Samochód na wodór - jak działa i ile kosztuje?

Kategoria: ciekawostki

Samochody na wodór to tak naprawdę auta elektryczne, które pozyskują prąd z wodoru, czyli najbardziej rozpowszechnionego pierwiastka na świecie. Takie pojazdy nie potrzebują dużych baterii, nie emitują żadnych szkodliwych substancji do środowiska, a ich ładowanie do pełna trwa 3 minuty. Skoro więc mają tyle zalet, dlaczego jeszcze nimi nie jeździmy? Jeśli jesteś ciekaw, dalej znajdziesz więcej informacji o tych samochodach, ich plusach i minusach oraz kosztach.

Rozwój ekologicznych alternatyw w motoryzacji

W ostatnich latach świadomość ekologiczna społeczeństwa wzrosła, prowadząc do większego zainteresowania alternatywnymi źródłami energii. 

Popularność zyskały samochody elektryczne i hybrydowe. Traktuje się je jako ekologiczną alternatywę dla tradycyjnych samochodów spalinowych, choć do wytwarzania ich baterii zużywa się cenne pierwiastki ziem rzadkich, takie jak kobalt czy lit.

Od dłuższego czasu słyszymy też o samochodach na wodór, które do napędzania wykorzystują reakcje między wodorem a tlenem w ogniwach paliwowych. Jak się okazuje, samochód na wodór możemy już teraz kupić w polskich salonach.

Jak działa samochód wodorowy?

Samochody na wodór działają dzięki silnikowi elektrycznemu, który pobiera prąd wytwarzany w reakcji elektrochemicznej. Zachodzi ona gdy wodór pod wysokim ciśnieniem łączy się z tlenem. To oznacza, że pojazdy wodorowe, w przeciwieństwie do samochodów elektrycznych, są w stanie wytwarzać prąd samodzielnie. 

Dzieje się to za sprawą tzw. ogniw paliwowych, które generują prąd poprzez proces znany od ponad 200 lat, czyli odwróconą elektrolizę wody. 

Wodór, którym wypełnione są zbiorniki, trafia do ogniw paliwowych, gdzie następuje reakcja polegająca na połączeniu jonów wodoru z tlenem. Przepływ elektronów tworzy energię elektryczną, która ładuje akumulator przekazujący prąd do silnika. W wyniku reakcji tworzy się woda, która jest jedyną substancją emitowaną przez taki samochód.

Samochód wodorowy można więc nazwać małą elektrownia zasilaną wodorem. Wypełnienie zbiornika wodorem zajmuje na stacji zaledwie kilka minut, a samochód na jednym ładowaniu może przejechać ponad 600 km.

Niestety, w Polsce istnieje tylko jedna publiczna stacja ładowania wodoru. Ale o tym w dalszej części artykułu.

Samochody na wodór a samochody elektryczne

Mówi się, że samochody na wodór i samochody elektryczne stanowią przyjazne dla środowiska alternatywy wobec pojazdów spalinowych. 

Pojazdy wodorowe przekształcają gazowy wodór w prąd elektryczny podczas gdy w przypadku samochodów elektrycznych musimy dostarczyć ten prąd z zewnątrz, poprzez ładowanie baterii z gniazdka lub na stacji ładowania.

Samochody na wodór mogą pochwalić się zasięgiem przekraczającym 650 kilometrów - taki wynik w samochodach elektrycznych uzyskamy tylko w najwyższych modelach. 

Zalety samochodów na wodór

• Szybkie tankowanie - zatankowanie samochodu wodorowego do pełna zajmuje zaledwie 3-5 minut 

• Duży zasięg - samochody wodorowe oferują znacznie większy zasięg na jednym ładowaniu niż auta elektryczne

• Zero emisyjność - auta na wodór emitują jedynie parę wodną

• Mniej litu w bateriach - baterie w samochodach wodorowych są 8-16 razy mniejsze niż w samochodach elektrycznych, co oznacza mniejsze zapotrzebowanie na lit i kobalt - pierwiastki, których wydobycie wywołuje kontrowersje.

Wady samochodów na wodór:

• Brak infrastruktury - w Polsce dopiero powstają pierwsze stacje zasilania wodorem, a większość z nich jest budowana głównie dla autobusów miejskich. Jedyna aktywna stacja znajduje się w Warszawie na Ursynowie, jednak planowane jest utworzenie kolejnych 30 w różnych miastach, takich jak Gdańsk, Gdynia, Lublin i Wrocław. 

• Długie przerwy pomiędzy tankowaniami - Po zatankowaniu samochodu wodorowego dystrybutor potrzebuje kilku minut przerwy na wyrównanie ciśnienia. Oznacza to możliwość zatankowania z jednego dystrybutora zaledwie kilku aut w ciągu godziny. 

• Proces wytwarzania wodoru - Produkcja 1 kilograma wodoru wymaga około 55-70 kWh energii, co jest dość kosztowne energetycznie.

• Cena zakupu auta - samochody na wodór są obecnie drogie w zakupie - w Polsce można zakupić jedynie dwa takie modele: Toyota Mirai II lub Hyundai Nexo.

Tankowanie samochodu na wodór - ile kosztuje?

Jak już wspominaliśmy wcześniej, w momencie pisania tego artykułu istnieje zaledwie jedna stacja ładowania wodoru w Polsce, znajdująca się w Warszawie przy ulicy Tango.

Cena tankowania wodoru w 2023 roku wynosi 69 złotych za kilogram.

Dla Toyoty Mirai II jeden kilogram wodoru pozwala na przejechanie około 100 kilometrów, zależnie od stylu jazdy. To oznacza, że koszt przejechania 100 kilometrów samochodem na wodór wynosi 69 złotych.

Jeśli wybierzemy dynamiczną jazdę, zużycie wodoru znacznie wzrośnie. Przy prędkości 120 km/h Mirai będzie potrzebować już 1,3 kilograma na każde 100 kilometrów, co przekłada się na wydatek około 90 złotych.

Za tę samą sumę można by kupić około 14 litrów benzyny. Z tego można wnioskować, że obecnie jazda samochodem na wodór jest droższa niż korzystanie z samochodu benzynowego.

Przy ekonomicznej jeździe, Mirai powinien zużywać 0,8 kg wodoru na 100 km, co przełoży się na koszt około 55 zł.

Jak wygląda tankowanie samochodu na wodór?

Tankowanie samochodu na wodór praktycznie nie różni się od tankowania auta z napędem paliwowym. Do wlewu podłącza się specjalny pistolet, w którym następnie naciska się spust i czeka, aż zbiornik napełni się wodorem. Pełne tankowanie trwa od około 3 do 5 minut. 

Koszt paliwa wodorowego a koszt prądu w samochodzie elektrycznym

W tej chwili jazda samochodem na wodór jest droższa niż użytkowanie samochodu elektrycznego, za który w zależności od różnych czynników zapłacimy od 25 do 70 złotych za przejechanie 100 kilometrów.

Zobacz również: Ile kosztuje ładowanie samochodu elektrycznego?

Jeśli będziemy ładowali samochód elektryczny z własnego gniazdka, zapłacimy bliżej tej pierwszej kwoty. Jeśli skorzystamy z szybkiej ładowarki na stacji, kwota ta będzie już zbliżona do ceny tankowania wodoru.

W przypadku samochodów elektrycznych mamy możliwość redukowania kosztów eksploatacji, na przykład poprzez ładowanie pojazdu w domu w ramach taryfy nocnej lub wykorzystywanie energii z paneli fotowoltaicznych. Dla samochodów na wodór takie oszczędności nie są możliwe, ponieważ musimy tankować na dedykowanych stacjach.

Nawet w Niemczech, gdzie istnieje 105 stacji tankowania wodorem, zdarza się, że aby dojechać do najbliższej stacji, trzeba pokonać 100 km w jedną stronę. Licząc również powrót, na samym dojeździe do stacji możemy stracić prawie 1/3 pojemności baku.

^{Alexander Migl / wikimedia commons / cc by-sa 4.0}

Samochody na wodór w Polsce

W Polsce dostępny jest tylko jeden model samochodu na wodór, którym jest Toyota Mirai II.

Auto oferuje zasięg aż do 654 km. To model z segmentu E, zbudowany na platformie Lexusa LS, kosztujący od 335 tysięcy złotych.

Mirai II oferuje bogate wyposażenie i bardzo dobre właściwości jezdne. Toyota reklamuje ten model, jako pojazd, który oczyszcza powietrze. Ogniwa paliwowe wymagają do pracy bardzo czystego powietrza, dlatego też auto posiada specjalne filtry oczyszczające powietrze. 

Producent udziela 5 lat gwarancji lub 100 000 km na ogniwa paliwowe oraz 3 lata na cały samochód.

Na warszawskich ulicach możemy też spotkać Hyundaia Nexo, którego można zamówić z Niemiec, jednak chyba oprócz Grupy Polsat nikt tego nie zrobił ze względu na brak możliwości jego zatankowania. 

Hyundai Nexo pojawił się na rynku już w 2018 roku. W Polsce porusza się po drogach mniej więcej 40 egzemplarzy. Większość z tych samochodów zakupiła Grupa Polsat, posiadająca własną stację ładowania wodoru w Warszawie. Planuje ona również budowę pięciu kolejnych stacji w miastach takich jak Wrocław, Gdańsk, Gdynia, Lublin i Rybnik. Hyundai Nexo posiada zbiorniki o pojemności 6,3 kilograma, które pozwalają na przejechanie około 630 kilometrów przy średnim zużyciu energii. Auto generuje 163 KM mocy i wycenia się w przedziale od 300 do 310 tysięcy złotych.

Podsumowanie

Pojazdy na wodór istnieją i wszystko wskazuje na to, że ich rozwój będzie postępował. Warunkiem sukcesu samochodów wodorowych jest rozbudowa infrastruktury. Potrzebne są stacje, które umożliwią chętnym zatankowanie tego typu aut. 

Minusem aut wodorowych jest też niska efektywność energetyczna. Od momentu wytworzenia wodoru do użycia go w samochodzie, zostaje zaledwie 38% pierwotnej energii. Dla porównania, samochody elektryczne oferują efektywność na poziomie 73%. Warto jednak podkreślić, że w samochodach spalinowych wynosi ona ok. 15-20%. 

Samochody na wodór mogą odnieść sukces, jeśli za ich rozwojem pójdzie rozwój infrastruktury. Ich tankowanie zajmuje tyle samo czasu co tankowanie samochodu tradycyjnego, a zasięg jest zbliżony. W miarę rozpowszechniania się tej technologii można spodziewać się, że ceny wodoru staną się bardziej przystępne. Produkcja aut wodorowych nie wymaga tak dużej ilości cennych pierwiastków, a same pojazdy nie emitują substancji szkodliwych dla środowiska.

Podsumowując, mimo pewnych wyzwań, przyszłość samochodów na wodór wydaje się obiecująca, zwłaszcza jeśli zostaną podjęte odpowiednie kroki w kierunku ich rozwinięcia i popularyzacji.