Wyobraź sobie jazdę po autostradach samochodem tak zaawansowanym, że nie pozostawia po sobie nic poza parą wodną. Brzmi niewiarygodnie? W takim razie poznaj świat samochodów na wodór, czyli napędzanych wodorowymi ogniwami paliwowymi, które łączą w sobie wydajność rodem z science fiction i ekologiczne innowacje.
Ale jak działają te futurystyczne maszyny? Jaka jest ich cena? No i (co chyba najważniejsze) czy mogą zagwarantować bezpieczeństwo?
W artykule rozwikłamy tajemnice samochodów napędzanych wodorem, czyli m.in. porównamy ich koszty i obalimy mity. Gotowy? Odkryjmy więc, czy tego typu pojazdy są tylko niepraktyczną ciekawostką, czy może początkiem bardziej ekologicznej i bezpieczniejszej ery motoryzacji.
Zapnij pasy, bo przyszłość jest bliżej, niż ci się wydaje.
Contents
Ogólne informacje o samochodach na wodór
Pojazd napędzany wodorowymi ogniwami paliwowymi wykorzystuje ten sam rodzaj silnika elektrycznego do obracania kołami, co samochód akumulatorowo-elektryczny. Nie jest on jednak zasilany dużym, ciężkim akumulatorem, tylko ogniwem paliwowym, w którym czysty wodór (H2) przechodzi przez membranę, aby połączyć się z tlenem (O2) z powietrza. W efekcie wytwarza energię elektryczną, która zapewnia moc silnikowi.
Oznacza to, że pojazd z ogniwem paliwowym jest technicznie hybrydą szeregową.
Co więcej, jako że samochody na wodór nie emitują spalin, są znacznie bardziej ekologiczne — przynajmniej z punktu widzenia kierowcy. Jednak sama produkcja wodoru paliwowego (niestety) wciąż generuje bardzo dużo gazów cieplarnianych.
Cena i koszty związane z napędem wodorowym
Napęd wodorowy w samochodzie jawi się jako obiecująca alternatywa dla konwencjonalnych rozwiązań w sektorze motoryzacyjnym. Każdy domyśla się, że jedną z jego zalet jest ekologiczny charakter. Ale co z kosztami? Czy auto na wodór jest przyjazne dla portfela?
Przyglądamy się temu poniżej.
Koszt wodoru jako paliwa
Jeśli chodzi o wodór do samochodu, cena może być różna, ale obecnie wynosi ok. 69 zł za kilogram. Jak zaraz się przekonasz, koszt ten jest relatywnie wysoki w porównaniu do tradycyjnych paliw, co w dużej mierze wynika z wczesnego stadium technologii oraz ograniczonej infrastruktury tankowania.
Koszt przejechania 100 km
Biorąc pod uwagę, że przeciętny samochód na wodór zużywa od 0,8 kg do 1 kg wodoru na 100 km, koszt przejechania takiego dystansu oscyluje w granicach 55-69 zł (w zależności od warunków jazdy oraz modelu pojazdu). Nie da się ukryć, że jest to stosunkowo dużo.
Dla porównania: posiadając samochód benzynowy, który pali 8 l/100 km, przejedziesz ten sam dystans za 52 zł (przy cenie benzyny 6,50 zł za litr).
Cena zakupu aut wodorowych
Jeśli chodzi o samochód na wodór, cena detaliczna również jest wyjątkowo istotna.
Na polskim rynku dostępny jest przede wszystkim model Toyota Mirai, którego cena rozpoczyna się od około 314 900 zł w zależności od wersji wyposażenia. To wyraźnie wskazuje, że samochody na wodór są obecnie droższe w zakupie niż ich odpowiedniki z napędem spalinowym czy elektrycznym.
Warto też zaznaczyć, że to prawdopodobnie najtańszy samochód tego typu na rynku. Jego nowa wersja, Toyota Mirai II, jest wyceniana na co najmniej 323 900 zł.
Z powyższych danych wynika, że choć technologia wodorowa może obiecywać czystszą przyszłość motoryzacyjną, jej obecne walory ekonomiczne wciąż są dyskusyjne. Na pewno wymaga dalszego rozwoju i optymalizacji kosztów.
Dlatego dla wielu osób rozważających auto na wodór cena jest póki co zaporowa.
Wraz z postępem technologii, poprawą infrastruktury i zwiększeniem produkcji, można się spodziewać obniżki cen w przyszłości. Wtedy napęd wodorowy w samochodach stanie się bardziej dostępny i konkurencyjny.
Marki i modele aut na wodór
Jeśli chodzi o samochody na wodór, modele dostępne na rynku nie są jeszcze zbyt zróżnicowane. Jednak kilka opcji jest już dostępnych na polskim rynku.
Poniżej sprawdzamy, co mają do zaoferowania.
Toyota Mirai
Toyota Mirai drugiej generacji zadebiutowała w Polsce wiosną 2021 roku. Przyciąga uwagę znacznie bardziej atrakcyjnym wyglądem zarówno z zewnątrz, jak i wewnątrz, którym nawiązuje do eleganckiej estetyki najnowszych modeli Lexusa.
Jednak poza designem może się także pochwalić ekonomią jazdy. Druga generacja modelu Mirai zużywa o 10% mniej paliwa, niż poprzedni model, oferując przy tym imponujący zasięg 650 km.
Mirai w stylistyce przypomina model Lexus ES, co dostrzeżesz zarówno patrząc na jego karoserię, jak i zasiadając w przestronnej kabinie. Wnętrze przykuwa wzrok wyrafinowanym wykonaniem, gdzie w centralnym punkcie znajduje się 12,3-calowy ekran systemu infotainment, który doskonale komponuje się z zestawem zegarów.
Nowa platforma pozwoliła również na umieszczenie dodatkowego, trzeciego zbiornika wodoru, co bezpośrednio przekłada się na zwiększony zasięg. Teraz Toyota Mirai może zmagazynować łącznie 5,6 kg wodoru (1 kg więcej, niż w poprzednim modelu).
Mówiąc o cenie, Mirai startuje od 323 900 zł za wariant Prestige i osiąga 338 900 zł w wersji Executive, która może zostać wzbogacona o topowy pakiet za dodatkowe 35 000 zł. Luksusowego akcentu dodaje tapicerka w wersji Executive VIP, wykonana z ekskluzywnej skóry półanilinowej w odcieniach czarnym lub białym.
Jeśli chodzi o osiągi, silnik drugiej generacji Toyoty Mirai generuje 182 KM oraz 300 Nm momentu obrotowego. Przyspieszenie od 0 do 100 km/h zajmuje 9 sekund, a prędkość maksymalna wynosi 175 km/h. Ponadto napęd przenoszony jest na tylną oś, co miłośnicy dynamicznej jazdy z pewnością ocenią wysoko.
Według producenta średnio Toyota Mirai zużywa 0,84 kg wodoru na 100 km, a masa pojazdu waha się między 1900 a 1950 kg — w zależności od wersji.
Hyundai Nexo
Hyundai Nexo jest w Polsce dostępny wyłącznie na specjalne zamówienie. Dlatego cena wynosząca 362 554 zł odpowiada kwocie ustalonej na niemieckim rynku, gdzie pojazd jest wart 77 290 euro.
Nexo zadebiutował w 2018 roku jako następca modelu ix35 Fuel Cell. Jednak wyróżnia się tym, że został zaprojektowany od podstaw z myślą o wodorowym źródle napędu, co jest znaczącą zmianą w porównaniu do poprzednika.
Design Nexo czerpie inspiracje z prototypu Hyundai FE Concept, przedstawionego światu w 2017 roku. Posiada charakterystyczne, dwupoziomowe oświetlenie, które zdążyło stać się znakiem rozpoznawczym SUV-ów marki Hyundai. Natomiast nadwozie przyciąga uwagę swoją aerodynamiczną sylwetką, która ma symbolizować płynącą wodę.
Nie da się ukryć, że jest to trafna metafora dla pojazdu napędzanego wodorem.
Warto też dodać, że model oferuje wyjątkowo pojemną przestrzeń bagażową, która mieści od 461 do 1466 litrów. Jeśli zaś chodzi o masę pojazdu, oscyluje w granicach od 1889 do 1948 kg — zależnie od konfiguracji i wyposażenia.
Hyundai umiejętnie ukrył zbiorniki wodoru pod podłogą w tylnej części Nexo. Są one wykonane z wytrzymałego włókna węglowego i mogą pomieścić do 6,3 kg wodoru. Dzięki temu, a także efektywnemu silnikowi o mocy 163 KM i momencie obrotowym 395 Nm, pojazd może pochwalić się większym zasięgiem maksymalnym wynoszącym 756 km.
Znowu średnie zużycie wodoru utrzymuje się na poziomie 0,84 kg/100 km.
Dynamika również nie pozostawia wiele do życzenia – przyspieszenie od 0 do 100 km/h zajmuje 9,5 sekundy, a maksymalna prędkość to 179 km/h, przy czym napęd przekazywany jest na przednie koła.
Modele wodorowych samochodów w produkcji
Warto także wspomnieć o modelach aut wodorowych, które są aktualnie w produkcji. Mianowicie:
- Toyota pracuje nad prototypem wodorowego Hiluxa — pick-upa opartego na technologii z Mirai, z trzema zbiornikami wodoru oferującymi 600 km zasięgu. Firma planuje wprowadzić go do produkcji w nadchodzących latach.
- BMW intensywnie testuje model iX5 Hydrogen w ekstremalnych warunkach klimatycznych Zjednoczonych Emiratów Arabskich — model oferuje moc 401 KM i zasięg 504 km. Ma zadebiutować w 2025 roku.
Zasada działania samochodów na wodór
Wiele osób zastanawia się, patrząc na samochód na wodór: “jak działa ten pojazd?”
Otóż auta napędzane wodorem posiadają silniki elektryczny, dlatego zaliczają się do aut elektrycznych. Jednak od innych elektryków różnią się tym, że samodzielnie wytwarzają energię elektryczną.
Oznacza to, że ich moc nie pochodzi z wbudowanego akumulatora, jak ma to miejsce w przypadku pojazdów czysto elektrycznych lub hybryd typu plug-in, które mogą być ładowane z zewnętrznego źródła zasilania. Zamiast tego samochody wodorowe mają na pokładzie własną, wydajną elektrownię. Przekształca ona wodór w zbiorniku paliwa w energię elektryczną.
Rolę tej elektrowni pełni ogniwo paliwowe.
To właśnie w nim zachodzi proces znany jako odwrócona elektroliza, czyli reakcja wodoru z tlenem. Wodór pochodzi z jednego lub więcej zbiorników w samochodzie, a tlen z powietrza. Jako że odwrócona elektroliza wytwarza jedynie energię elektryczną, ciepło i wodę, która wydostaje się z układu wydechowego w postaci pary wodnej, pojazd nie generuje żadnych emisji.
Energia elektryczna powstająca w ogniwie paliwowym ma dwie drogi przepływu, w zależności od sytuacji na drodze. Albo trafia do silnika elektrycznego i bezpośrednio napędza pojazd, albo ładuje akumulator, który działa jako tymczasowy magazyn do czasu, gdy energia będzie potrzebna podczas jazdy.
Ten „buforowy” akumulator jest znacznie mniejszy, niż jego odpowiednik w samochodzie w pełni elektrycznym. Oznacza to również, że mniej waży. Ponadto ładuje się sam dzięki opisanej wyżej reakcji.
To jeszcze nie wszystko.
Podobnie jak inne samochody elektryczne, pojazdy wodorowe mogą również odzyskiwać energię hamowania. W jaki sposób? Silnik elektryczny przekształca energię kinetyczną samochodu z powrotem w energię elektryczną i zasila nią akumulator buforowy.
Bezpieczeństwo i opinie o samochodach wodorowych
Co się dzieje, gdy wodór w niekontrolowany sposób reaguje z tlenem? Wiele osób pamięta z lekcji chemii, że powstaje wtedy tzw. “mieszanina piorunująca”. W skrócie oznacza to, że wodór staje się łatwopalny.
Dlatego aby zapobiec niekontrolowanej reakcji wodoru i tlenu podczas eksploatacji samochodu z ogniwami paliwowymi, pierwiastek jest przechowywany w postaci gazowej w grubościennych zbiornikach. Są one wyjątkowo wytrzymałe, co potwierdziły liczne testy zderzeniowe.
Nawet w sytuacji poważnego wypadku zbiorniki nie uległy uszkodzeniu i nie doszło do wycieku wodoru.
Nie zapominajmy też, że technologia wodorowa nie jest niczym nowym, bowiem została wypróbowana i przetestowana w wielu obszarach przemysłu. Przykładem są rafinerie, które wykorzystują duże ilości wodoru jako gazu procesowego podczas przetwarzania ropy naftowej. Rurociągi i magazyny wodoru również działają od dziesięcioleci bez większych problemów.
Tankowanie samochodu na wodór
Samochód napędzany wodorem zatankujesz za pomocą pompy na specjalnej stacji tankowania wodoru. Wygląda ona bardzo podobnie do zwykłej stacji paliw.
Jeśli zaś chodzi o sam proces tankowania, jest wyjątkowo prosty. Wystarczy, że otworzysz korek wlewu paliwa, włożysz do niego pistolet pompy i naciśniesz spust. Co ciekawe, według Toyoty tankowanie do pełna trwa ok. 5 minut, czyli o wiele szybciej w porównaniu do tradycyjnego elektryka.
Jednak problem leży gdzie indziej.
Aktualnie najtrudniejszą częścią tankowania jest znalezienie stacji z wodorem w Polsce. Do tej pory powstała zaledwie jedna (w Warszawie), co nie ułatwia korzystania z samochodów charakteryzujących się tym napędem.
Warto natomiast zaznaczyć, że PKN ORLEN planuje budowę sieci ponad 100 stacji tankowania wodoru do 2030 roku na terenie Polski, Czech i Słowacji (z czego 57 ma znajdować się w Polsce).
Ponadto powstał krajowy plan instalacji zasilania wodorem na stacjach paliw w Polsce, który obejmuje miasta takie jak Poznań, Warszawa, Białystok, Szczecin, Łódź, Wrocław, Region Katowicki i Kraków.
Dlatego, jeśli chodzi o samochody z napędem wodorowym, tankowanie w naszym kraju jeszcze przez co najmniej kilka lat nie będzie wygodne.
Podsumowanie
Samochody na ogniwa paliwowe łączą w sobie ekologię i najnowsze osiągnięcia technologiczne. Dlatego to właśnie one mogą napisać nowy rozdział w historii motoryzacji.
Co prawda aktualnie taki pojazd wymaga zasobniejszego portfela — zarówno w kontekście zakupu, jak i codziennej eksploatacji. Jednak oczekujemy, że rozwój technologii i infrastruktury przyczyni się do redukcji cen w nadchodzących latach.
Co równie ważne, bezpieczeństwo oraz efektywność samochodów wodorowych nie jest już przedmiotem spekulacji. Liczne testy potwierdzają, że pasażerowie nie muszą obawiać się tego typu pojazdów.
Wszystko to sprawia, że wodór może odgrywać jedną z głównych ról w zielonej rewolucji transportowej.
