Baterije i gorivne ćelije: Razumijevanje razlika i mogućnosti

rujan 10, 2021by E-Punjači

Baterija ili vodik – koja je najodrživija strategija mobilnosti?

 

Klimatske promjene i zahtjevi voznog parka za osobne automobile čine neizbježnim prelazak s motora s unutarnjim izgaranjem na električne automobile. Ključno pitanje u automobilskoj industriji glasi: Trebamo li se osloniti na bateriju kao medij za skladištenje energije ili vodik?

Političari i stručnjaci, mediji i društveni forumi redovito raspravljaju o tome je li odluka da proizvođači nastave s električnom mobilnošću ispravna te ne bi li se trebali manje fokusirati na alternativna rješenja skladištenja energije i fokus staviti na gorivne ćelije koje su na bazi vodika.

Znanost se u velikoj mjeri slaže po ovom pitanju, što je pokazalo nekoliko nedavnih studija. Federalno ministarstvo okoliša, na primjer, pretpostavlja da će vodik i sintetička goriva, takozvana e-goriva, ostati skuplja od električnog pogona, jer je za njihovu proizvodnju potrebno više energije. Inicijativa Agora Verkehrswende (prometna transformacija) također ističe da vodik i e-goriva ne nude ekološki prihvatljive alternative bez uporabe 100% obnovljivih izvora energije te da, s obzirom na trenutnu i predvidljivu mješavinu električne energije, električno vozilo ima daleko najbolji energetski bilans. Po mišljenju Instituta Fraunhofer, sintetička goriva i pogonske tehnologije, poput vodika u kombinaciji s gorivim ćelijama, doista će imati ulogu, ali ne toliko u sektoru osobnih automobila, već u dugom i teškom prometu, kao i u željezničkom, zračnom i pomorskom prometu. Ti će se segmenti konvertirati tek u kasnijim fazama energije, tj. nakon 2030. godine, te će biti usko povezani sa  širenjem obnovljivih izvora energije.

Zapravo, tehnologija gorivih ćelija na bazi vodika ima jedan ključni nedostatak: vrlo je neučinkovita; barem što se tiče učinkovitosti i operativnih troškova. To također detaljno potvrđuje studija Horváth & Partners, uspoređujući obje vrste pogona za e-automobile sa stajališta korisnika.

U svojoj studiji “Automobilska industrija 2035. – prognoze za budućnost”, konzultantske kuće za menadžment nedavno su provele detaljnu istragu o tome hoće li se u budućnosti uspostaviti e-automobili na baterije ili vodik. Studija je pripremljena tijekom šest mjeseci, u pratnji 80 osoba/partnera na razgovoru, a financirana je od samog savjetovanja s menadžmentom. “Glavni razlog naše studije bio je taj što Horváth & Partners opslužuje mnoge klijente u industriji opskrbe automobila. Naravno, ti klijenti žele znati što mogu očekivati ​​u sljedećih 10 do 15 godina ”, kaže ravnatelj studije Dietmar Voggenreiter, objašnjavajući izvješće.

Dakle, koji sustav za skladištenje energije ima najbolju učinkovitost i koji je najisplativiji za pogon električnih automobila? Kod e-automobila na baterije, samo osam posto energije gubi se tijekom transporta prije nego što se električna energija pohrani u baterije vozila. Kada se električna energija pretvori u pogon elektromotora, gubi se još 18%. Ovisno o modelu, e-automobil na baterijski pogon tako postiže učinkovitost između 70 i 80 posto.

U slučaju e-automobila na vodikov pogon, gubici su mnogo veći: 45% energije već je izgubljeno tijekom proizvodnje vodika elektrolizom. Od preostalih 55% izvorne energije, još 55%  se gubi pri pretvaranju vodika u električnu energiju u vozilu. To znači da e-automobil na vodikov pogon postiže učinkovitost između 25 i 35 posto, ovisno o modelu. Radi potpunosti: učinkovitost je još gora s alternativnim gorivima. Ukupna učinkovitost ovdje je samo 10 do 20 posto.

Konkretno, to znači da automobil na vodik troši dva do tri puta više električne energije za istu udaljenost od automobila na baterije. Ne možemo si priuštiti ovu vrstu rasipanja energije. Oskudna zelena električna energija mora se u budućnosti koristiti što učinkovitije. Vodik bi stoga bio ozbiljna pogreška za osobne automobile. “Osim vrlo stvarnog potencijala zelenog vodika, trenutno se događa i opasna pojava“, upozoravaju stručnjaci iz Boston Consulting Group (BCG) u studiji koju citira Handelsblatt. Studija Horváth &/Partners dolazi do istog zaključnog mišljena.

Međutim, vodik nudi vrlo obećavajuće izglede – iako ne za automobile. Autori studije zaključuju da bi se ulaganja trebala usmjeriti na druga područja u kojima imaju ekološki i gospodarski smisao. “Vjerujemo da postoji veliki potencijal ako se zeleni vodik ubaci u primjene gdje se zaista može dugoročno uspostaviti. Prije svega u industriji, ali i u teškom prijevozu, zrakoplovstvu i brodarstvu ”, kaže Frank Klose, koautor studije.

Iz svakog kuta bilance zaštite okoliša, e-automobilu na baterije su održiva zelena budućnost. Tehnologija je zrela i spremna za masovno tržište. Broj modela stalno raste. A uz e-automobil na baterije, vožnja ostaje pristupačna. Trenutni e-modeli već su na razini cijena usporedivih modela motora s unutarnjim izgaranjem. Nasuprot tome, automobil na vodik uvijek će ostati skuplji od automobila na baterije – zbog složene tehnologije i visokih troškova goriva. Vozači već plaćaju oko devet do dvanaest eura na 100 kilometara za automobil na vodik, dok automobili na baterije koštaju samo dva do sedam eura na 100 kilometara (ovisno o cijenama električne energije u pojedinim zemljama). A tema putovanja na daljinu? To uskoro više neće igrati ulogu. S novom generacijom e-automobila dosezi će se povećati na 400 do 600 kilometara pa i više, dok će punjenje biti sve brže.

Zaključak je jasan: u slučaju osobnog automobila sve govori u korist baterije i praktički ništa ne govori u korist vodika. “Nijedno održivo gospodarstvo ne može si priuštiti korištenje dvostruko veće količine obnovljive energije za vožnju osobnim automobilima na gorivne ćelije, a ne vozilima na baterije”, kaže voditelj studije Dietmar Voggenreiter. Ovo je i mišljenje kupaca: U Njemačkoj je na cesti već više od 130.000 automobila na baterije – ali samo 507 automobila na vodik.