Εδώ και αρκετά χρόνια ακούμε ότι τα πετρελαιοκίνητα και τα βενζινοκίνητα αυτοκίνητα σύντομα θα αποτελέσουν παρελθόν και ήδη ακούγονται πολλά για τα οχήματα του μέλλοντος, με τον πρώτο σταθμό φόρτισης αυτοκινήτων υδρογόνου στην Ελλάδα να εγκαινιάζεται την εβδομάδα που μας πέρασε.
Αλλωστε κατατέθηκε στη Βουλή ο νέος κλιματικός νόμος, ο οποίος εκτός των άλλων αναφέρει ότι από την 1η Ιανουαρίου 2030 ή, εφόσον προβλέπεται διαφορετική ημερομηνία, από την ημερομηνία αναφοράς που προβλέπεται στο ενωσιακό δίκαιο, νέα επιβατικά και ελαφρά επαγγελματικά οχήματα που ταξινομούνται είναι μόνο οχήματα μηδενικών εκπομπών, ενώ για τα ταξί και τα ενοικιαζόμενα αυτοκίνητα η συγκεκριμένη αλλαγή αναμένεται να γίνει ακόμη νωρίτερα.
Τι σημαίνει αυτό; Από το 2030 και μετά τα αυτοκίνητα που όλοι γνωρίζουμε τώρα θα είναι -σχεδόν- άχρηστα. Έτσι και αλλιώς ήδη η τιμή της βενζίνης έχει φτάσει στα 2,30 ευρώ στις πόλεις και οι περισσότεροι οδηγοί παθαίνουμε «έμφραγμα» σε κάθε επίσκεψή μας στο βενζινάδικο.
Αρκετά πράγματα που τώρα ξέρουμε σε μια δεκαετία θα πρέπει να τα ξεχάσουμε, καθώς λόγω της κλιματικής αλλαγής αναμένεται να υπάρξουν αρκετές αλλαγές στον τρόπο καύσης των καυσίμων ή για ακρίβεια αναμένεται να υπάρξουν πολλές αλλαγές στον τρόπο με τον οποίο θα παίρνουμε ενέργεια.
Όσον αφορά τα αυτοκίνητα βρισκόμαστε σε αχαρτογράφητα νερά, καθώς ναι μεν μέσα στην επόμενη δεκαετία πρέπει να γίνει μετάβαση σε «πράσινα» οχήματα, παρόλα αυτά κάτι τέτοιο μας φαντάζει απίθανο αυτή τη στιγμή.
Μέχρι στιγμής η λύση που υπάρχει είναι τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα, τα οποία όμως εκτός των άλλων είναι και αρκετά ακριβά -περίπου 25.000 ευρώ το πιο φθηνό (αναφερόμαστε σε μικρά αυτοκίνητα), αν και υπάρχουν κρατικά προγράμματα που βοηθούν στο να πέσει και άλλο η τιμή του.
Υδρογόνο το «καύσιμο» του μέλλοντος
Αρκετοί είναι αυτοί που έχουν χαρακτηρίσει το υδρογόνο το «καύσιμο» του μέλλοντος στα αυτοκίνητα και θεωρούν ότι μέσω αυτού θα γίνει η «πράσινη» μετάβαση.
Κατά τη διάρκεια των εγκαινίων του πρώτου ελληνικού σταθμού ανεφοδιασμού οχημάτων υδρογόνου ο υπουργός Περιβάλλοντος και Ενέργειας, Κώστας Σκρέκας, τόνισε ότι το υδρογόνο μπορεί να διαδραματίσει έναν σημαντικό ρόλο στην αντιμετώπιση της κλιματικής κρίσης, με την απανθρακοποίηση του τομέα των μεταφορών που ευθύνεται για σχεδόν το 20% των εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου.
Όπως επισήμανε, το υδρογόνο θα μπορούσε να συμβάλλει στην ταχύτερη απεξάρτηση της Ευρώπης από τα ορυκτά καύσιμα και να συμβάλλει αποφασιστικά στην επίτευξη του στόχου για κλιματική ουδετερότητα έως το 2050.
Η αδυναμία των ηλεκτρικών μπαταριών ως πηγής ενέργειας τόσο για τα ελαφρά, όσο και για τα βαρέα επαγγελματικά αυτοκίνητα έχει τονώσει το ενδιαφέρον της Ευρώπης για το υδρογόνο ως καθαρό καύσιμο. Σε τέτοιο βαθμό που πλέον πολλές αυτοκινητοβιομηχανίες επενδύουν και στο υδρογόνο.
Τα αυτοκίνητα υδρογόνου δείχνουν πιο πιθανό να είναι αυτά τα οποία θα αντικαταστήσουν τα βενζινοκίνητα και τα πετρελαιοκίνητα, ωστόσο δεν λείπουν τα προβλήματα.
Τι είναι τα αυτοκίνητα υδρογόνου;
Τα αυτοκίνητα υδρογόνου είναι μια ακόμα μορφή ηλεκτροκίνησης –ανάλογα με τον κινητήρα που διαθέτουν. Αυτό που αλλάζει είναι η πηγή της ενέργειας που χρησιμοποιούν για να κινηθούν. Αυτά τα οχήματα έχουν ως καύσιμο το υδρογόνο.
Τα αυτοκίνητα υδρογόνου έχουν ειδικές δεξαμενές για τα καύσιμά τους, τις ενεργειακές κυψελίδες οι οποίες βρίσκονται στο μπροστινό μέρος του αυτοκινήτου, ενώ το υδρογόνο αποθηκεύεται στο πίσω μέρος. Στις κυψελίδες λοιπόν υδρογόνο και οξυγόνο (που εισέρχεται από τον αέρα) αντιδρούν και παράγεται ηλεκτρική ενέργεια και νερό.
Πρόκειται ουσιαστικά για την αντίστροφη διαδικασία της ηλεκτρόλυσης η οποία χρησιμοποιείται για να παραχθεί το υδρογόνο. Κατά κύριο λόγο βέβαια το υδρογόνο παράγεται από τη διάσπαση του φυσικού αερίου.
Στην πράξη τα αυτοκίνητα υδρογόνου αποδεικνύονται άκρως οικολογικά και οικονομικά. Για παράδειγμα το Toyota Mirai έχει κατανάλωση κάτω από το ένα κιλό υδρογόνου για τα 100 χιλιόμετρα.
Πόσο κοστίζει μια φόρτιση;
Είναι ακριβούτσικη αλλά αυτό εξαρτάται και από τη χώρα που βρίσκεται κανείς. Για παράδειγμα, για ένα Toyota Mirai θα πληρώσεις $85 για 480 χλμ., περίπου $0,18 το χιλιόμετρο –αντιλαμβάνεσαι ότι δεν μιλάμε για Ελλάδα. Ανάλογα τώρα με την κατανάλωση του μοντέλου και τη χώρα που βρίσκεσαι θα διαμορφωθεί το συνολικό κόστος για τη φόρτισή του.
Πόσο μακριά μπορώ να φτάσω με ένα αυτοκίνητο υδρογόνου και πόση ώρα χρειάζεται για να φορτίσει το όχημα
Καλά νέα έχουμε εδώ αν σκεφτείς πως ένας μέσος όρος αυτονομίας είναι τα 600χλμ. Δεν είναι και λίγα. Σε 5 περίπου λεπτά έχεις φορτίσει πλήρως το όχημά σου και μπορείς να καλύψεις περί τα 600 χλμ.
Παράλληλα, συνεχίζουν οι μηχανικοί να δουλεύουν πάνω στο θέμα της αυτονομίας ενώ η μεγαλύτερη απόσταση που έχει καλυφθεί μέχρι τώρα με ένα υδρογονοκίνητο όχημα είναι τα 887,5 χλμ.
Γιατί δεν τα βλέπουμε στο δρόμο;
Ηλεκτρικά αυτοκίνητα όλοι μας έχουμε δει, το ίδιο και υβριδικά, μπορεί να μην είναι πάρα πολλά, όμως υπάρχουν. Αντιθέτως κανείς από εμάς (λογικά) δεν έχει δει στο δρόμο αυτοκίνητο υδρογόνου.
Θα περίμενε κάποιος ότι τα ηλεκτρικά οχήματα με κυψέλες καυσίμου υδρογόνου (FCEV) θα είχαν πολύ μεγαλύτερη παρουσία στις αγορές νέων αυτοκινήτων παγκοσμίως.
Αυτό, όμως δεν συμβαίνει στην πράξη γιατί υπάρχουν πρακτικά προβλήματα, μερικά μπορούν να λυθούν -και πιθανότατα θα λυθούν- ενώ άλλα δεν επιδέχονται λύσης.
Αρχικά, παρά τις δεκαετίες έρευνας για τις κυψέλες καυσίμου υδρογόνου σε αυτά τα αυτοκίνητα, πολλές αυτοκινητοβιομηχανίες φαίνεται πως φτάνουν σε ένα αδιέξοδο και αναγκαστικά, απομακρύνονται από τη συγκεκριμένη τεχνολογία.
Ενδεικτικό της κατάστασης είναι πως στην αρκετά μεγάλη βρετανική αγορά, οι προτάσεις που έχουν να κάνουν με υδρογόνο είναι δύο, τα Hyundai Nexo και Toyota Mirai, από τα οποία το 2020 ταξινομήθηκαν μόλις δύο Nexo και δέκα Mirai.
Η Honda πέρυσι ανακοίνωσε ότι τερματίζει το πρόγραμμα Clarity, επικαλούμενη την αποκαρδιωτική χαμηλή ζήτηση, ενώ και η Mercedes-Benz σταμάτησε το μακροχρόνιο πρόγραμμά της F-Cell, λόγω υψηλού κόστους και δικής της αδυναμίας για μείωσή του.
Η General Motors έχει διευρύνει την εφαρμογή των κυψελών καυσίμου Hydrotec και έχει επεκταθεί σε «στεριά, αέρα και θάλασσα»- όπως λέει η ίδια. Η Jaguar Land Rover είχε πλάνο για δοκιμές του Defender FCEV μέχρι το τέλος του 2021.
Όσον αφορά τα επιβατικά οχήματα, ειλικρινά δεν βλέπω τις κυψέλες καυσίμου ως σημαντική ευκαιρία
Από τον Οκτώβριο όμως και μετά, έχουν «χαθεί» τα ίχνη οποιασδήποτε προόδου και δεν ανακοινώνεται κάτι. Ακόμα και η Toyota που είναι από τις εταιρείες που έχουν επενδύσει πολλά στην εξέλιξη των κυψελών καυσίμου, δια στόματος του Προέδρου της Toyota Motor Europe, Matt Harrison, έδειξε την απογοήτευσή της για την πρόοδο: «Όσον αφορά τα επιβατικά οχήματα, ειλικρινά δεν βλέπω τις κυψέλες καυσίμου ως σημαντική ευκαιρία».
Πρόβλημα ένα: Έλλειψη δικτύου διανομής
Στην Ελλάδα μόλις τώρα εγκαινιάστηκε ο πρώτος σταθμός ανεφοδιασμού υδρογόνου για οχήματα και πιστέψτε μας είμαστε από τις χώρες που κάνουν βήματα για την μετάβαση στην πράσινη ενέργεια. Ακόμη και στο Ηνωμένο Βασίλειο, υπάρχουν μόλις 14 πρατήρια για την πώληση υδρογόνου.
Η κατασκευή ενός σταθμού είναι εφικτή, αλλά καθόλου φτηνή. Η τιμή ενός σταθμού ανεφοδιασμού κυμαίνεται γύρω στο 1 εκατομμύριο ευρώ.
Να τονιστεί ωστόσο ότι σύμφωνα με τον δημοσιευμένο διευρωπαϊκό οδικό χάρτη μέχρι το 2023-2024, η Ευρώπη θα πρέπει να κατασκευάσει σημαντικό αριθμό σταθμών ανεφοδιασμού υδρογόνου σε μεγάλους αυτοκινητόδρομους , έναν κάθε 150 χλμ., για την διευκόλυνση και την πανευρωπαϊκών δρόμων μεταφορών.
Πρόβλημα δύο: Κόστος αγοράς
Είπαμε προηγουμένως ότι τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα είναι ακριβά, τα οχήματα υδρογόνου όμως είναι… πανάκριβα.
Χαρακτηριστικό είναι ότι η Hyundai έχει ως στόχο να πουλά τα αυτοκίνητα υδρογόνου στην ίδια τιμή με τα ηλεκτρικά το 2030. Αυτή τη στιγμή το Hyundai Nexo κοστίζει κάτι παραπάνω από 56.000 ευρώ, ενώ το Τοyota Mirai περίπου 60.000 ευρώ.
Πρόβλημα τρία: Το υδρογόνο δεν είναι και τόσο φθηνό
Το υδρογόνο από το φυσικό αέριο κόστιζε μέχρι το 2020 περίπου 1,5 ευρώ ανά κιλό. Εάν στη διαδικασία προστεθεί και το περιβαλλοντικό τέλος, η τιμή αυξάνεται στα 2,5 ευρώ περίπου. Μαζί με το σύνολο των φόρων, η τελική τιμή που φτάνει στον καταναλωτή είναι κοντά στα 7 με 10 ευρώ ανά κιλό και ανάλογα τη χώρα.
Ωστόσο, ακόμη και μια τέτοια τιμή δεν θα πρέπει να μας φαίνεται υψηλή, μιας και το υδρογονοκίνητο Toyota Mirai χρειάζεται μόλις 0,76 κιλά για να διανύσει 100 χλμ.
Αυτή όμως είναι η μία πλευρά του νομίσματος, μιας και εξακολουθούμε να βασιζόμαστε στη μεταφορά και την αποθήκευση, που αφορά και το μεγαλύτερο κόστος.
Εμπειρογνώμονες της Ευρωπαϊκής Επιτροπής εκτιμούν ότι θα επενδυθούν μεταξύ 220 και 340 δις ευρώ για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας και την προσαρμογή του δικτύου για την υδρογονοκίνηση και περίπου 11 δις ευρώ για τις νέες εγκαταστάσεις.
Πρόβλημα τέσσερα: Προβλήματα με την παραγωγή
Όπως συμβαίνει και με τα ηλεκτρικά, έτσι και για τα υδρογονοκινητα υπάρχει το ερώτημα που αφορά στην αρχική παραγωγή της ενέργειας. Ένα ηλεκτρικό αυτοκίνητο που φορτίζεται με ενέργεια από καύση άνθρακα είναι λιγότερο φιλικό προς το περιβάλλον ακόμη και από ένα αντίστοιχο πετρελαιοκίνητο.
Το ίδιο ισχύει και για το υδρογόνο, το οποίο σήμερα παράγεται κυρίως από φυσικό αέριο. Όταν παράγουμε υδρογόνο από φυσικό αέριο, οι εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου είναι υψηλότερες από ό,τι αν καίγαμε απευθείας φυσικό αέριο στον κινητήρα ενός αυτοκινήτου. Η μόνη επιλογή για πραγματικά καθαρό υδρογόνο είναι η παραγωγή με ηλεκτρόλυση από νερό. Αλλά απαιτεί πολλή ενέργεια και είναι πιο ακριβή.
Επιπλέον, οι περισσότεροι ηλιακοί και αιολικοί σταθμοί έχουν σχετικά χαμηλή ισχύ, γεγονός που περιορίζει την ποσότητα υδρογόνου που μπορεί να παραχθεί από την ανανεώσιμη ενέργεια τους. Πριν λίγο καιρό, μια βρετανική εταιρεία υπολόγιζε ότι η παραγωγή του ισοδύναμου σε υδρογόνο των 700 τεραβατώρων ενέργειας, αρκετή για να καλύψει την κατανάλωση στο Ηνωμένο Βασίλειο, θα απαιτούσε αιολικά πάρκα έκτασης 104.000 τετραγωνικών χιλιομέτρων.
Σύμφωνα με ειδικούς, η επιλογή είναι να επικεντρωθεί η παραγωγή υδρογόνου σε θερμές περιοχές, όπως η έρημος Μοχάβε (Η.Π.Α.), όπου το υδρογόνο θα παράγεται με την βοήθεια ηλιακής ενέργειας. Συνήθως όμως δεν υπάρχει καλό δίκτυο μεταφοράς και διανομής σε αυτά τα μέρη.
Πρόβλημα πέντε: Το υδρογόνο είναι πτητικό
Το μεγαλύτερο πρόβλημα που αντιμετωπίζει η υδρογονοκίνηση είναι ότι το υδρογόνο είναι πτητικό. Με απλά λόγια, δεν μένει σε ένα μέρος.
Οι μονωτικές τεχνολογίες που χρησιμοποιούνται στις σύγχρονες δεξαμενές υδρογόνου είναι τόσο προηγμένες που αν ρίξετε ζεστό καφέ σε μια τέτοια δεξαμενή, θα παραμείνει ζεστός για τρεις εβδομάδες!
Αυτό όμως δεν είναι αρκετό για να διατηρήσει το εξαιρετικά πτητικό αέριο για περισσότερο από μια εβδομάδα.
Και αφού μιλήσαμε για πτητικά…
Ψάχνοντας πληροφορίες για τα αυτοκίνητα του μέλλοντος έπεσε μπροστά μου ένα άρθρο του «sciencefocus» για… ιπτάμενα ταξί, τα οποία υποτίθεται ότι θα φέρουν την επανάσταση στις μετακινήσεις.
Η αλήθεια είναι ότι έχουμε δει αρκετές ταινίες με αυτοκίνητα που πετάνε και όπως αναφέρει το άρθρο αργά ή γρήγορα θα έρθουν.
Οι επενδύσεις στην προηγμένη εναέρια κινητικότητα (όπως είναι γνωστός ο τομέας) έχουν υπερτριπλασιαστεί τον τελευταίο χρόνο και οι αναλυτές της Morgan Stanley αναμένουν ότι η παγκόσμια αγορά αεροταξί θα έχει αξία 2,7 τρις βρετανικές λίρες έως το 2050.
Το μέλλον είναι καθ’ οδόν και θα έρθει νωρίτερα απ’ ότι η πλειονότητα των ανθρώπων πιστεύει. Ορισμένες εταιρείες σε όλο τον κόσμο ετοιμάζουν αυτήν τη στιγμή οχήματα eVTOL (ηλεκτρικά οχήματα κάθετης απογείωσης και προσγείωσης), τα οποία θα μπορούσαν να φέρουν επανάσταση στον τρόπο με τον οποίο μετακινούμαστε στις μεγάλες πόλεις.
Αθόρυβα, άνετα και χωρίς άνθρακα, τα eVTOL υπόσχονται να υπερβούν τους δρόμους με κυκλοφοριακή συμφόρηση, διευκολύνοντας τα προβλήματα των αστικών μεταφορών ενώ παράλληλα οι επιβάτες θα πηγαίνουν στον προορισμό τους σε χρόνο… ρεκόρ!
