Sanjarjenje o vodiku kot prihodnjem energentu za transport ostaja deloma prisotno, a v manjši meri kot pred nekaj leti, saj so mnogi vmes že spoznali, da gre za slepo vejo razvoja. Morda pri avtobusih in tovornjakih še ima nekaj (meglene) prihodnosti, predvsem podprte z državnimi ali lokalnimi subvencijami, toda za osebna vozila je vodik izpuhtel. Le še največ trije avtomobilski proizvajalci se trudijo z razvojem tovrstnih vozil, njihova prodaja je zanemarljiva in še tista redka polnilna mesta, ki so obstajala – ravno tako podprta z izdatnim sofinanciranjem iz javnih sredstev –, se zapirajo zaradi nerentabilnosti. Medtem polnilna infrastruktura za električna vozila po Evropi in drugod raste na dnevni bazi in je že zdaj tako obsežna, da se nikomur več ne izplača razmišljati in predvsem vlagati v karkoli drugega. Nepraktičnost tako vodika kot e-goriv za osebni transport je nedavno v intervjuju za Žurnal 24 potrdil tudi šef Volkswagna Thomas Schäfer.

Določeni mediji oz. vplivneži so nedavno preizkušali Toyoto Mirai, kar je omogočila nova vodikova »črpalka« v Stanežičah, kjer sicer »točijo« mestni avtobusi, ki jih je v svojo floto dodal Ljubljanski potniški promet (slednji sicer uvaja tudi povsem električne avtobuse, kar se mi zdi veliko bolj smiselno). Druga generacija omenjenega modela je v ponudbi japonskega proizvajalca že dobrih pet let, toda kakšnega preboja v tem času ni dosegla, in tudi samo podjetje ni več takšen zagovornik tehnologije gorivnih celic, kot je bilo pred časom. Lanska globalna prodaja električnih osebnih vozil je dosegla 21 milijonov enot, letošnja bo še bistveno višja. V Evropi je zgolj marca dosegla pol milijona. Prodaja vozil na gorivne celice pa na drugi strani približno 10 tisoč primerkov v celotnem lanskem letu. Razmerje je torej ena proti dva tisoč sto. Povedano še drugače, »vodikova« vozila so dosegla 0,0476 odstotka prodaje električnih vozil. Ne pol odstotka, temveč še za red velikosti manj. Številka niti v okviru statistične napake ni, kajti za to bi res morala prodaja doseči vsaj pol odstotka, če ne en odstotek. Kar bi pomenilo najmanj dobrih sto tisoč vozil. Desetkrat več od dejanskega števila. Slednje v zadnjih letih celo pada, medtem ko prodaja električnih močno raste.

Prednosti vodika so, a jih prevpijejo slabosti 

Vodik kot energent oz. vrsta »goriva« ima resda nekaj močnih plati in je v določenih pogledih podoben bencinu, saj ga je mogoče dokaj hitro, v nekaj minutah »natočiti« v gorivne celice, in te ne tehtajo več sto kg, zaradi česar so vozila lažja. Slednja zaradi zagotavljanja zadostne količine energije v vsakem trenutku še vedno vsebujejo baterijo, tako da so v tem podobni priključnim hibridom, saj je njena kapaciteta občutno manjša kot pri popolnoma električnih vozilih. Za premikanje sicer tudi tu skrbi elektromotor, torej je vožnja enakovredna tisti s popolnoma električnimi modeli. Sliši se obetavno. »Električni« avto, ki ga je mogoče napolniti enako hitro kot bencinskega ali dizelskega.

Toda po drugi strani je z vodikom kup težav, ki jih ni mogoče obiti in ki so tudi razlogi za zaton idej o tem energentu kot nadomestilu za naftne derivate. Že sama proizvodnja vodika je zahtevna (s parnim reformiranjem metana, elektrolizo vode ali kako drugače) in predvsem energijsko potratna, saj se pri tem izgubi približno štiri petine vložene energije. Tudi ob velikih presežkih električne energije, denimo iz sonca, je sledno bolj smiselno porabljati za kaj drugega oz. shranjevati v baterijske hranilnike (ali črpati vodo za jezove črpalnih elektrarn) za uporabo kasneje. Nato je ta plin z zelo majhnimi (in lahkimi) molekulami zahteven za shranjevanje. Iz skorajda vsakega rezervoarja postopno izgineva in tako ne predstavlja trajne rešitve, porabiti ga je treba dokaj hitro. Za nameček je še eksploziven v mešanici z zrakom in zato ne predstavlja najbolj varnega energenta. Poleg tega mu hiter napredek pri baterijah in tehnologiji polnjenja jemlje še tisti zadnji argument, ki je sploh ostal.

Kaj pa e-goriva?

Po l. 2035, ki se sicer približuje, a je z vidika potencialnih vmesnih sprememb še zelo oddaljeno (samo pomislite na l. 2017!), naj bi bila še vedno dovoljena prodaja vozil z motorji na notranje zgorevanje, vendar na t. i. e-goriva oz. trajnostna goriva. Tu gre za sintetične spojine, podobne bencinu. Sliši se dobro za nabiranje političnih in drugih točk, saj voznikom ne bi bilo treba spreminjati navad, morda bi celo lahko naprej uporabljali obstoječa vozila z motorji na notranje zgorevanje, s tem naj bi »ščitili« domačo, evropsko avtomobilsko industrijo. Tovrstne in druge argumente je slišati v povezavi z e-gorivi, toda realnost je precej manj obetavna.

Evropska avtomobilska industrija se mora hočeš nočeš prilagajati globalnim trendom, ker ne živi zgolj od Evrope, marsikje drugje pa o sintetičnih gorivih ne sanjarijo. Zato je njena dolgoročna vizija vsekakor elektrifikacija. Poleg tega je s tovrstnimi gorivi »križ.« Če bi jih želeli denimo pridobivati na način, kot jih od letošnje sezone Formula 1, to pomeni sledljivost vseh sestavin, potrjevanje, da so se po vrsti glede ogljičnega odtisa nevralne in še kaj. Drago in težko izvedljivo v velikih količinah. Še dražji in za zdaj za množično proizvodnjo ravno tako neobetajoč je postopek z »odvzemanjem« ogljikovega dioksida iz ozračja, cena tovrstnih goriv pa bi bila nekajkrat višja tudi od zdajšnje cene bencina, ki se več voznikov preusmerja v naročje elektrike. Dvomim, da bi se kdo želel voziti s čim takim za denimo pet evrov na liter. Nenazadnje pa – odvaditi se zahajanja na bencinske črpalke in pošiljanja denarja (posredno, a neizpodbitno) v države s sumljivimi voditelji nikakor ni slaba sprememba v življenju.

Naslovno ilustracijo je ustvarila umetna inteligenca!

The post Nehajte sanjati o vodiku in trajnostnih gorivih! appeared first on Tehnozvezdje.

Vse bolj se mi dozdeva, da je pravi razlog odpora do baterijskih avtomobilov odvisnost od bencinskih hlapov in nekaterim ljubega »prdenja motorja«. Od tu potem cel kupček bolj ali manj argumentiranih razlogov proti in popolna nepripravljenost na kakršno koli reševanje sicer rešljivih ovir. Če ne veste, kam molim taco, bom bolj jasen. »Jaz pa že ne bom čakal dvajset minut pred električno polnilnico, ko posodo za gorivo napolnim v nekaj minutah in se odpeljem naslednjih vsaj petsto kilometrov.« Nasprotnike vsega električnega dodatno podžigajo industrijske veje, katerih preživetje je ohranjanje statusa quo. Naftna industrija, izdelovalci rezervnih delov, ki jih električna vozila ne potrebujejo, ponudniki servisnih storitev in še marsikdo drug. Njim v uteho je bil torej dosežen kompromis, čeprav bi se morali ljubitelji običajnih motorjev vprašati, ali morda ni bil sklenjen njim v škodo.

Sintetična goriva niso nikakršna novost. Ko je Nemcem v drugi svetovni vojni zmanjkalo nafte, je tanke in druga vojaška vozila poganjalo gorivo iz premoga. Osnove so enake, le da morajo biti e-goriva, da bodo čez dobro desetletje lahko poganjala vozila, ogljično nevtralna. Oziroma povedano drugače, bolj razumljivo. Med sintezo bodo morala iz zraka odstraniti vsaj toliko ogljikovega dioksida, kot ga bodo vrnila pri zgorevanju v pečici, imenovani pogon avtomobila.

E-kerozin, e-metan in e-metanol so kakopak v kemični formuli enaki fosilnim ekvivalentom, le da so »narejeni« iz ujetega ogljikovega dioksida in vodika, pridobljenega z elektrolizo. Ta dva tvorita ogljikovodike, ki so glavna sestavina sintetične nafte, nakar podobno kot v primeru prave, iz nje izluščijo želene derivate. Alternativna metoda pa predvideva sintezo metanola, katerega pretvorijo v bencin. Proces porabi veliko električne energije, zato da sploh lahko govorimo o nevtralnosti, mora biti iz obnovljivega vira. Se pravi sonca, vetra ali jedrskega razpada. E-goriva je mogoče transportirati po poteh, kjer se danes pretakajo fosilna goriva, in lahko poganjajo obstoječa vozila. Zato ni nujna zamenjava voznega parka z baterijskimi vozili, da bi dosegli glavni cilj »zelenega prehoda«. Ustaviti naraščanje koncentracije ogljikovega dioksida v zraku.

Enako kot v primeru vodika je kavelj 22 v gospodarnosti. Trenutno v svetu nihče ne proizvaja e-goriv v dovolj velikem obsegu. Prva »tovarna« je bila odprta leta 2021 v Čilu s ciljem 550 milijonov litrov letno. Norveško podjetje e-Fuel načrtuje odprtje tovarne prihodnje leto, s poudarkom na sintezi letalskega goriva. To ima največji pomen, saj velika potniška letala nikoli ne bodo letela na elektriko. Zopet smo pri nezmotljivi matematiki. 100 enot električne energije je učinkoviteje uporabiti v baterijah za pogone električnih vozil, kot jih nameniti za elektrolizo vode. Pa naj bo končni rezultat vodik ali e-gorivo. Po nekaterih podatkih uporaba e-goriva v vozilu z motorjem na notranje zgorevanje zahteva petkrat več energije iz obnovljivih virov, kot jo zahteva baterijski pogon. Redko kdo bo zato sprejel občutno višjo ceno (po projekcijah 2,8 evra in več za liter), le zato, da bo posodo za gorivo napolnil v nekaj minutah. Še posebej, če bo moral gorivo plačati iz lastnega žepa.

E-goriva so ena od rešitev, vendar dvomim, da bodo cenovno primerna za široke množice. Nedvoumno pa jih je smiselno uporabiti v letalstvu, transportu in še kje, kjer baterije iz takšnih ali drugačnih razlogov niso primerne. Da je nekaj na tem, dokazujejo izdelovalci avtomobilov, ki večinoma še vedno stavijo na električne avtomobile.

The post NEDELJSKI NASVET: Na e-goriva ne bi stavil svojega denarja appeared first on Tehnozvezdje.

Z vodikom je podobno kot z jedrskimi elektrarnami, ki namesto urana za gorivo uporabljajo torij. Mimogrede, ena politična stranka je na zadnjih volitvah tehnologijo populistično predstavljala kot takojšno rešitev. Na papirju torijevi reaktorji obljubljajo veliko, so varnejši in še torij je pogostejši v zemeljski skorji kot uran. Več prednosti kot slabosti. Toda ena slabost prevlada. Komercialne rešitve ni in je še nekaj časa ne bo. Pri tem prav nič ne pomaga, da je glavni razlog uporabe urana v obstoječih reaktorjih jedrsko oboroževanje. Dejstva so neizprosna. Kadar nekaj v teoriji obljublja veliko, a na trgu ni komercialne rešitve oziroma je ne moremo razviti v doglednem času, potem je njeno označevanje kot rešitev za vse težave, kot bi zidali gradove v oblaku. Z vodikom je še ena težava. Pa ne mislim na reaktivnost (eksplozivnost).

Vodik kot pogonsko gorivo

Vodik je vsekakor zeleno gorivo, saj pri zgorevanju nastaja samo toplota in voda. Ker je reaktiven, zlahka poganja motor z notranjim zgorevanjem. Glede na to, da smo jih razvili skoraj do popolnosti in so poceni, je tovrstna uporaba gospodarna in ekološka. Po drugi strani je vodik tudi gorivo v gorivni celici. Poleg vode in nekaj toplote reakcija neposredno generira elektriko. Spajanje vodikovih in atomov kisika v gorivni celici sprošča proste elektrone in s tem ustvarja električni tok. Pustimo ob strani, da so celice zapletene in drage in zato trenutno uporabljene predvsem v od zraka neodvisnem pogonu konvencionalnih podmornic, dejstvo je, da bi zlahka poganjale električno motor v avtomobilu. Z za marsikoga odločilno prednostjo. Ko bi vodika v posodi zmanjkalo, bi ga dotočili enako hitro, kot danes dotakamo bencin ali dizel. Mimogrede. Pomisleki glede varnosti infrastrukture in posod v vozilih so rešljivi.

Vodik torej obeta najboljše iz obeh svetov. Svobodo, ki ni omejena za urami čakanja, da se baterije napolnijo. Kako to, da se ne vozimo v vozilih na vodik?

Prostega vodika v naravi ni!

Glavno razlog je, da v naravi praktično ni čistega vodika. Preveč je reaktiven, da bi dolgo obstal. Ne moremo v tla zvrtati luknje in ga črpati, kot črpamo nafto in zemeljski plin. Večino potrebnega naredijo iz metana v procesu, ki sprošča ogljikov dioksid in druge toplogredne pline. Vodik je mogoče proizvesti iz vode z elektrolizo, za katero potrebujemo električno energijo. Ker proces ni ravno najbolj energijsko učinkovit, je energijo ekonomičnejše uporabiti za kaj drugega. Drugi teoretični postopki, kot je izkoriščanje neposredne sončne energije (brez pretvarjanja v električno) ali zelenih alg, pa še ne dajo uporabnih rezultatov.

Vodik kot »hranilnik« energije je smiseln le v primeru, da imamo odvečno energijo, ki bi drugače izpuhtela v zrak. Kot primer navajajo Islandijo in uporabo geotermalne energije za pridobivanje poceni električne energije. Za večino drugih držav, ki se soočajo z večjo ali manjšo energijsko odvisnostjo, pa bi bila proizvodnja vodika v velikih količinah strel v koleno.

Baterija ali vodik? Kaj je bolj učinkovito?

Vzemimo, da imamo v obeh primerih na začetku 100 odstotkov energije zelenega vira, da bomo bolj ekološki. Prenosno omrežje poskrbi za do 8 odstotkov izgube in nadaljnjih 18 odstotkov izpuhti pri polnjenju baterije ter pogonu električnega motorja. Praktično to pomeni, da je učinkovitost izrabe energije baterijsko gnanega vozila v med 70 in 80 odstotki energije, s katero smo proces začeli. Pri kakšnem modelu električnega vozila pri polnjenju preko električne vtičnice morda celo še kakšen odstotek manj, kot je pokazala študija nemškega ADAC-a.

Izgube so pri avtomobilu na vodikov pogon mnogo večje. Do 45 odstotkov energije izgubimo med elektrolizo vode, da pridobimo vodik in da ga transportiramo do posode v vozilu. Od ostalih 55 odstotkov nato izgubimo še dobro polovico pri obratnem procesu. Generaciji električne energije v gorivnih celicah. Praktično to pomeni, da je izraba energije le med 25 in 35 odstotki. Se vam zdi malo? Je in ni. Vodikovo vozilo je navkljub temu še vedno boljše od vozila na fosilna goriva, ki dosega učinkovitost med 10 in 20 odstotki.

Vodik kot eden od načinov električne mobilnosti

Glede na to zlahka predvidevam, da bo večina osebnih vozil baterijskih in manjši delež s pogonom na vodik, medtem ko bo ta prevladujoč v transportnih sredstvih in javnem prevozu. Povsod tam, kjer vozila vozijo ves čas ali na daljših razdaljah in ni časa, za dolgo in optimalno polnjenje baterij. Vodik je na primer popoln za pogon tovornjakov. Ker je pogonski sklop lažji, ima vozilo večjo nosilnost. Polnjenje je takojšne in vpliv na okolje majhen.  

Ko smo že pri vplivu na okolje. Naslednje velja za baterijska in za vozila na vodikov pogon. Koliko so dejansko zelena, je odvisno od tega, kako smo pridobili električno energijo. Če je v ozadju kurjenje fosilnih goriv, potem težko govorimo, da so veliko čistejša od vozil z motorjem na notranje zgorevanje.  

Naslovna fotografija: DepositPhotos

The post Prenehajte zavajati, da je vodik rešitev za vse probleme appeared first on Tehnozvezdje.