Czy wodór będzie paliwem przyszłości?

Koncerny samochodowe przygotowują się do wdrożenia wodorowych ciężarówek. Nowe paliwo ma zalety, ale też i wady. Możliwe, że lepszą alternatywą są biopaliwa.

Publikacja: 29.12.2022 10:28

Czy wodór będzie paliwem przyszłości?

Foto: Robert Przybylski

Wodór występuje na Ziemi powszechnie, jednak nie jest dostępny w postaci wolnej. – Do wytworzenia energii z wodoru potrzebujemy więcej energii niż jesteśmy w stanie z niego otrzymać – podkreśla ekspert w obszarze inżynierii chemicznej i współautor opracowanego przez Multiconsult Polska raportu nt. transformacji energetycznej Artur Szczelina. 

Kłopotliwe magazynowanie

Wodór jako gaz charakteryzuje się wyjątkowo niską gęstością. Jego metr sześcienny w stanie lotnym waży zaledwie 84 g, czyli dwunastokrotnie mniej od powietrza. Bardzo niska gęstość wodoru sprawia, że jego transport i magazynowanie są mało efektywne, a przez to zdecydowanie bardziej kosztowne od obecnie stosowanych paliw płynnych. 

Czytaj więcej

Czy Polska zbuduje elektrownie jądrowe?

Kilogram wodoru zawiera 120-140 MJ energii, trzy razy więcej niż kilogram benzyny. Jednak w świecie motoryzacji liczy się energia zawarta w jednostce objętości. W takim przeliczeniu wodór nie wypada dobrze: przy ciśnieniu 350 bar (pojemniki używane w wodorowych autobusach) metr sześcienny zawiera 26,1 kg wodoru. 

Toyota wykorzystuje pojemniki o ciśnieniu 700 bar i możliwe, że będzie to nowy standard przechowywania gazowego wodoru pod ciśnieniem. W takim zbiorniku w metrze sześciennym zawarte jest 42 kg wodoru. 

Daimler proponuje przechowywanie wodoru w stanie ciekłym. Takie termosy zawierają 71 kg wodoru. Mimo to litr ciekłego wodoru zawiera tylko 8 MJ energii, czyli 4 razy mniej od litra benzyny. Skroplenie wodoru w ciśnieniu zbliżonym do atmosferycznego wymaga uzyskania temperatury minus 253 stopnie C i utrzymywania jej, co również pochłania energię. 

Czytaj więcej

Koncern energetyczny PGE kupi całość akcji PKP Energetyka

Raport Multiconsult przypomina, że wodór jest też ekstremalnie łatwopalny. Ulega zapłonowi w bardzo szerokim zakresie stężenia (4-75% w powietrzu), przy bardzo niewielkiej energii (0,02 mJ). Płonie niewidocznym płomieniem i praktycznie nie da się go ugasić. Niska energia zapłonu może spowodować wybuch już podczas wypływu z nieszczelnego zbiornika, co stwarza ogromne zagrożenie przy obsłudze urządzeń wodorowych. 

Droga produkcja

Najtańszą metodą produkcji wodoru jest Parowy Reforming Metanu (SMR), polegający na katalitycznym rozkładzie gazu ziemnego w obecności pary wodnej. Produktem rozkładu jest wodór i CO2 (lub CO). – Jeśli chcielibyśmy w całości zastąpić paliwa kopalne wodorem Reformingu Parowego, Polska musiałaby zwiększyć zużycie gazu ziemnego dziewięciokrotnie. W przypadku przejścia na zasilanie wodorem wyłącznie samochodów osobowych, Polska musiałaby zwiększyć zużycie gazu o 51%. Poza oczywistymi problemami z dostępnością takiej ilości surowca, spowodowałoby to szereg wtórnych kłopotów, jak choćby wzrost cen żywności. Gaz ziemny jest przecież cennym surowcem do produkcji nawozów sztucznych – tłumaczy ekspert Multiconsult Polska.

Wytwarzanie wodoru przy pomocy źródeł odnawialnych (w przypadku Polski głównie elektrowni wiatrowych) wymusiłoby zwiększenie ich liczby o ponad 66 razy. 

Najbardziej realne wydaje się zastąpienie wodorem benzyny oraz oleju opałowego. Moc zainstalowania energii wiatrowej (250 PJ) odpowiada ilości energii niezbędnej do napędu części pojazdów osobowych w Polsce. 

Zastosowanie wodorowych ogniw paliwowych w gospodarstwach domowych pozwoliłoby na wytwarzanie prądu i ciepła w systemie kogeneracji, w wyniku której ogniwo paliwowe dostarczałoby 60% energii elektrycznej i około 30% ciepła ze spalanego w nim wodoru. System ten sprawdziłby się jeszcze lepiej w dużych jednostkach mieszkalnych (wieżowce, osiedla) w oparciu o ogniwo wysokotemperaturowe. Takie rozwiązania są stosowane w dużych hotelach. 

Czytaj więcej

Stan finansów kurierów jest gorszy niż średnia dla całej gospodarki

Wodór zdecydowanie przegrywa jednak w kosztach napędu samochodów osobowych w stosunku do energii elektrycznej. Brak jest zarówno sieci produkcji wodoru, magazynowania, jak i dystrybucji. Ponadto, energia niezbędna do produkcji wodoru może przecież z powodzeniem służyć ładowaniu samochodów elektrycznych. – Część ciężkiego transportu samochodowego nadal będzie korzystała z paliw płynnych, jak olej napędowy, dla którego nie ma obecnie alternatywy w postaci wodoru lub napędu elektrycznego. Tą alternatywą jest za to bio-diesel i prawdopodobnie to paliwo przejmie rynek transportu ciężkiego. Póki co, również samoloty będą korzystały z obecnego paliwa – zaznacza Artur Szczelina.

Morski
Gdynia umocni się na trasie do Ameryki
Materiał Promocyjny
Tajniki oszczędnościowych obligacji skarbowych. Możliwości na różne potrzeby
Elektromobilność
Łamigłówki nad elektryfikacją ostatniej mili
Drogowy
Zdesperowani przewoźnicy zapowiadają blokadę Dorohuska
Drogowy
Przewoźnicy rozpędzili się w zakupach
Materiał Promocyjny
Naukowa Fundacja Polpharmy ogłasza start XXIII edycji Konkursu o Grant Fundacji
Przewozy
Zleceniodawcy już wydłużają terminy płatności