Przegląd technologii i modeli

Wśród liderów technologii wodorowej w transporcie ciężkim wyróżnia się Hyundai. Koreański producent w 2020 roku wprowadził na europejski rynek model XCIENT Fuel Cell, będący pierwszą na świecie masowo produkowaną ciężarówką wodorową. Pojazd ten został wyposażony w dwa ogniwa paliwowe o łącznej mocy 180 kW oraz siedem zbiorników, które mieszczą 31 kg sprężonego wodoru. Zasięg pojazdu wynosi do 400 km, co czyni go odpowiednim dla transportu regionalnego. Czas tankowania, wynoszący około 8–20 minut, to kolejny argument przemawiający za technologią wodorową. W Szwajcarii, gdzie Hyundai dostarczył ponad 50 tych ciężarówek, XCIENT Fuel Cell zintegrowano z ekosystemem produkcji zielonego wodoru, co zwiększa atrakcyjność tego rozwiązania pod względem ekologii.

Amerykańska firma Nikola Motors, choć zmagała się z wyzwaniami finansowymi i kontrowersjami, rozwija model Nikola Tre FCEV, który jest już dostępny w Europie dzięki współpracy z Iveco. Ta wodorowa ciężarówka oferuje zasięg wynoszący około 800 km oraz nowoczesne rozwiązania technologiczne, takie jak optymalizowane układy zarządzania energią i systemy wspomagania kierowcy. Nikola rozwija równocześnie sieć stacji tankowania wodoru w Ameryce Północnej i Europie, co jest kluczowym elementem ich strategii.

Daimler Truck, to kolejny gracz stawiający na wodór. Koncern rozwija model Mercedes-Benz GenH2, wykorzystujący ciekły wodór jako paliwo. Technologia ta pozwala na zwiększenie zasięgu pojazdu do około 1000 km, jednocześnie zmniejszając objętość zbiorników w porównaniu z wodorem sprężonym. Daimler planuje rozpoczęcie testów tego modelu w warunkach komercyjnych w 2024 roku, co może być istotnym krokiem w popularyzacji wodoru w transporcie długodystansowym. Żeby zaprezentować potencjał swojej technologii, we wrześniu 2023 roku Mercedes wysłał swoją ciężarówkę w trasę o długości 1047 km, którą udało jej się pokonać na jednym tankowaniu. Tak wydarzenie skomentował Andreas Gorbach, członek zarządu Daimler Truck AG, Head of Truck Technology – „Aby zdekarbonizować transport, potrzebujemy zarówno technologii napędu akumulatorowo-elektrycznego, jak i wodorowego. Punktem krytycznym dla ciężarówek z ogniwami paliwowymi są elastyczne i wymagające zadania transportu długodystansowego. Udowodniliśmy to w imponujący sposób, pokonując dystans 1000 km na jednym tankowaniu: Wodór w samochodach ciężarowych to nic innego jak gorące powietrze, a my robimy bardzo duże postępy na drodze do produkcji seryjnej. Jednocześnie nasz dzisiejszy rekordowy przejazd przypomina, że dekarbonizacja transportu wymaga dwóch innych czynników oprócz odpowiednich technologii napędowych: zielonej infrastruktury energetycznej i konkurencyjnych kosztów w porównaniu z konwencjonalnymi pojazdami.”

Toyota i Hino Motors również nie pozostają w tyle. Ich ciężarówki wodorowe, bazujące na doświadczeniach zdobytych przy produkcji modelu osobowego Toyota Mirai, zostały zaprojektowane z myślą o przewozach miejskich i regionalnych. Pojazdy te charakteryzują się zasięgiem do 600 km, a dzięki kompaktowym zbiornikom wodoru i efektywnym ogniwom paliwowym są w stanie sprostać wyzwaniom współczesnej logistyki.

Rynek globalny

Według analityków z Markets and Markets, globalny rynek ciężarówek zasilanych ogniwami wodorowymi został wyceniony na 1,9 miliarda USD w 2024 roku, a prognozy wskazują, że do 2035 roku jego wartość osiągnie 10,8 miliarda USD, rosnąc średnio o 16,9% rocznie. Kluczowym czynnikiem napędzającym popyt na tego typu pojazdy są oszczędności kosztów paliwa, szczególnie istotne w branżach transportowej i logistycznej, gdzie wydatki na paliwo stanowią znaczącą część budżetu.

Adopcja ciężarówek wodorowych może być również wspierana przez rządowe programy zachęt i dotacji, które obniżają koszty użytkowania i czynią te pojazdy bardziej atrakcyjnymi dla przedsiębiorstw. Wraz z rosnącą skalą produkcji wodoru i spadającymi kosztami jego wytwarzania technologia ta zyskuje coraz większe uznanie w różnych sektorach gospodarki, co dodatkowo zwiększa popyt na ciężarówki z ogniwami paliwowymi.

Do głównych graczy na tym rynku należą m.in. Dongfeng Motor Company, ESORO AG, Hyundai Motor Company, Hyzon Motors, Kenworth Truck Company, Nikola Corporation, Renault Trucks, SANY Group, XCMG Group oraz Xiamen King Long International Trading Co. Ltd.

Nowe technologie i kierunki rozwoju

Jednym z kluczowych wyzwań stojących przed wodorowymi ciężarówkami jest optymalizacja ogniw paliwowych. Obecnie wykorzystywane w nich katalizatory zawierają platynę – metal szlachetny, którego wysoka cena znacząco podnosi koszty produkcji. Firmy takie jak Ballard Power Systems i Plug Power pracują nad zmniejszeniem zawartości platyny w ogniwach oraz nad wprowadzeniem alternatywnych materiałów, takich jak grafen czy stopy niklu.

Kolejnym obszarem rozwoju jest magazynowanie wodoru. Obecnie większość ciężarówek korzysta z wodoru sprężonego pod ciśnieniem 350 lub 700 barów, co wymaga stosowania ciężkich, kompozytowych zbiorników. Rozwój technologii ciekłego wodoru, nad którym pracuje Daimler, może rozwiązać wiele problemów związanych z wagą i objętością zbiorników. Ciekły wodór przechowuje się w niższych ciśnieniach, ale wymaga zaawansowanego systemu chłodzenia, co stanowi wyzwanie technologiczne.

W przyszłości można spodziewać się również rozwoju hybrydowych układów napędowych, łączących ogniwa paliwowe z bateriami litowo-jonowymi. Takie rozwiązania pozwalają na elastyczne wykorzystanie energii – ogniwa paliwowe zapewniają moc na długich dystansach, a baterie sprawdzają się w ruchu miejskim.

Infrastruktura tankowania wodoru: Polska i Europa

Jednym z największych wyzwań związanych z technologią wodorową jest rozwój infrastruktury tankowania. W Polsce sieć stacji wodorowych dopiero powstaje, co znacząco ogranicza możliwości użytkowania pojazdów wodorowych na większą skalę. Dziś działa u nas 5 stacji wodorowych (tabela poniżej). Jednak zgodnie z planami polskiego rządu oraz firm takich jak Orlen i Lotos, do 2030 roku ma powstać 35 stacji wodorowych, zlokalizowanych głównie wzdłuż głównych korytarzy transportowych, takich jak A2, A4 czy S8.

Lista funkcjonujących w Polsce stacji tankowania wodoru:

Europa jako całość znacznie wyprzedza Polskę pod względem rozwoju infrastruktury. Niemcy, pionier w dziedzinie wodoru, rozwijają sieć tankowania już od ponad dekady. Projekt H2 Mobility, wspierany przez firmy takie jak Air Liquide, Daimler i Shell, zapewnił, że Niemcy posiadają obecnie ponad 100 stacji, a do 2025 roku planowane jest podwojenie tej liczby. Francja i Holandia realizują własne projekty pilotażowe, a Szwajcaria skupia się na powiązaniu tankowania wodoru z produkcją zielonego wodoru z elektrowni wodnych. Unia Europejska stawia na harmonizację standardów tankowania wodoru, aby ułatwić międzynarodowy transport towarowy. Projekty takie jak Hydrogen Mobility Europe (H2ME) czy Hydrogen Refueling Infrastructure (H2Ref) mają na celu rozwój spójnej sieci stacji tankowania, zdolnej obsłużyć rosnącą flotę pojazdów wodorowych.

Stany Zjednoczone również intensywnie inwestują w wodór, koncentrując się na Kalifornii, która pozostaje liderem pod względem liczby stacji wodorowych. Powstają również projekty federalne, takie jak „Hydrogen Hubs”, mające na celu stworzenie regionalnych ośrodków produkcji i dystrybucji wodoru.

Rozwój infrastruktury idzie w parze z koniecznością obniżenia kosztów produkcji wodoru. Obecnie większość wodoru wytwarzana jest w procesie reformingu metanu, który emituje duże ilości dwutlenku węgla. Transformacja w kierunku „zielonego wodoru”, produkowanego w elektrolizerach zasilanych odnawialnymi źródłami energii, pozostaje kluczowa dla ekologiczności tej technologii. Rządy, szczególnie w Europie, wspierają rozwój takich inicjatyw poprzez programy dofinansowania i dotacje.

Czy wodór będzie przyszłością transportu ciężarowego?

Mimo imponującego postępu w rozwoju technologii wodorowych ciężarówek i infrastruktury, nadal istnieją istotne wyzwania. Koszt zakupu pojazdów wodorowych pozostaje wysoki w porównaniu z tradycyjnymi ciężarówkami czy elektrycznymi odpowiednikami zasilanymi bateriami. Kluczowe będzie zwiększenie skali produkcji ogniw paliwowych i redukcja kosztów materiałów, takich jak platyna. Ponadto transport wodoru na duże odległości jest skomplikowany i kosztowny, co wymaga rozwoju lokalnych hubów produkcji i magazynowania. Wprowadzenie ciekłego wodoru, nad którym pracuje Daimler i inne firmy, może rozwiązać część tych problemów, ale wymaga nowych standardów infrastrukturalnych.

Niektórzy z producentów głośno wskazują na trudne do pokonania bariery: „Możemy spodziewać się wykorzystania ciężarówek wodorowych w wybranych zastosowaniach dopiero wtedy, gdy pojawi się wystarczająca ilość zielonego wodoru i odpowiednia infrastruktura, co prawdopodobnie nastąpi znacznie później niż w 2030 r.” – powiedział dyrektor generalny MAN Trucks & Bus, Alexander Vlaskamp. „MAN przyspiesza swoją transformację i podejmuje ogromne kroki w kierunku bezemisyjnych technologii napędowych. MAN i Grupa TRATON wyraźnie koncentrują się jednak na elektrycznych napędach akumulatorowych” – dodał Vlaskamp.

Jednakże, nawet uwzględniając powyższe przeszkody, przyszłość wodorowych ciężarówek rysuje się w jasnych barwach. Może nie nastąpi ona w przeciągu kilku następnych lat, ale zdecydowanie warto pracować i rozwijać ten rynek. Technologie te oferują unikalne połączenie długiego zasięgu, szybkiego tankowania i zerowej emisji spalin. Ich zastosowanie może być szczególnie istotne w transporcie długodystansowym, gdzie pojazdy elektryczne zasilane bateriami nie zawsze są praktyczne.

Maksym Berger