Ostatnie lata to era dynamicznego rozwoju elektromobilności, która stawia przed kierowcami wybór między dwiema innowacyjnymi technologiami – samochodami elektrycznymi i wodorowymi. Zgłębiamy różnicę między dwoma rodzajami napędu, by lepiej zrozumieć, w której drzemie większy potencjał.
Wprowadzenie nowych norm dotyczących ograniczenia emisji CO2 przez Unię Europejską stawia przed producentami samochodów jedno z największych wyzwań. Niższa emisja dwutlenku węgla to tylko jeden z wielu wymogów, z jakimi muszą się zmierzyć czołowe marki. Także kierowcy oczekują, aby pojazdy były przyjazne dla środowiska i jednocześnie ekonomiczne, nie rezygnując z wydajności, bezpieczeństwa ani oszczędności.
Pozyskiwanie energii elektrycznej w sposób ekologiczny i zrównoważony ma rzeczywisty wpływ na redukcję emisji CO2. Pomimo tego, elektromobilność stanowi tylko niewielki ułamek rynku samochodowego w Polsce, ponieważ wciąż pozostaje we wczesnym stadium rozwoju. Niemniej analizy pokazują rosnące zainteresowanie pojazdami z napędem alternatywnym. Według Licznika Elektromobilności, uruchomionego przez PZPM i PSPA, na koniec listopada 2023 roku, w Polsce było zarejestrowane łącznie 54 783 osobowych i użytkowe całkowicie elektrycznych (BEV). Przez jedenaście miesięcy ubiegłego roku ich liczba zwiększyła się o 21 369 sztuk, tj. o 54% więcej niż w analogicznym okresie 2022 r.
Interesującą opcją dla tradycyjnych pojazdów spalinowych są samochody elektryczne z akumulatorem trakcyjnym i pojazdy z ogniwami paliwowymi, nazywane potocznie wodorowymi. Poniżej przestawimy porównanie pojazdów z napędem alternatywnym – elektrycznych i wodorowych, skupiając się na ich różnicach, wadach oraz zaletach.
Zasada działania
Sposób gromadzenia energii różni się między samochodami z napędem elektrycznym z baterią a pojazdami wodorowymi. W przypadku aut elektrycznych energia jest dostarczana z zewnętrznego źródła zasilania a w trakcie jazdy pobierana z akumulatora trakcyjnego. Natomiast samochody z napędem wodorowym posiadają zbiornik, w którym znajduje się sprężony wodór. Wodór w ogniwach paliwowych reaguje z tlenem, generując prąd, który wprawia w ruch silnik (bądź silniki) elektryczny. Nadwyżka energii może być magazynowana w opcjonalnym akumulatorze trakcyjnym o niewielkiej pojemności.
Pod względem ekologicznym oba rodzaje pojazdów różnią się pod pewnymi aspektami. Energia elektryczna w samochodach elektrycznych może być pozyskiwana ze źródeł odnawialnych, co jest najlepszym rozwiązaniem z punktu widzenia środowiska (udział węgla w produkcji energii elektrycznej w Polsce w 2023 roku spadł do 63%, udział źródeł odnawialnych wzrósł do 27%).
Proces pozyskiwania wodoru dla samochodów elektrycznych także wiąże się z pewnymi trudnościami. Często wykorzystuje się tańszą, ale mniej ekologiczną metodę, jaką jest reforming gazu ziemnego. Mimo że wodór jest uznawany za paliwo niskoemisyjne, sposób jego produkcji wpływa na środowisko. Bezpieczniejszą alternatywą jest hydroliza, która odbywa się za pomocą energii elektrycznej pozyskiwanej z odnawialnych źródeł. Niemniej i to rozwiązanie nie jest idealne pod każdym względem, ponieważ generuje duże zużycie wody, co może stanowić dodatkowe obciążenie dla środowiska i klimatu.
Wydajność samochodów wodorowych to główna ich wada, ponieważ wiąże się z utratą 45% energii już na etapie produkcji wodoru. Kolejne procesy, takie jak kompresja, skraplanie, transport i wygenerowanie prądu w ogniwach paliwowych, generują dodatkowe straty. Podczas konwersji wodoru na prąd w pojeździe, tracimy ponad połowę energii, co ogranicza wydajność samochodu na wodór do 25-35%. Samochody elektryczne z baterią trakcyjną mają znacznie niższe straty energii, osiągając wydajność na poziomie 70-80%, chociaż ta może się oczywiście różnić w zależności od konkretnego modelu.
Samochody wodorowe
Zalety:
- Zero emisji CO2: Samochody wodorowe są uznawane za jedno z najbardziej ekologicznych rozwiązań w transporcie. Ich ogniwowe silniki generują energię elektryczną poprzez reakcję chemiczną między wodorem a tlenem, eliminując emisję dwutlenku węgla i innych zanieczyszczeń.
- Szybkie tankowanie: W porównaniu do długotrwałego ładowania samochodów elektrycznych, auta na wodór oferują szybkie tankowanie, co może przyciągnąć kierowców ceniących sobie komfort i czas (trwa zaledwie kilka minut).
- Długi zasięg: Samochody wodorowe charakteryzują się długim zasięgiem, co sprawia, że są atrakcyjne dla tych, którzy regularnie pokonują długie trasy (w zależności od modelu są w stanie pokonać nawet 500-600 km na jednym tankowaniu).
Wady:
- Niska efektywność energetyczna: Proces zamiany wodoru na prąd w ogniwie paliwowym cechuje się niską efektywnością energetyczną, co wpływa na efektywność całego procesu.
- Koszty produkcji i tankowania: Magazynowanie wodoru jest kosztowne, a stacje tankowania wodoru są jeszcze rzadko spotykane, zwłaszcza w porównaniu z siecią stacji ładowania (stacja tankowania wodoru jest 3-4 krotnie droższa niż konwencjonalna. Ofertowane pojazdy na wodór też są zauważalnie droższe niż elektryczne odpowiedniki). Kilogram wodoru kosztuje 69 zł i pozwala na pokonanie ok. 100 km. Koszt pokonania 100 km w aucie elektrycznym waha się od ok. 8 do ok. 40 zł (w zależności od źródła prądu oraz średniego zużycia energii przez pojazd).
Samochody elektryczne
Zalety:
- Zero lokalnej emisji: Samochody elektryczne są bezpośrednio zasilane energią elektryczną z akumulatora trakcyjnego, co eliminuje emisję gazów na poziomie lokalnym.
- Niskie koszty eksploatacji: W porównaniu do tradycyjnych pojazdów spalinowych, samochody elektryczne często charakteryzują się niższymi kosztami eksploatacji, zwłaszcza jeśli chodzi o utrzymanie i koszty prądu.
- Wsparcie infrastrukturalne: Ładowarki dla samochodów elektrycznych stają się coraz powszechniejsze, co ułatwia korzystanie z tego rodzaju pojazdów (Pod koniec listopada 2023 roku w Polsce funkcjonowało 5829 ogólnodostępnych punktów ładowania i 1 komercyjna stacja tankowania wodoru).
Wady:
- Ograniczony zasięg: Pomimo postępu w technologii baterii, samochody elektryczne nadal mogą mieć ograniczony zasięg w porównaniu do tradycyjnych pojazdów spalinowych.
- Długi czas ładowania: Chociaż technologia szybkiego ładowania rozwija się, czas ładowania samochodów elektrycznych nadal jest wielokrotnie dłuższy w porównaniu do tankowania paliwa.
Podsumowanie
Samochody elektryczne przechowują energię w akumulatorze, podczas gdy samochody wodorowe używają zbiornika z wodorem, który reaguje z tlenem w ogniwach paliwowych. Elektryczne pojazdy mogą korzystać z energii odnawialnej, co sprzyja ekologii, w przeciwieństwie do bardziej skomplikowanego procesu pozyskiwania wodoru, często z użyciem gazu ziemnego. Elektryczne auta osiągają wyższą wydajność, osiągając około 70-80%, podczas gdy samochody wodorowe zwykle utrzymują się na poziomie 25-35%. Elektryczne pojazdy lepiej sprawują się przy pokonywaniu krótszych dystansów, zwłaszcza w mieście, podczas gdy samochody wodorowe z reguły oferują większy zasięg, co sprawia, że są bardziej atrakcyjne dla długodystansowych podróży. Koszty zakupu i eksploatacji są zazwyczaj niższe dla elektrycznych samochodów, podczas gdy samochody wodorowe są nieco droższe w zakupie i wymagają kosztownego tankowania wodoru. Nie bez znaczenia jest także infrastruktura ładowania, które w przypadku Polski jest nieporównanie lepiej rozwinięta dla pojazdów elektrycznych, niż wodorowych.
