εκατομμύρια το 2020, αυξημένες κατά 40% από το 2019, με περίπου 10 εκατομμύρια ηλεκτρικά αυτοκίνητα να κυκλοφορούν πλέον στους δρόμους του πλανήτη. Οι ταξινομήσεις αυτοκινήτων υδρογόνου παραμένουν τρεις τάξεις μεγέθους χαμηλότερες από αυτό – υπάρχουν μόλις 26.000 στους δρόμους παγκοσμίως, συγκεντρωμένες σε τρεις χώρες: Κορέα, ΗΠΑ (κυρίως στη Καλιφόρνια) και Ιαπωνία. Ενώ εξακολουθούν να υπάρχουν αρκετά αυτοκίνητα με κυψέλες καυσίμου υδρογόνου διαθέσιμα στην αγορά, κατασκευασμένα από την Toyota και τη Hyundai, τείνουν να είναι πιο ακριβά από τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα με μπαταρία και επί του παρόντος μπορεί να είναι δύσκολο να τροφοδοτηθούν με καύσιμο: η αγορά του υδρογόνου είναι δαπανηρή και υπάρχουν πολλοί λιγότεροι σταθμοί ανεφοδιασμού από ότι σημεία επαναφόρτισης μπαταριών ηλεκτρικών αυτοκινήτων – στα περισσότερα μέρη.
Όταν όμως πρόκειται για μεγαλύτερα οχήματα, η εικόνα δεν είναι τόσο ξεκάθαρη. Καθώς τα οχήματα μεγαλώνουν, γίνεται πιο δύσκολο να ηλεκτροδοτηθούν, καθώς χρειάζονται ολοένα και μεγαλύτερες μπαταρίες. Για εφαρμογές έντασης ενέργειας όπως τα φορτηγά μεγάλων αποστάσεων, ορισμένοι ειδικοί λένε ότι το υδρογόνο μπορεί να είναι η καλύτερη επιλογή.
Τα λεωφορεία βρίσκονται κάπου ανάμεσα σε επιβατικά αυτοκίνητα και φορτηγά σε αυτό το φάσμα. «Το τεράστιο ζήτημα είναι η μάζα των λεωφορείων», λέει ο James Dixon, ερευνητής στη μοντελοποίηση συστημάτων ενέργειας και μεταφορών στο Πανεπιστήμιο της Οξφόρδης. «Οι μπαταρίες έχουν μια ενεργειακή πυκνότητα που είναι σχετικά μικρή: Η ενεργειακή πυκνότητα είναι περίπου το 1/40 της ενεργειακής πυκνότητας ενός υγρού καυσίμου υδρογονανθράκων, όπως η βενζίνη ή το ντίζελ». Το υδρογόνο έχει επίσης σχετικά χαμηλή ενεργειακή πυκνότητα (η ποσότητα ενέργειας που μπορεί να αποθηκευτεί ανά μονάδα όγκου μάζας ή επιφάνειας) – τέσσερις έως πέντε φορές μικρότερη από τα καύσιμα πετρελαίου, αλλά πολύ μεγαλύτερη από τις ηλεκτρικές μπαταρίες, προσθέτει.
Η Κίνα έχει ήδη περίπου 5.300 λεωφορεία κυψελών καυσίμου υδρογόνου στους δρόμους της – η συντριπτική πλειοψηφία του παγκόσμιου στόλου – αλλά και άλλες χώρες έχουν αρχίσει να επενδύουν στην τεχνολογία. Ο Neil Collins, διευθύνων σύμβουλος του κατασκευαστή λεωφορείων Wrightbus με έδρα τη Βόρεια Ιρλανδία, λέει ότι η εταιρεία του δεν έχει ακόμη καταλήξει σε επιλογή τεχνολογίας και για αυτό κατασκευάζει και τα δύο: ηλεκτρικά λεωφορεία μπαταρίας και λεωφορεία κυψελών καυσίμου υδρογόνου. Τροφοδοτεί δεδομένα ταξιδιού από τους πελάτες του χειριστές λεωφορείων σε βάση δεδομένων για τη μοντελοποίηση διαφορετικών κύκλων οδήγησης για τα οχήματά του, προκειμένου να καταλήξουν στην καλύτερη τεχνική λύση για τη συγκεκριμένη διαδρομή.
Τα πλεονεκτήματα του υδρογόνου περιλαμβάνουν μικρότερους χρόνους ανεφοδιασμού και συχνά μεγαλύτερη χιλιομετρική εμβέλεια του ρεζερβουάρ, αλλά η τεχνολογία και η υποδομή υδρογόνου είναι πιο ακριβά, λέει ο Collins, ενώ οι απαιτούμενες δεξιότητες στον τομέα της βιομηχανίας της χρήσης ηλεκτρικών λεωφορείων είναι υψηλότερες από ότι για το υδρογόνο. Ο Dixon σημειώνει επίσης ότι μια ανησυχία για το υδρογόνο ήταν (και είναι) πάντα η ασφάλειά του. «Έχει αρκετά ευρεία όρια αναφλεξιμότητας και είναι γνωστό ότι είναι δύσκολο να διατηρηθεί σε δοχείο υπό πίεση χωρίς να έχει διαρροή», λέει. «Όσον αφορά τις υποδομές, η ηλεκτρική ενέργεια είναι πολύ πιο εύκολη, γιατί δεν χρειάζεστε φορτηγά υγρών καυσίμων για τη μεταφορά της», συμπληρώνει.
Ωστόσο, «το υδρογόνο μπορεί να είναι καλύτερη επιλογή σε μια πόλη με πολλούς λόφους, όπως για παράδειγμα το Χονγκ Κονγκ, με υγρό και ζεστό κλίμα», λέει ο Collins. «Αυτό θα είναι πρόβλημα για τα ηλεκτρικά λεωφορεία, γιατί η απαιτούμενη ψύξη και η διαδρομή σε λόφους θα εξαντλήσουν γρήγορα τις μπαταρίες», συνεχίζει. «Όμως αν η πόλη είναι επίπεδη, οι χρόνοι ταξιδιού σχετικά σύντομοι και το κλίμα δεν παρουσιάζει ακραίες διακυμάνσεις, η ηλεκτρική μπαταρία μπορεί να κάνει πολύ καλή δουλειά», προσθέτει.
Ορισμένες περιοχές υιοθέτησαν νωρίς το υδρογόνο. Το Αμπερντίν της Σκωτίας έχει γίνει κόμβος υδρογόνου αφού το δημοτικό συμβούλιο τοποθέτησε σταθμούς ανεφοδιασμού υδρογόνου για οχήματα καθαρισμού των δρόμων και απορριμματοφόρα, καθώς και για λεωφορεία και αυτοκίνητα. Οι ΗΠΑ έχουν ανακοινώσει πολλά προγράμματα για την υποστήριξη της ανάπτυξης υποδομής ανεφοδιασμού με υδρογόνο, αν και τα ηλεκτρικά λεωφορεία είναι, επί του παρόντος, πολύ πιο συνηθισμένα.
Εκτός από τη σύγκριση στη χρήση, υπάρχουν και άλλα στοιχεία που πρέπει να λάβει κανείς υπόψη. Το υδρογόνο θεωρείται ως ένα δυνητικά καθαρό καύσιμο επειδή μπορεί να παραχθεί με ηλεκτρόλυση – χρησιμοποιώντας καθαρή ηλεκτρική ενέργεια και δεν έχει εκπομπές αερίων θερμοκηπίου. Η βιομηχανία ορυκτών καυσίμων προσβλέπει επίσης στο «μπλε» υδρογόνο, που παράγεται μεν από ορυκτά καύσιμα, αλλά με δέσμευση του παραγόμενου διοξειδίου του άνθρακα και αποθήκευσή του, υπόγεια.
Επί του παρόντος, ωστόσο, η συντριπτική πλειοψηφία της παγκόσμιας προμήθειας υδρογόνου προέρχεται από την απλή καύση ορυκτών καυσίμων. Θεωρητικά, το μπλε υδρογόνο θα επέτρεπε καθαρές μηδενικές εκπομπές, αλλά στην πράξη οι μελέτες έχουν δείξει ότι οι εκπομπές παραμένουν μεγάλες. «Το εύρος του ποσοστού των εκπομπών που καταγράφονται είναι συνήθως κάπου μεταξύ 40 – 80% αυτή τη στιγμή», λέει ο Dixon.
Το υδρογόνο μπορεί να θεωρηθεί ως ένας χρήσιμος τρόπος αποθήκευσης της πλεονάζουσας ανανεώσιμης ενέργειας, λέει ο Collins. Ωστόσο, είναι πολύ λιγότερο αποτελεσματικό να μετατρέπουμε την καθαρή ηλεκτρική ενέργεια σε υδρογόνο από ότι απλά να τη χρησιμοποιούμε απευθείας στα αυτοκίνητα, συμπληρώνει ο Dixon. Επιπλέον, η σχετικά μικρή ποσότητα καθαρού υδρογόνου που παράγουμε μπορεί να χρειαστεί σε άλλους τομείς που είναι πιο δύσκολο να ηλεκτροδοτηθούν, όπως οι μεταφορές μεγάλων αποστάσεων και η βιομηχανία χάλυβα. Παρόλες τις δυνατότητες των λεωφορείων υδρογόνου, τα μειονεκτήματα τους μπορεί τελικά να υπερβούν τα οφέλη τους.
«Κατά την γνώμη μου, η ηλεκτρική μπαταρία είναι η προφανής απάντηση για κάθε μεταφορά στην οποία μπορεί να χρησιμοποιηθεί, λόγω της μεγαλύτερης αποδοτικότητας», λέει ο Dixon. «Εκτός κι αν δεν είναι εφικτή η χρήση ηλεκτρικής ενέργειας, όπως πχ σε ένα μεγάλο πλοίο ή αεροπλάνο, τότε έχουμε ένα είδος θερμοδυναμικού καθήκοντος να το κάνουμε», καταλήγει.
Πηγή: Wired
