Είναι ένα αυτοκίνητο καυσίμου υδρογόνου στο μέλλον σας;

Υπάρχει ένας νέος αγωνιζόμενος στην αρένα του ηλεκτρικού αυτοκινήτου, ένας από τους οποίους μερικοί μεγάλοι παίκτες, όπως η Toyota και η Honda, στοιχηματίζουν μεγάλο. Είναι το ηλεκτρικό όχημα κυψελών καυσίμου ή το FCEV.

Τα FCEV χρησιμοποιούν υδρογόνο, οξυγόνο και καταλύτη για να παράγουν ηλεκτρική ενέργεια επί του σκάφους, εξαλείφοντας τις βαριές, ογκώδεις και ακριβές συστοιχίες μπαταριών στις οποίες βασίζονται τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα μπαταρίας.

Η δεξαμενή ενός αυτοκινήτου κυψελών καυσίμου μπορεί να γεμίσει με συμπιεσμένο αέριο υδρογόνου σε λίγα λεπτά, όπως και το αερισμό ενός συμβατικού αυτοκινήτου. Αυτό είναι πολύ πιο γρήγορο από τις ώρες που μια ηλεκτρική μπαταρία μπορεί να περάσει συνδεδεμένη με ένα ηλεκτρικό καλώδιο φόρτισης και με τα FCEV να μπορούν να ταξιδεύουν 250 ή περισσότερα μίλια μεταξύ των γεμάτων, μπορεί να παρακάμψουν το άγχος της εμβέλειας που έχει μειώσει τον ενθουσιασμό των καταναλωτών για ηλεκτρικό.

Ωστόσο, μέχρι σήμερα υπάρχουν μόνο δύο μοντέλα στην αγορά λιανικής πώλησης, ενώ ένα τρίτο προβλέπεται να κυκλοφορήσει κοντά στα τέλη του 2016. Και οι πωλήσεις περιορίζονται στις μεγαλύτερες περιοχές Los Angeles και San Francisco / Silicon Valley της Καλιφόρνιας, οι οποίες φιλοξενούν σχεδόν όλες τις σπάνια χούφτα σταθμούς πλήρωσης υδρογόνου.

Τα αυτοκίνητα κυψελών καυσίμου δεν είναι φθηνά. Τα πρωτότυπα μοντέλα αναφέρθηκαν ότι κοστίζουν στους κατασκευαστές ένα δροσερό 1 εκατομμύριο δολάρια. Τα κόστη έχουν μειωθεί σημαντικά από τότε, αλλά για τώρα τα FCEV περιορίζονται σε αγοραστές με υψηλότερο εισόδημα.

Ακόμα, σχεδόν κάθε μεγάλη αυτοκινητοβιομηχανία αναπτύσσει τεχνολογία κυψελών καυσίμου, με περίπου δώδεκα μοντέλα να αναμένεται να ξεκινήσουν παγκοσμίως έως το 2020.

Μπορεί να υπάρχει ένα στο μέλλον σας, οπότε ας ρίξουμε μια ματιά σε αυτό που υπάρχει εκεί και στα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα ενός αυτοκινήτου κυψελών καυσίμου.

Τα οχήματα

Η μόνη μίσθωση Hyundai Tucson FCEV ήταν η πρώτη που κυκλοφορούσε στην αγορά, με 125 στο δρόμο στις ΗΠΑ από τα μέσα του 2014. Το συμπαγές SUV μισθώνει για $ 499 το μήνα για τρία χρόνια, το οποίο περιλαμβάνει δωρεάν καύσιμα, δωρεάν συντήρηση και ασφάλιση. Οι πελάτες FCEV της Hyundai Tucson μπορούν επίσης να πληρούν τις προϋποθέσεις για $ 5.000 από το California Clean Vehicle Refund Project.

Το μικρό μοντέλο Mirai FCEV της Toyota ξεκίνησε νωρίτερα αυτό το έτος. Η Toyota μισθώνει το Mirai για 499 δολάρια το μήνα για τρία χρόνια, με δωρεάν καύσιμα και συντήρηση.

Ενώ το 80% των 270 Mirais που αποστέλλονται σε αντιπροσώπους μέχρι στιγμής έχουν μισθωθεί, μπορείτε επίσης να αγοράσετε ένα. Η Toyota χρεώνει στα 57.500 δολάρια πριν από τα 20.500 δολάρια σε πιθανά κίνητρα.

Οι αξιωματούχοι της Toyota δήλωσαν ότι επειδή τα συστήματα κυψελών καυσίμου είναι πιο εύκολα κλιμακωτά από τα ηλεκτρικά συστήματα μπαταρίας, αναμένουν να χρησιμοποιήσουν την τεχνολογία και σε άλλα μοντέλα στο μέλλον, συμπεριλαμβανομένων και των μεγαλύτερων οχημάτων από ό, τι σήμερα μπορεί να σχεδιαστεί με μπαταρία-ηλεκτρική τεχνολογία.

Επόμενο

Το επόμενο ηλεκτρικό αυτοκίνητο κυψελών καυσίμου για να χτυπήσει την αγορά θα είναι η Honda's Clarity Fuel Cell, ένα μεσαίο sedan πλακόστρωτο για τα τέλη του 2016. Η εταιρεία έχει δηλώσει ότι θα στοχεύσει σε μηνιαίο κόστος μίσθωσης μόλις κάτω από $ 500, με βάση μια προβλεπόμενη τιμή αυτοκόλλητων ετικετών περίπου $ 60.000 πριν από κίνητρα. Η Honda δεν είπε αν θα πουλήσει και τα αυτοκίνητα (ηλεκτρική μπαταρία και plug-in υβριδικές εκδόσεις της Clarity έρχονται αργότερα).

Η Ford, η Nissan και η Daimler - η οποία κατασκευάζει αυτοκίνητα της Mercedes-Benz - αναπτύσσουν ταυτόχρονα τεχνολογία οχημάτων κυψελών καυσίμου. Η BMW συνεργάζεται με την Toyota με το δικό της FCEV και η General Motors συνεργάζεται με την Honda. Η Volkswagen, η Audi και αρκετές κινεζικές αυτοκινητοβιομηχανίες πιστεύεται ότι αναπτύσσουν ηλεκτρικά αυτοκίνητα κυψελών καυσίμου. Τα οχήματα από αυτές τις αυτοκινητοβιομηχανίες αναμένονται μέχρι το 2020.

Σταθμοί ανεφοδιασμού καυσίμων

Από τα μέσα του 2016 υπήρχαν μόνο 23 δημόσιοι σταθμοί ανεφοδιασμού υδρογόνου στις ΗΠΑ, εκ των οποίων 20 στην Καλιφόρνια. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο οι Hyundai, Toyota και Honda περιορίζουν τις πωλήσεις σε αυτό το κράτος αυτή τη στιγμή. Μια ντουζίνα σταθμοί υδρογόνου είναι πλακόστρωτοι για το βορειοανατολικό τμήμα, από τη Βοστώνη έως τη Νέα Υόρκη, με τις τέσσερις πρώτες που θα ανοίξουν το 2017.

Το σχέδιο "υδρογόνου" της Καλιφόρνιας απαιτεί τουλάχιστον 60 σταθμούς υδρογόνου να ανοίγουν στην πολιτεία μέχρι το 2020, με 50 από αυτούς να έχουν προγραμματιστεί μέχρι το τέλος του 2017. Ένας σταθμός υδρογόνου που ανοίχθηκε πρόσφατα στο μέσο του Λος Άντζελες και στο Σαν Φρανσίσκο επιτρέπει τώρα τα οχήματα κυψελών καυσίμου να ταξιδεύουν μεταξύ των δύο περιοχών.

Τεχνολογία

Τα οχήματα κυψελών καυσίμου μπορεί να ακούγονται φουτουριστικά, αλλά η βασική τους τεχνολογία είναι πάνω από 175 χρόνια. Η NASA έχει χρησιμοποιήσει κυψέλες καυσίμου για να κάνει ηλεκτρική ενέργεια σε διαστημόπλοια για σχεδόν μισό αιώνα τώρα και το πρώτο μοντέρνο όχημα κυψελών καυσίμου - ένας γεωργικός ελκυστήρας - εισήχθη το 1959.

Η κυψέλη καυσίμου από την οποία παίρνουν το όνομά τους είναι μια θερμοχημική γεννήτρια που περνάει πεπιεσμένο υδρογόνο μέσω ενός καταλύτη όπως ο λευκόχρυσος και εκχυλίζει τα ηλεκτρόνια του υδρογόνου για να παρέχει ισχύ για τον ηλεκτρικό κινητήρα του αυτοκινήτου. Το σύστημα συνδυάζει έπειτα τα μόρια υδρογόνου με οξυγόνο από τον αέρα για να τα ψύξει και αποβάλλει το "καυσαέριο" ως ρεύμα υδρατμών.

Υδρογόνο

Το υδρογόνο που καθιστά δυνατό αυτό δεν είναι τεχνικά το καύσιμο. Απλώς μεταφέρει τα ηλεκτρόνια που είναι η πρώτη ύλη για την ηλεκτρική ενέργεια που τροφοδοτεί το όχημα. Για χρήση σε αυτοκίνητα, συμπιέζεται σε 10.000 λίβρες ανά τετραγωνική ίντσα και μετράται κατά βάρος. Ένα κιλό (2.2 λίβρες) αυτού του συμπιεσμένου υδρογόνου φέρει περίπου την ίδια ποσότητα ενέργειας με ένα γαλόνι βενζίνης.

Επειδή τα συστήματα τροφοδοσίας κυψελών καυσίμου είναι σχετικά ενεργειακά αποδοτικά, το Toyota Mirai μπορεί να ταξιδέψει σε απόσταση μεγαλύτερη από 300 μίλια μεταξύ των αναπληρωτή του συστήματος καυσίμου των 5 κιλών. Ο βαρύτερος Hyundai Tucson παραδίδει 265 μίλια σε 5,5 κιλά υδρογόνου και το εύρος της επικείμενης Honda Clarity έχει δοθεί ως "περισσότερο από 300 μίλια" με δεξαμενή καυσίμου περίπου το ίδιο μέγεθος με την Toyota.

Επειδή η χρήση υδρογόνου ως καυσίμου για αυτοκίνητα είναι τόσο νέα, είναι δύσκολο να το συγκρίνουμε με το κόστος της βενζίνης. Η Toyota υπολογίζει το τρέχον κόστος στα 14 δολάρια ανά χιλιόγραμμο. Το Mirai μπορεί να ταξιδέψει περισσότερα από 300 μίλια στα 5 κιλά του. Μεγαλύτερη χρήση υδρογόνου στα αυτοκίνητα θα μειώσει την τιμή, όπως συμβαίνει με κάθε καύσιμο.

Ενώ το υδρογόνο είναι εξαιρετικά εύφλεκτο, οι δοκιμές από διάφορους κατασκευαστές δεξαμενών υδρογόνου και από ερευνητές του Πανεπιστημίου του Μαϊάμι (Φλόριντα) έχουν δείξει ότι σε ατυχήματα που παραβιάζουν τις δεξαμενές υδρογόνου, το αέριο διαφεύγει προς τα πάνω, πράγμα που σημαίνει ότι οποιαδήποτε φλόγα θα κατευθυνθεί προς και από το ΟΧΗΜΑ. Οι καπνοί βενζίνης, από την άλλη πλευρά, είναι βαρύτεροι από τον αέρα και θα συγκεντρωθούν γύρω από το αυτοκίνητο σε συγκεντρώσεις που μπορεί να είναι εκρηκτικές. Δεδομένου ότι το υδρογόνο είναι 14 φορές ελαφρύτερο από τον αέρα, διασκορπίζεται γρήγορα εκτός εάν βρίσκεται σε περιορισμένη περιοχή, όπως γκαράζ.

Περιβαλλοντικές επιπτώσεις

Ορισμένοι αντιτρομοκράτες αυτοκινήτων ισχυρίζονται ότι ενώ τα οχήματα δεν έχουν εκπομπές από την εξαγωγή, δεν υπάρχει περιβαλλοντικό όφελος για τα FCEV λόγω των αερίων του θερμοκηπίου που δημιουργούνται από την παραγωγή υδρογόνου, η οποία είναι εξαιρετικά έντονη.

Ωστόσο, οι περισσότερες κυβερνητικές μελέτες δείχνουν ότι, σε παγκόσμια βάση, τα ηλεκτρικά οχήματα με κυψέλες καυσίμου είναι πιο αποτελεσματικά και λιγότερο επιβλαβή για το περιβάλλον από ό, τι τα οχήματα βενζίνης και ντίζελ σε μια πλήρη σύγκριση των επιπτώσεων από την παραγωγή και τη χρήση καυσίμου.

Εκτός αν το υδρογόνο τους παράγεται με χρήση ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, τα αυτοκίνητα κυψελών καυσίμου είναι λιγότερο ενεργειακά αποδοτικά από τα ηλεκτροκίνητα οχήματα. Οι υποστηρικτές υποστηρίζουν, ωστόσο, ότι η μεγαλύτερη εμβέλειά τους καθιστά φιλικότερους για τους καταναλωτές.

Toyota Mirai στο σταθμό τροφοδοσίας υδρογόνου: φωτογραφία μέσω της Toyota.

Ο John O'Dell είναι ένας πολύχρονος συγγραφέας αυτοκινήτων που έχει καλύψει αυτοκίνητα εναλλακτικού καυσίμου για τους Los Angeles Times και Edmunds.com. Τώρα διαχειρίζεται την ιστοσελίδα The Green Car Guy. Email: [email protected].