MITY SAMOCHODU ELEKTRYCZNEGO I WODOROWEGO

Od dłuższego czasu zapowiadają wprowadzenie nowego rodzaju pojazdów: z napędem elektrycznym oraz „samochodu wodorowego”.  Towarzyszy temu bardzo intensywna kampania promująca ich kupowanie. Sposób i nierzetelność argumentacji budzi mój sprzeciw. Niżej zdjęcie sprzed kilku lat wykonane w Gdyni.

Nawiasem mówiąc: czy jest to autobus elektryczny czy trolejbus; ma on dwa rodzaje zasilania elektrycznego: z sieci lub z akumulatorów pokładowych.

Po co tak? Jaki rodzaj zasilania jest tańszy?

Bardzo intensywnej kampanii reklamowej nowych napędów towarzyszy wizja szczęśliwości globalnej. Niestety, wszystkie z wyjątkiem wizji trzeciej, są nieprawdą. Oczywiście "elektryk" pozornie nie pozostawia i nie emituje spalin, bo nie ma rury wydechowej (??)   

 Pojawiło się mnóstwo materiałów filmowych krytycznych wobec takiego entuzjazmu. Z reguły dotyczą one mankamentów I realiów eksploatacji, a pomijają najistotniejszy podstawowy problem termodynamiczny: porównanie sprawności energetycznej systemów napędów w świetle reguł termodynamiki.

Pojawia się trudność w posługiwaniu się jednolitą miarą sprawności. Posługiwanie się zużyciem paliwa, jego ceną, kilometrażem na jednostkę paliwa itp. jest praktycznie niemożliwe, podobnie jak operowanie litrami lub kilogramami. Właściciele samochodów benzynowych mających dodatkową instalację LPG (ciekły propan/butan) wiedzą, że paliwo LPG ma większą wartość opałową od  benzyny; dlaczego więc kilometraż przejechany na litrze LPG jest mniejszy niż na litrze benzyny? Decyduje taki drobiazg: o wiele mniejszy ciężar właściwy LPG. Litr LPG ma znacznie mniejszą masę niż litr benzyny a więc w litrze jest mniejsza masa paliwa, i niweczy to z nadmiarem większą kaloryczność LPG. Jeszcze lżejszy jest skroplony metan NG. A co np. z wodorem który będzie przewożony jako gaz pod wielkim ciśnieniem? Bo litr wodoru pod ciśnieniem 500 atm to nie to samo co także litr ale pod ciśnieniem 800 atm. A co z drewnem (patrz na końcu: samochód na holzgaz), elektrycznością i ew. paliwem jądrowym: w kilogramach czy litrach?

Dlatego najwłaściwsze będzie rozumowanie: chcemy, aby na oś napędową pojazdu przekazać z silnika energię/pracę 100 kWh (tak samo jak pobieramy energię/pracę elektryczną w domu). Zatem idealnie byłby użyć takiej ilości paliwa (dowolnego medium) w której zawarte jest 100 kWh energii. W ten sposób mamy miarę uniwersalną, na dodatek pomijamy takie zmienne dane jak masa pojazdu (na 1 l benzyny kilometraż małego Fiata jest przecież różny od kilometrażu dla TIRa), jakość wykonania (np. opory toczenia łożysk) itp

Jedynym rzetelnym miernikiem wydaje się przeliczanie w uniwersalnych jednostkach energii - kilowatogodzinach kWh. Wiele osób nie rozróżnia kilowatogodzin kWh energii (pracy) od kilowatów kW, MW mocy. No, ręce opadają…A więc definiuję tok porównań następująco. Oczekuję że mój (typowy, średni) samochód ma wykonać pracę (paliwo -> silnik -> przejechana droga) 100 kWh. Wydawałoby się, że powinienem wlać do baku tyle paliwa (niezależnie od postaci fizycznej) aby zawartych w nim było 100 kWh energii. To oczywiście fikcja, bo reguły termodynamiki są niepodważalne (przynajmniej w tej części Wszechświata): żaden rzeczywisty proces w skali makro nie przebiega z wydajnością 100%. Ponieważ realny silnik pracuje z wydajnością znacznie mniejszą od 100%, trzeba paliwa zużyć znacznie więcej niż 100 kWh.    

Reguły nie mają uzasadnienia teoretycznego (filozofowie mogą zaprotestować), a wynikają z milionów pomiarów praktycznych. To właśnie prozaiczne badania nad teoretyczną sprawnością maszyny cieplnej i parowóz są symbolem narodzin termodynamiki, która dziś sięga nieprawdopodobnie rozległej tematyki jak kosmologia, informatyka i filozofia…

W Necie ciągle pokutują dziesiątki bzdurnych filmików objawiających stare pomysły rzekomo genialnych modeli perpetuum mobile. Wiele tych pomysłów zostało już z dwieście lat temu opisanych i zdemaskowanych. Niemożność skonstruowania wiecznego motoru jest jednym z dowodów słuszności zasad termodynamiki. Ich publiczne prezentowanie może być tylko demonstrowaniem własnego nieuctwa i tupetu. Podobna jest ocena pomysłów na zasilanie silników wodą (wszak woda zawiera wodór?) lub pomysłami na samorzutny rozkład wody. Żałosne…Chyba że chodzi o umyślny żart: rozkład wody pod wpływem niewielkich impulsów prądu o częstotliwości rezonansowej; dokładnie takiej jak częstotliwość drgań własnych atomów w cząsteczce wody, jak w huśtawce. No: gdzie błąd?

Liczne propagandowe promowania napędu elektrycznego sprowadzają się do rysunku ilustrującego fakt dwukrotnie wyższej sprawności silnika elektrycznego (80-90%) niż spalinowego (40%).   Bez wdawania się w uciążliwy proces myślenia (!) na pierwszy rzut oka widać przecież wyższość "elektryka" !? Schematy należy czytać od prawej do lewej i uwzględnić wszystkie etapy pośrednie. Od skutku do przyczyny za którą trzeba zapłacić.     

U człowieka myślącego powinno pojawić się podejrzenie, że wywód jest niekompletny. Bo porównuje się modele zasadniczo różniące się od siebie. W silniku spalinowym paliwo kopalne wydobyte stosunkowo niskim kosztem prawie od razu przekazuje się do silnika i bezpośrednio przekazuje energię na koła. W opisie napędu elektrycznego trzeba najpierw uwzględnić w rachunku straty podczas ładowania a następnie rozładowania akumulatora. Milcząco sugeruje się, że pobiera się energię z ogólnie dostępnego gniazdka sieci elektrycznej. Za darmo?

Podstawowa nierzetelność polega na tym, że nie zastanawiamy się skąd pochodzi źródło energii elektrycznej (jest to także „paliwo”) które samo nie znajdzie się w baku elektryka…

Przecież idąc od końca ciągu procesów wstecz  (każdy etap to kolejne straty) obejmuje to dostarczenie energii siecią przesyłową, proces przetwarzania w elektrogeneratorze, napęd turbiny, wytworzenie w kotle pary pod ciśnieniem po spaleniu paliwa i samego spalania w piecu cyklonowym elektrowni. Od skutku do przyczyny za którą trzeba zapłacić.

Sprawność typowej polskiej elektrowni węglowej szacuje się na zaledwie 35%

Wynik takiego ciągu rachunków jest naprawdę szokujący bo zupełnie zmienia intuicyjne rozumienie

Posługiwanie się napędem elektrycznym zużywa oczywiście więcej, a nie mniej energii w porównaniu ze spalinowym oraz emituje zwiększoną ilość spalin. To, że spaliny emitowane są nie w naszych zatłoczonych centrach wielkich miast, a z dala od nich (w pobliżu elektrowni) nie zmienia faktu powiększania globalnego wzrostu zanieczyszczeń. Nie rozumiem, dlaczego mieszkańcy wielkich miast mieliby być „świętymi krowami” cywilizacji.

To bardzo dziwna etyka XXI w: cieszy nas, że smrody wydzielamy nie na pobliskich ulicach, ale przenoszą się na odleglejsze obszerne regiony a i tak włączone będą do globalnego zanieczyszczenia. Ta sama etyka która zmierza do przeniesienia „brudnych technologii” do Chin lub Ameryki Płd - byle dalej od Europy. Na Marsa nie uciekniemy na razie…

Samochód elektryczny tak naprawdę napędzany jest tym paliwem, które używane jest w pobliskiej elektrowni; w polskich warunkach jest to więc prozaiczny węgiel… Niektóre elektrownie pracują na tym samym paliwie co tradycyjne samochody spalinowe: oleju napędowym lub gazie ziemnym NLG. A gdyby takie paliwo zamiast spalać mało wydajnie w wieloetapowym ciągu zaczynającym się w elektrowni, a wlać je od razu do baka starego Fiata? Łatwo obliczyć, że przebieg byłby ok. 1,5 razy większy! Samochód elektryczny jest więc marnotrawcą paliwa i śmieciuchem?

Jeśli założymy, że z dnia na dzień wprowadzone nowe pojazdy będą zużywały dwa razy więcej energii, to globalne zużycie energii oczywiście wzrośnie. Ale nie dwukrotnie, ale znacznie mniej. Bo udział pojazdów komunikacyjnych w globalnym zużyciu energii wynosi kilkanaście procent.

Teraz możemy wrócić do planszy z obietnicami szczęśliwości…

• zero emisji, precz ze smogiem, koniec zanieczyszczania środowiska, brak śladu węglowego          nieprawda, nieprawda, nieprawda, nieprawda
• dwukrotnie większa sprawność = dwukrotnie tańsza eksploatacja         nieprawda
• bezszmerowa jazda „z kopa”            tak
• nieskomplikowana budowa             nieprawda    
• znikną polityczne i wojskowe starcia o dostęp do ropy i gazu           nieprawda

Jeszcze kilka uwag

Przytoczone oszacowania są przybliżone; dane liczbowe są rozbieżne i zmieniają się w czasie. Przeniesienie relacji energetycznych na np. relacje kosztowe lub na przebiegi kilometrów nie jest racjonalne, bo na relacje cenowe wielki wpływ ma polityka państwowa. Wszyscy wiedzą, że na ceny paliwa mają wielki wpływ doraźne decyzje polityczne (akcyza na paliwo aż do 30%). To może w znacznej mierze być przyczyną, że eksploatacja samochodu elektrycznego jest (obecnie) stosunkowo tylko nieznacznie droższa. Ale cena to nie wszystko…  Również postęp techniczny może zmienić relacje. Radykalnie zmieniłby się powyższy wywód po wprowadzeniu zupełnie nowej technologii energetycznej, np. atomowej. Jednak można obawiać się powstania nowych gigantycznych zagrożeń.

Skąd zatem ta kampania promująca samochód elektryczny? Czy autorzy tej reklamy nie zdają sobie sprawy z jej podstawowych błędów, czy celowo pomijają niewygodne aspekty? Krąży podejrzenie o celowe nastawianie opinii i zadbanie o interes Producentów którzy nie wiedzą już jakich sposobów użyć aby tylko sprzedać produkowany sprzęt. Konsumenci najwyraźniej zaczynają odczuwać przesyt fetyszem samochodowym… W tej sytuacji rozwiązaniem może być nacisk administracyjny. Planuje się, że w UE za kilka lat nie będzie można zarejestrować samochodów innych niż elektryczne lub wodorowe… Czyżby plotka złośliwa pod adresem lobby  producenckiego?  Wyrzuć stare, kup nowe, a jak nie chcesz, to nakłonimy administracyjnie siłą ("dobrowolny przymus" administracyjny).

Obiecywałem, że nie będę zajmował się pobocznymi problemami sprzętowymi i eksploatacyjnymi. Jednak znaczącym kłopotem jest magazynowanie energii na pokładzie pojazdu. Ciekłe paliwo w baku czy akumulatory pod całą podłogą? Dlaczego masa akumulatorów to setki kilogramów wobec ok. 30 kg benzyny? Bo skonstruowanie optymalnego akumulatora to wyzwanie nie tyle techniczne ile elektrochemiczne. I ciągle najbardziej zadawalającym jest akumulator ołowiowy Plantego, sprzed ponad 200 lat! Jest wysoce sprawny chociaż przeraźliwie ciężki. Dlatego używany jest wyłącznie jako akumulator pomocniczy (rozruch) a nie jako trakcyjny. Do napędu trakcyjnego obecnie służą akumulatory litowe, znacznie lżejsze jako że pracują na materiale elektrodowym w postaci metalicznego litu o bardzo małej masie molowej. A i tak masa tych akumulatorów ma znaczący udział w masie pojazdu. Tradycyjne ciekłe paliwa mają gęstość energii (energia zawarta w kilogramie lub litrze objętości paliwa) bezkonkurencyjna: jest aż ok. 50 razy większa od gęstości energii w akumulatorach!

W doniesieniach najczęściej podnoszone jest jedynie ryzyko pożaru palnych akumulatorów z łatwopalnym litem i trudność jego gaszenia. Ciekawostka, że częstość pożaru starych tradycyjnych benzyniaków i nowych akumulatorowych elektryków - jest podobna. Tylko, że elektryków jeździ po drogach bardzo niewiele, i są to samochody prawie nowe, w odróżnieniu od leciwych benzyniaków. Jeśli częstość pożarów jest podobna, to dowód, że technologia wykonania samochodów elektrycznych, jest szokująco niedojrzała

Koszt jazdy gwałtownie wzrasta w zimie, bo ogrzewanie z akumulatorów bardzo znacznie ogranicza zasięg (i tak mniejszy niż tradycyjnego benzyniaka). W samochodzie spalinowym do ogrzewania wnętrza używane jest odpadowe ciepło z chłodnicy podczas pracy silnika, i jest ono rzeczywiście darmowe.

Jeśli ci, których tryb życia to codzienne wyjazdy na odległości nie większe niż kilkadziesiąt km dziennie, jeśli mieszkają w domku z garażem i mogą pozostawić ładujące się akumulatory na noc pod dachem, jeśli fascynuje ich luksusowa bezdymna i bezszmerowa jazda „z kopa”, lubią szpanować zieloną tablicą i urokiem „nówki”, i nie przeszkadza im świadomość, że ponad miarę przyczyniają się do globalnego wzrostu konsumpcji paliw i produkcji CO₂, jeśli godzą się na manipulacje cenowe i administracyjne lobby producentów współdziałających z władzami państwowymi oraz na reklamy stojące na granicy oszustwa - to możliwe, że zdecydują się oni na kupienie samochodu elektrycznego. Prawdopodobnie jednak po przemyśleniu wybiorą oba samochody (wszak żyje się raz…). A idealnym wzorem stopniowo wydaje się model rodzinny: 3 samochody + 1 dziecko.

Wiele z tych ironicznych pesymistycznych uwag może się zmienić. Nowe technologie akumulacji energii (superkondensatory), rozwój sieci ładowania, pokonanie nadnapięcia elektrolizy będącego przyczyną kosztu wodoru, nowe pokolenie fotoogniw, rozsądna energetyka jądrowa mogą zmienić obecne trudności. Transport samochodowy zapewne skokowo się rozwinie. Są tacy, którzy wierzą, że życie stanie się wtedy szczęśliwsze… A jeszcze inni nie dadzą się skusić na nowinki, bo tak jak dzieci bardzo kochają owe poranne „brumbrumbrum” na placyku pod domami…

Wiele lat temu w Estonii napotkałem stację ładowania akumulatorów której parametry sugerowały że może służyć do ładowania nie akumulatorów ale  F superkondensatorów.

NAPĘD WODOROWY

Frapująca od dawna była idea zastąpienia tradycyjnego paliwa ciekłego w silniku spalinowym - wysoce energetycznym wodorem! Próby użycia tego paliwa były negatywne, bo ogromna energia spalania powodowała drastyczne uszkodzenia silnika z powodu bardzo wysokiej temperatury. Silnik zasilany był technicznym (tanim!) wodorem. Ciągle panuje pogląd, że jest to droga nie rokująca nadziei na zastosowanie. Co prawda ostatnio jedna z japońskich firm skonstruowała taki samochód (wyścigowy!), ale wymagał on tankowania co kilkadziesiąt (!) km. Obiecujące są prace Polit. Krakowskiej nad konstrukcją dużego silnika spalinowego na wodór. Problemem wydaje się też uboczna reakcja spalania azotu powietrza zachodząca zawsze przy temperaturach powyżej 800-900 stopni.

Powszechnie sądzi się, że wodór jest idealnym ekologicznym paliwem bo jedynym produktem jest para wodna. Nie jest to prawda. Silnik spalinowy zasilany wodorem będzie jednak zawsze potencjalnym źródłem bardzo toksycznych tlenków azotu. Przecież jeszcze przed wojną prof. Prez. I.Mościcki uruchomił w Tarnowie rewelacyjną fabrykę kwasu azotowego przez spalanie azotu powietrza tlenem powietrza w łuku elektrycznym.

- wodór jest łatwodostępny bo zawarty jest w zwykłej wodzie ?

Sformułowanie niejasne, bo wiele osób nie rozróżnia pojęcia mieszany i związku chemicznego. Jeśli wodór byłby składnikiem mieszaniny, to być może wystarczyłoby jakąś pompkę z trickiem wsunąć do kubełka z wodą, i wodór wypompować... Powszechna dostępność wody nie oznacza łatwej dostępności ani tym bardziej taniości wodoru.

Gdyby woda była mieszaniną wodoru i tlenu to może i byłby (wcale nie tak łatwo!) dostępny. To powszechny niemal błąd laików wyniesiony ze szkoły która tego nie podkreśla. Woda nie składa się z cząsteczek wodoru i tlenu ale z cząsteczek tlenku wodoru. A cząsteczki tlenku wodoru (wody) są krańcowo ubogie w energię, w odróżnieniu od mieszaniny cząsteczek tlenu z cząsteczkami wodoru. Czemu ja od dziesiątków lat muszę zmagać się z tym błędem zawinionym przez PT Nauczycieli chemii w szkołach? Mylenie mieszaniny ze związkiem chemicznym nie jest niewinnym błędem słownym, bo zachęca niedouków lub internetowych trolli do głupich pomysłów na wynalazki mające być rzekomo sensacyjnie skutecznymi.

Podobnie jak inna prawdziwa plaga Internetu-YouTube: niezliczone perpetuum mobile, generatory darmowej energii, silniki na wodę. Ale to już po trosze zdaje się problem dla psychiatrów... Jeśli macie wątpliwości, to włóżcie zapaloną zapałkę do wody. Eksploduje tak jak mieszanina piorunująca? Przecież "zawiera" nie tylko wodór, ale i tlen, w dodatku w wyjątkowo wybuchowej proporcji!

Aby cząsteczki wody zamienić w wodór, trzeba dostarczyć energii (wielkiej!) dokładnie takiej samej (w praktyce nawet o 30% większej) jaka znajdzie się w produkcie-wodorze. Wodór podobnie jak inne paliwa wymagające chemicznej syntezy są więc paliwami najdroższymi w odróżnieniu od paliw kopalnych wymagających stosunkowo niewielkich nakładów fizycznego uzdatnienia. Produkcja wodoru z punktu widzenia ekonomii energetyki nie ma więc sensu bo wymaga włożenia więcej energii niż potem jej zawiera wyprodukowany wodór. Może jednak być sensowna z innych powodów. Dotyczy to WSZYSTKICH metod produkcji wodoru. Na wykładzie demonstrowałem trzy metody: elektroliza, reakcja metalicznego Al z NaOH oraz szokującą dla zaawansowanych chemików reakcją formaliny z perhydrolem.  

Dokładne wyliczenie jest zupełnie niemożliwe, szczególnie rzetelność wyniku ok 700 kWh można bardzo różnie ocenić, bo bardzo zależy od dokładniejszych wartości sprawności (i dokładności zaokrągleń przy mnożeniach). Szczególnie mało wiarygodne mogą być dane dla eksperymentalnych samochodów o napędzie wodorowym. Dane cytowane w literaturze są bardzo rozbieżne. Poprzestańmy na porównaniu: zapotrzebowanie energii przy napędzie wodorowym via elektrownia węglowa jest ok. dwukrotnie większe od samochodu elektrycznego z akumulatorem.

Poza tym wyniki podane są jako liczba kilowatogodzin wszystkich etapów na 100 kWh wykonanej pracy, a nie na 100 km przebytej drogi.  Zużycie na 100 km szacowane jest na 13-20 kWh/100 km dla samochodu elektr./akumulator.  Jest to liczba odczytana z licznika stacji ładowania. Jeśli tak, to pomija zużycie energii w elektrowni i koszt przesyłu, a więc wartość bardzo zaniżoną. Wywiad z użytkownikami samochodu elektrycznego/akumulator sugeruje nieznacznie chociaż wyraźnie wyższy koszt przejazdu 100 km niż dla samochodu spalinowego. W tym opracowaniu zależało mi na oszacowaniu i porównaniu wszystkich obciążeń energetycznych środowiska, co nie musi się pokrywać z kosztami finansowymi.

Najtańszy wodór przemysłowy pochodzi z reakcji węgla z wodą w wysokiej temperaturze (a skąd wziąć tę wysoką temperaturę) albo w wysokotemperaturowej reakcji metanu z wodą.

C + H₂O = CO + H₂                  CO + H₂O = CO₂ + H₂

CH₄ + H₂O = CO + 3H₂           CO + H₂O = CO₂ + H₂

W każdej z nich odpadem jest zawsze dwutlenek węgla! Bardzo zagadkowy jest przebieg wytwarzania wodoru w reakcji formaliny z nadtlenkiem wodoru (prawie nieznana reakcja wytwarzania gazowego wodoru wygodna na skalę laboratoryjną, oczywiście ekonomicznie zupełnie nieopłacalna. Bardzo zresztą frapująca chemicznie). Młodzieży pokazuję wybuchową reakcję syntezy wody na zimno po kontakcie katalizatora palladowego z mieszaniną wodoru i tlenu.     http://www.tomek.strony.ug.edu.pl/kataliza.htm

Skoro tak, to wystarczy wynaleźć inny katalizator: rozkładający na zimno wodę na wodór i tlen? To nieuctwo termodynamiczne: taki katalizator nie może istnieć. Bo byłoby to sprzeczne z faktem, że wszechświat ciągle istnieje (podobno). Dalsze rozważania to już czyste S-F…

Katalizator który rozkłada wodę na wodór i tlen w temperaturze pokojowej? Kolejny temat na kolejną Bajkę Robotów S.Lema. Katalizator przyspiesza bieg reakcji tylko takich które z różnych powodów są powolne. Ale tylko takich które są możliwe z punktu widzenia termodynamiki.    http://www.tomek.strony.ug.edu.pl/kataliza.htm

A samorzutny rozkład wody w zwykłej temperaturze nie jest możliwy. I nie może istnieć katalizator który to zdziała. Inaczej wszechświat by nie istniał...  Woda jednak w bardzo wysokiej temperaturze samorzutnie się rozkłada. Wystarczy mocno ogrzać i mamy wodór! Drobny szczegół: trzeba by ogrzać do 2000 - 3000 stopni. A koszt tego byłby astronomiczny. Mimo całej fikcji, to wybuchy reaktorów jądrowych w Czarnobylu i Fukuschimie były wybuchami nie jądrowymi, ale wybuchami wodoru z powietrzem po wlaniu wody chłodzącej do rozpalonego rdzenia reaktora. Dobry pomysł, temat na kolejną bajkę...

- wodór nie zawiera śladu węglowego ?

Nieporozumienie podstawowe. Ślad węglowy to nie jest tylko smuga CO₂ ciągnąca się za rurą wydechową. Ale są to pozostawione w przyrodzie umowne pozostałości po użyciu energii (węglowej) w dawnych etapach wytwórczych. Jak chociażby róże zawierają swego rodzaju „grzech pierworodny” po węglu którym opalano kiedyś szklarnię w której zakwitła ona zimą… Wodór zawiera więc wyjątkowo pokaźny ślad węglowy.

-wodór jest paliwem ekologicznie czystym bo jedynym produktem spalania jest woda ?

Płomieniowe spalanie wodoru powietrzem powoduje powstawania tlenków azotu znacznie bardziej szkodliwych niż CO₂ . Ale prawdopodobnie spalinowych silników na wodór nie będzie. Wodór będzie utleniany w niskotemperaturowym procesie elektrochemicznym w ogniwie paliwowym bez emisji NO_x. Ale taki całkiem nie-"zielony wodór" nie zawierający pierwiastka C, będzie obarczony i tak potężnym śladem węglowym klasycznych elektrowni. Chyba, że powstaną akceptowalne technologie naprawdę "zielonej energii" elektrycznej. 

Wyjaśniliśmy już: tlenki azotu, ślad węglowy, pył opon i szczęk hamulcowych, zużyte akumulatory…

Pechowo w filmie o polskich pracach nad takim silniku spalinowym na wodór, już pierwsze zdanie zawiera trzy istotne błędy:

• - nie mamy śladu węglowego bo nie ma emisji CO₂

• - i nie mamy toksycznych spalin

• - wykorzystujemy wodór który jest najczęściej występującym pierwiastkiem w przyrodzie

Ponieważ wydaje się, że samochód zasilany technicznym wodorem w silniku spalinowym jest mało realny, więc zaryzykuję, że pojęcie „samochód wodorowy” w ogóle nie istnieje. Opisywany niżej pojazd zasilany bardzo czystym wodorem będzie zwykłym samochodem elektrycznym ale zasilanym nie z mozolnie ładowanych, drogich, ciężkich i łatwopalnych akumulatorów litowych, ale z niewielkiego ale drogiego i wrażliwego na zanieczyszczenie sprawnego ogniwa paliwowego, niemal na zimno, bardzo drogim wodorem z butli pod bardzo wysokim ciśnieniem…

W zasadzie powinienem już tylko odesłać do ostatniego schematu na diagramie.

Kilka uwag. Ogniwo paliwowe jest czułe na zatrucie i wymaga bardzo czystego wodoru, w praktyce jedynie pochodzenia elektrolitycznego (drogiego). To, że taki napęd jest ogromnie energochłonny nie powinno już dziwić. Gęstość energii jest w tym systemie  również niska. Będzie miał wszystkie pozostałe zalety i mankamenty samochodu elektrycznego. Szybkie ładowanie wodoru (jeśli uda się rozbudowa sieci zasilania, będzie tu zaletą. Niestety zimowe ogrzewanie kabiny będzie bardzo uszczuplało rezerwę paliwa. W silniku spalinowym do ogrzewania wykorzystuje się ciepło odpadowe (praktycznie darmowe).

Ideę działającego modelu ogniwa paliwowego oraz trudności skonstruowania nowego sprawnego akumulatora demonstruję na zajęciach popularyzatorskich i opisuję pod:  http://www.tomek.strony.ug.edu.pl/akumulato.htm

Wiele problemów kosztowych rozwiązałoby zasilanie „zielonym wodorem” czyli wytworzonym „darmową” energią z fotoogniw lub wiatraków. Teraz głównym oponentem rozwijania tych obu sieci są… specjaliści od zarządzania energetyką w skali kraju. Sieć energetyczna kraju jest molochem którego stabilne sterowanie bardzo utrudniają wszelkie niespodziewane zmiany. Są one tym bardziej kłopotliwe im większy procent mocy krajowej oparty jest na owych dwóch niestabilnych systemach. Jeśli raptowna zmiana meteorologiczna spowoduje wyłączenie tych źródeł, to tradycyjne bloki węglowe mogą nie podołać rekompensacie. Identyczne skutki spowoduje raptowne podłączenie dodatkowych odbiorców mocy. Objawi się to zwiększonymi oporami magnetycznymi generatorów elektrowni węglowych którego mogą nie nadążyć skompensować automaty sterujące zasilaniem w paliwo. A elektrownie mają bardzo ostre normy zarówno na napięcie jak i częstotliwość wytwarzanego produktu: przemiennego sinusoidalnie prądu trójfazowego o napięciu skutecznym 230V i częstotliwości 50,00 Hz. Przekroczenie norm powoduje ogromne straty i awarie u odbiorców. Stąd zapewne wynika niechęć do włączania tych kapryśnych „zielonych źródeł” do sieci krajowej. Idealna byłaby więc ich rozbudowa, ale z przeznaczeniem tylko na potrzeby produkcji „zielonego paliwa” lub indywidualnych gospodarstw. Gdyby było to możliwe to taka rozbudowa byłaby od dawna prowadzona. Obawiam się, że potrzeby ciągle rozdymającej się komunikacji są tak wielkie, że wielkie obszary musiałyby być przykryte płatami fotoogniw oraz farmami wiatrowymi. Oczywiście z dala od miejsc w których to właśnie my sobie spokojnie żyjemy…

Na koniec, dla kontrastu prezentuję samochód na drewno (gaz drzewny czyli holzgas). Czyżby to właśnie był samochód ekologiczny?  

Najtańsze elektrownie to te, z budowy których zrezygnowano. Najniższe koszty eksploatacji ma taki typ samochodu którego nie posiadamy…

Ale tego nie zaryzykuję napisać, bo samochód (szczególni taki którym można się szpanować) jest dla wielu moich znajomych prawdziwym fetyszem. Skoro już zdecydowałem się na tak bardzo osobiste kąśliwe wątki, to przyznaję że od ok. 70 roku życia mam stary samochód na ON, kombi z miejscem do spania wraz z pieskiem. Używam go nie częściej niż raz-dwa w tygodniu w sezonie, do transportu roweru z pieskiem i namiotem w teren. To taki rodzaj wolności którą cenię. A po mieście autobusem lub tramwajem.

polecam dość obiektywne rozważania praktyków o samochodach elektrycznych oraz napędzie wodorowym 

https://www.youtube.com/watch?v=9P9MrCqFuu8

https://www.youtube.com/watch?v=d8tULrLRH34  

https://www.youtube.com/watch?v=yokey1sPsdA 

https://www.youtube.com/watch?v=Symls3Kxxes   silnik tłokowy na wodór; pierwsze zdanie jest nieprawdziwe

https://www.youtube.com/watch?v=bzd3CVWw82k   dlaczego wierzymy w bzdury? (Pseudonauka) 

Tomasz Pluciński
nowy adres:  tomasz.plucinski@ug.edu.pl