Κατανόηση των οχημάτων με κυψέλες καυσίμου

Οι σχεδιαστές EV συχνά ισχυρίζονται χαμηλές εκπομπές ρύπων σε σύγκριση με τα συμβατικά οχήματα με κινητήρα εσωτερικής καύσης (ICE). Τα περισσότερα οχήματα κυψελών καυσίμου έχουν μηδενικές εκπομπές - εκπέμπουν μόνο νερό και θερμότητα. Ένα όχημα κυψελών καυσίμου εξακολουθεί να είναι ένα ηλεκτρικό όχημα (EV) αλλά χρησιμοποιεί αέριο υδρογόνο για να τροφοδοτήσει τον ηλεκτροκινητήρα του. Αντί για μπαταρία, αυτά τα αυτοκίνητα χρησιμοποιούν μια «κυψέλη καυσίμου» που συνδυάζει υδρογόνο και οξυγόνο για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, η οποία στη συνέχεια τροφοδοτεί τον κινητήρα και εκπέμπει μόνο φιλικά προς το περιβάλλον καυσαέρια.

Η παραγωγή υδρογόνου που χρησιμοποιείται για τα καύσιμα ενός αυτοκινήτου έχει ως αποτέλεσμα κάποια ρύπανση από αέρια θερμοκηπίου όταν προέρχεται από φυσικό αέριο, αλλά η χρήση του σε οχήματα κυψελών καυσίμου μειώνει σημαντικά τις συνολικές εκπομπές καυσαερίων. Συχνά διαφημίζεται ως το όχημα καθαρότερης ενέργειας του μέλλοντος, πολλές αυτοκινητοβιομηχανίες όπως η Honda, η Mercedes-Benz, η Hyundai και η Toyota προσφέρουν ήδη οχήματα κυψελών καυσίμου, ενώ άλλες βρίσκονται στο στάδιο της ιδέας. Σε αντίθεση με τα ηλεκτρικά οχήματα, των οποίων οι πολύπλοκες μπαταρίες επιβάλλουν ορισμένους σχεδιαστικούς περιορισμούς, τα οχήματα κυψελών καυσίμου έχουν τη δυνατότητα να αντικαταστήσουν όλα τα μοντέλα ενός κατασκευαστή.

Για να κατανοήσετε καλύτερα τα οχήματα με κυψέλες καυσίμου υδρογόνου, δείτε πώς συγκρίνονται με τους συμβατικούς κινητήρες εσωτερικής καύσης, τα ηλεκτρικά οχήματα και τα υβριδικά όσον αφορά τον ανεφοδιασμό και την αυτονομία, τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις και την οικονομική προσιτότητα.

Ανεφοδιασμός και απόθεμα ισχύος

Αν και ο αριθμός των πρατηρίων καυσίμων είναι επί του παρόντος περιορισμένος, τα οχήματα με κυψέλες καυσίμου υδρογόνου ανεφοδιάζονται με παρόμοιο τρόπο με τα οχήματα ICE. Τα πρατήρια ανεφοδιασμού υδρογόνου πωλούν υδρογόνο υπό πίεση που γεμίζει ένα αυτοκίνητο μέσα σε λίγα λεπτά. Ο πραγματικός χρόνος ανεφοδιασμού εξαρτάται από την πίεση του υδρογόνου και τη θερμοκρασία περιβάλλοντος, αλλά συνήθως δεν υπερβαίνει τα δέκα λεπτά. Άλλα ηλεκτρικά οχήματα χρειάζονται περισσότερο χρόνο για να επαναφορτιστούν και δεν επιτυγχάνουν την ίδια εμβέλεια με τα συμβατικά αυτοκίνητα.

Σε πλήρη εμβέλεια, ένα όχημα κυψελών καυσίμου είναι παρόμοιο με τα οχήματα βενζίνης και ντίζελ, διανύοντας 200-300 μίλια από μια πλήρη φόρτιση. Όπως τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα, μπορούν επίσης να απενεργοποιήσουν την κυψέλη καυσίμου για εξοικονόμηση ενέργειας στα φανάρια ή στην κυκλοφορία. Ορισμένα μοντέλα περιλαμβάνουν ακόμη και αναγεννητικό φρενάρισμα για την ανάκτηση της χαμένης ενέργειας και τη διατήρηση της μπαταρίας φορτισμένη. Όσον αφορά το καύσιμο και την αυτονομία, τα οχήματα κυψελών καυσίμου έφτασαν στο καλό σημείο με ορισμένα υβριδικά που λειτουργούν με μπαταρία ή/και ισχύ κινητήρα ανάλογα με τις συνθήκες οδήγησης. Συνδυάζουν τα καλύτερα από ICE και ηλεκτρικά οχήματα με γρήγορο ανεφοδιασμό, εκτεταμένη εμβέλεια και λειτουργίες εξοικονόμησης ενέργειας.

Δυστυχώς, όσο ελκυστικό κι αν είναι η αυτονομία και ο γρήγορος ανεφοδιασμός, ο αριθμός των σταθμών ανεφοδιασμού υδρογόνου περιορίζεται σε μερικές μεγάλες πόλεις—σχεδόν αποκλειστικά στις περιοχές της Καλιφόρνια του Σαν Φρανσίσκο και του Λος Άντζελες. Η υποδομή φόρτισης και ανεφοδιασμού κυψελών καυσίμου εργάζεται για να καλύψει τη συνεχώς αυξανόμενη ζήτηση, αλλά έχει ακόμα πολλά να καλύψει τον αριθμό των σταθμών φόρτισης για ηλεκτρικά οχήματα και, ακόμη περισσότερο, τη θέση των πρατηρίων καυσίμων.

Περιβαλλοντική επίπτωση

Με τα παραδοσιακά αυτοκίνητα, τα ηλεκτρικά οχήματα και τα οχήματα κυψελών καυσίμου, υπάρχουν συνεχείς συζητήσεις και ανησυχίες σχετικά με τις μακροπρόθεσμες περιβαλλοντικές επιπτώσεις. Τα βενζινοκίνητα οχήματα παράγουν τεράστια ποσότητα εκπομπών, ενώ τα ηλεκτρικά οχήματα με μπαταρίες δημιουργούν ένα αξιοσημείωτο αποτύπωμα κατά την παραγωγή.

Το υδρογόνο που χρησιμοποιείται στα οχήματα κυψελών καυσίμου λαμβάνεται κυρίως από φυσικό αέριο. Το φυσικό αέριο συνδυάζεται με ατμό υψηλής θερμοκρασίας και υψηλής πίεσης για να σχηματίσει υδρογόνο. Αυτή η διαδικασία, που ονομάζεται αναμόρφωση ατμού-μεθανίου, παράγει όντως κάποιο διοξείδιο του άνθρακα, αλλά γενικά σε μικρότερες ποσότητες σε σύγκριση με τα ηλεκτρικά, τα υβριδικά οχήματα και τα οχήματα ορυκτών καυσίμων.

Επειδή τα οχήματα με κυψέλες καυσίμου βρίσκονται πιο συχνά στην Καλιφόρνια, η πολιτεία απαιτεί τουλάχιστον το 33 τοις εκατό του αερίου υδρογόνου που εισάγεται σε ένα όχημα να προέρχεται από ανανεώσιμες πηγές.

Διαθεσιμότητα και κίνητρα

Τα οχήματα με κυψέλες καυσίμου προσφέρουν πολλά οφέλη όσον αφορά την απόδοση καυσίμου και τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις. Γεμίζουν γρήγορα και έχουν μια γκάμα ανταγωνιστική με τα οχήματα ICE. Ωστόσο, η ενοικίαση ή η αγορά τους κοστίζει πολλά χρήματα, όπως και το καύσιμο υδρογόνου τους. Οι περισσότεροι κατασκευαστές καλύπτουν το κόστος των καυσίμων για περιορισμένο χρονικό διάστημα για να αντισταθμίσουν την υψηλή τιμή, με την ελπίδα ότι το κόστος του οχήματος και των καυσίμων θα μειωθεί με την πάροδο του χρόνου.

Στην Καλιφόρνια, την πολιτεία με τη μεγαλύτερη, αν και μικρή, υποδομή κυψελών καυσίμου, ήταν διαθέσιμα κίνητρα. Από τον Φεβρουάριο του 2016, η Καλιφόρνια προσέφερε εκπτώσεις σε οχήματα κυψελών καυσίμου, ανάλογα με τη διαθεσιμότητα χρηματοδότησης. Αυτό ήταν μέρος ενός κυβερνητικού κινήτρου για την εισαγωγή καθαρότερων οχημάτων στους δρόμους. Για να λάβουν την έκπτωση, οι ιδιοκτήτες οχημάτων κυψελών καυσίμου πρέπει να κάνουν αίτηση για το όχημά τους. Οι ιδιοκτήτες θα δικαιούνται επίσης ένα αυτοκόλλητο που θα τους δίνει πρόσβαση στις λωρίδες οχημάτων υψηλής πληρότητας (HOV).

Τα οχήματα κυψελών καυσίμου θα μπορούσαν να είναι το πρακτικό όχημα του αύριο. Ενώ το κόστος και η διαθεσιμότητα των σταθμών φόρτισης συγκρατούν τη ζήτηση αυτή τη στιγμή, η δυνατότητα για ευρεία διαθεσιμότητα και αποτελεσματική οδήγηση παραμένει. Φαίνονται και αποδίδουν ακριβώς όπως τα περισσότερα άλλα αυτοκίνητα στο δρόμο - δεν θα βρείτε εκπλήξεις πίσω από το τιμόνι - αλλά προτείνουν τη δυνατότητα της πανταχού παρούσας οδήγησης καθαρής ενέργειας στο εγγύς μέλλον.