Budúcnosť vodíkového nákladného vozidla

Vodík (H₂) možno použiť na pohon ťažkých nákladných vozidiel s prakticky nulovými emisiami - inými slovami, bez priamych emisií skleníkových plynov (najmä CO₂) a látok znečisťujúcich ovzdušie (oxidy dusíka, sadze atď.). Preto sú vodíkové nákladné vozidlá v EÚ právne definované ako vozidlá s nulovými emisiami, čo znamená, že sú uprednostňované, keď ide o záležitosti, ako sú mýto pre nákladné vozidlá alebo zákazy vjazdu do centier miest.

Napriek tomu vodíkové nákladné vozidlá stále zaostávajú za batériovými elektrickými vozidlami (BEV), čo sa týka technológie a implementácie. Nákladné vozidlá BEV sa postupne stávajú dostupnými ako vozidlá určené na prepravu na krátke vzdialenosti; od roku 2025 budú k dispozícii aj nákladné vozidlá BEV na dlhé vzdialenosti s dojazdom až 500 km. Vodíkové vozidlá sú oproti nim k dispozícii len ako prototypy alebo sa v ideálnom prípade vyrábajú vo veľmi malých počtoch. Zatiaľ nie je jasné, ktorý vodíkový pohon a ktorý spôsob tankovania bude dominovať.

Rozlišujeme vodíkové vozidlá na vozidlá so spaľovacím motorom (HICEV) a vozidlá s elektrickým pohonom na vodíkové palivové články (FCEV). Vozidlá HICEV využívajú existujúcu spaľovaciu a dieselovú technológiu: vodík sa vstrekne do piestového motora, zapáli sa a uvoľnená energia sa premení na pohyb a teplo. Táto technológia má svoje výhody aj nevýhody. Výhodou je, že je založená na dnešnej vyspelej technológii spaľovania. Momentálne je to výhoda, ale s rastúcim trendom prechodu na elektrické vozidlá sa to v konečnom dôsledku môže ukázať ako nevýhoda, pretože výrobcovia OEM sa z dlhodobého hľadiska sústredia len na jednu platformu. Okrem toho vozidlá HICEV produkujú minimálne zostatkové množstvá CO₂ a látok znečisťujúcich ovzdušie. Spomedzi hlavných výrobcov úžitkových vozidiel oznámili MAN, Volvo a DAF svoj zámer pokračovať vo vývoji technológie ICE na vodík.

Špeciálne zameranie: Palivový článok

Čo sa týka vodíkovej technológie, väčšina popredných výrobcov úžitkových vozidiel sa obracia radšej k palivovým článkom. V palivovom článku prebieha katalytická reakcia, ktorá zbavuje atómy vodíka jedného elektrónu. Tým sa generuje elektrická energia, ktorá sa buď priamo spotrebuje v elektrickom pohone, alebo sa uloží do záložnej batérie. V kombinácii s nasávaným kyslíkom vzniká pri reakcii vodná para (H₂O) a teplo ako odpadové produkty. Vozidlo FCEV je založené na platformách e-mobility a táto technológia je efektívnejšia ako porovnateľné vodíkové pohony ICE. Na konceptoch FCEV pre ťahače nákladných vozidiel pracujú najmä spoločnosti Daimler Trucks, Volvo a Iveco, ktoré už majú prototypy na cestách. Skutočné sériové vozidlá so súvisiacou servisnou sieťou však nebudú oznámené skôr ako koncom desaťročia. Juhokórejský výrobca Hyundai v súčasnosti vyrába malú sériu nákladných vozidiel FCEV s palivovým článkom XCIENT a spoločnosť DACHSER už viac ako rok využíva vodíkové vozidlo Hyundai s prívesom v dvojzmennej prevádzke. Vozidlo s dojazdom viac ako 400 km zvyčajne dochádza bez problémov medzi svojou základňou v Magdeburgu (hlavné mesto spolkovej krajiny Sasko-Anhaltsko) a Berlínom.

Samotná technológia palivových článkov je už v nákladných vozidlách pomerne vyspelá; chýba len štandard na uskladnenie vodíka vo vozidle. V tejto oblasti sa o pozíciu uchádzajú tri systémy: Skladovanie plynného vodíka v plynových fľašiach pod tlakom 350 barov je štandardom napríklad v mestských autobusoch, ale aj v nákladných vozidlách Hyundai. Technológia s tlakom 350 barov je osvedčená a počet čerpacích staníc s touto technológiou je dostatočne vysoký. Má však jednu veľkú nevýhodu: fľaše na stlačený plyn vyžadujú pomerne veľa miesta, takže pri daných rozmeroch vozidla je dosiahnutie dojazdu nad 500 km prakticky nemožné bez obetovania nákladového priestoru. To znamená, že pri tlaku 350 barov neexistuje žiadna priama výhoda dojazdu v porovnaní s vozidlami BEV.

Výrobcovia ako Daimler a Iveco preto siahajú po technológii 700 barov. Vodík uložený v plynových fľašiach pri vyššom tlaku umožňuje dojazd približne 750 kilometrov bez straty nákladového priestoru. Potrebná sieť 700-barových čerpacích staníc pre nákladné vozidlá sa má na základe nariadenia AFIR vybudovať na hlavnej diaľničnej sieti EÚ do roku 2030.

Spoločnosť Daimler sleduje najambicióznejšiu technológiu skladovania vodíka. Vodík, ktorý bol skvapalnený pod tlakom pri nízkych teplotách (LH₂), sa môže skladovať v špeciálnych nádobách ako kvapalina. Je to porovnateľné s technológiou LNG, kde sa za podobných podmienok skvapalňuje zemný plyn. Vysoká energetická hustota technológie LH₂ by mala umožniť dojazd nákladných vozidiel na vzdialenosť viac ako 1 000 kilometrov. Avšak vzhľadom na to, že proces skvapalňovania spotrebuje veľmi veľa energie, je táto technológia skladovania vodíka v súčasnosti najďalej od všeobecnej dostupnosti.