Wodór jest najbardziej perspektywicznym rozwiązaniem w poszukiwaniach alternatywnych sposobów zaspokojenia rosnącego zapotrzebowania na energię. Wobec szybko malejących zasobów konwencjonalnych źródeł energii jest nazywany często paliwem przyszłości. Jedynym produktem ubocznym przy spalaniu wodoru w ogniwach paliwowych jest woda, dzięki czemu jest on atrakcyjnym źródłem energii o zerowej emisji CO2.

Wodór, który jest najczęściej występuj

Przyszłość napędów alternatywnych

ącym pierwiastkiem we Wszechświecie, zyskuje coraz większe uznanie jako kluczowy element przyszłości zrównoważonej energetyki. Z tego powodu jest przedmiotem intensywnych badań oraz zainteresowania naukowców i polityków na całym świecie.

Ekolodzy przekonują, że katastrofa zbliża się wielkimi krokami. Jakby nie oceniać zasadności tego rodzaju opinii opisujących aktualną sytuację klimatyczną na świecie, trudno zaprzeczyć, że sytuacja jest poważna, a niekorzystne zmiany w przyrodzie zachodzą znacznie szybciej niż można się było spodziewać. Naukowcy przewidują, że do 2100 roku temperatura na Ziemi wzrośnie o 3,2 st. C, jeżeli państwa nie podejmą dodatkowych działań poza tymi, które przewidziano w Porozumieniu Paryskim.

Czynnikiem, który ma najbardziej negatywny wpływ na środowisko jest emisja gazów cieplarnianych do atmosfery. Jak wynika z badań Europejskiej Agencji Środowiska, największy udział w emisji CO2 oraz innych szkodliwych substancji w Europie ma przemysł energetyczny – ponad 50 proc. Drugim sektorem odpowiedzialnym za zanieczyszczenie powietrza jest transport – ok. 27 proc. Ponad 2/3 tej wartości stanowi transport drogowy.

Od początku rozwoju motoryzacji człowiek korzystał głównie z napędu spalinowego. Już w XIX wieku niektórzy wynalazcy doskonale znali zalety napędu elektrycznego, ale inwestycje w tę technologię zarzucono ze względu na wysoką masę i niewielką pojemność akumulatorów oraz brak infrastruktury do ładowania. Jednak w ciągu ostatniej dekady wielu producentów postawiło na bezemisyjny napęd elektryczny, który zyskał nowe szanse dzięki technologii hybrydowej.

Efektywność ogniw paliwowych

Napęd elektryczny nie wymaga skrzyni biegów, wałów napędowych czy korbowodów. Nie ma konieczności używania olejów silnikowych. Największym i najcięższym elementem aut elektrycznych są akumulatory, od których zależy zasięg auta. Problematyczna jest ograniczona pojemność oraz czas ładowania baterii, który wynosi ok. 7-8 godz. na stacji i w granicach 24 godz. w przypadku ładowania ze zwykłego gniazdka domowego.

Innym alternatywnym źródłem energii są biopaliwa powstałe z surowców odnawialnych, takich jak rośliny (kukurydza, trzcina cukrowa, olej palmowy czy odpady roślinne) oraz odpady organiczne. Spalanie biopaliw generuje mniejszą ilość dwutlenku węgla niż paliw kopalnych. Biopaliwa nie wpływają więc na poprawę jakości powietrza w miastach, gdyż spalanie nadal powoduje emisję gazów i pyłów.

Wodór kontra elektryczność

Samochody z napędem wodorowym zasilane są za pomocą energii elektrycznej pozyskiwanej z wodoru. Pojazd wodorowy to auto, które dzięki reakcjom chemicznym wodoru z tlenem wytwarza prąd w ogniwach paliwowych.

Wodór jest pierwiastkiem występującym w przyrodzie w ilościach niemal nieograniczonych, ale aby można było wykorzystać go jako paliwo, potrzebna jest elektroliza wody. Przy przerabianiu wodoru na paliwo zużywa się dużo energii, która często nie pochodzi z odnawialnych źródeł.

Wodór a emisja CO2

Samochody wodorowe nie produkują żadnych zanieczyszczeń. Tankowanie zajmuje kilka minut, ale na razie ze względu na niską popularność aut osobowych na wodór trudno spodziewać się szybkiego rozwoju stacji i spadku cen paliwa. Natomiast wodór jako paliwo przyszłości jest coraz chętniej używany przez miejskie przedsiębiorstwa komunikacyjne, które mają własne stacje tankowania.

Czy wodór jest bezpieczny? Wbrew pozorom, jest. Kompozytowe zbiorniki, w których jest umieszczany wyposażane są w uniwersalne zabezpieczenia, dzięki czemu w razie punktowego wycieku po wypadku drogowym płomień będzie unosił się pionowo wąskim słupem. Przyczyna jest prosta i znana nawet uczniom podstawówek – wodór jest ponad czternaście razy lżejszy od powietrza.

Rozwój infrastruktury wodorowej

Technologie wodorowe nie wymagają rewolucyjnych zmian w istniejącej infrastrukturze zasilanej gazem ziemnym. Część urządzeń aktualnie eksploatowanych w przemyśle energetycznym jest gotowa do współpracy z takim nośnikiem energii. Możliwe jest mieszanie i transport gazu ziemnego z wodorem oraz późniejsze wykorzystywanie mieszaniny tych gazów.

Obecnie na rynku dostępne są pojazdy zasilane wodorem takie jak samochody osobowe, autobusy i lokomotywy, a w fazie demonstracyjnej pojawiają się statki. Przewiduje się, że środki transportu wykorzystujące wodór mają największą przyszłość w komunikacji miejskiej, transporcie kolejowym bez sieci trakcyjnej oraz ciężkim transporcie drogowym.

Przechowywanie wodoru

Zdaniem specjalistów, kluczową zaletą wodoru jest możliwość magazynowania energii.

Energia zatrzymana w nośniku może zostać później wykorzystana lokalnie lub po jej przetransportowaniu w innej lokalizacji. Może się to odbywać w okresach wzrostu zapotrzebowania na energię lub zmniejszonych możliwości generacji energii z innego źródła.

Wytworzony i zmagazynowany wcześniej wodór byłby wykorzystany w turbinach gazowych lub w ogniwach paliwowych do wytworzenia energii elektrycznej lub cieplnej. Pozwoliłoby to na stabilizację pracy sieci elektroenergetycznej z dużą liczbą odnawialnych źródeł energii.