Technika i gadżety

Wodorowe autobusy, pociągi i statki

• Technika i gadżety
• 2022 / 09 / 13

W naszej rubryce często ekscytujemy się samochodami elektrycznymi, które w Stanach Zjednoczonych widzimy już dość często na ulicach. W Polsce elektryfikacja postępuje w ślimaczym tempie, ale pojawiła się jaskółka - na razie jedna - w innym rodzaju pojazdów. Chodzi o pojazdy zasilane wodorem.

Tak naprawdę są to również samochody elektryczne, bo koła napędza silnik elektryczny. Ale pojazdy nie wymagają długotrwałego ładowania akumulatorów, gdyż energia elektryczna wytwarzana jest w nich w komórce paliwowej. Komórka paliwowa zasilana jest wodorem, który można tankować podobnie jak benzynę czy gaz LPG.

Od kilku tygodni po ulicach Konina kursuje pierwszy w Polsce autobus wodorowy wykorzystywany w komunikacji miejskiej. W dodatku jest to autobus produkcji polskiej firmy spod Poznania. To Solaris Urbino 12 Hydrogen, który wkrótce ma pojawić się w kolejnych polskich miastach.

Solarisy Urbino 12 Hydrogen można spotkać m.in. na ulicach włoskiego Bolzano (12 sztuk), Kolonii i Wuppertal w Niemczech (25 sztuk), a także w Holandii (33 sztuki). W tym roku Solaris wygrał przetarg na dostawę 5 autobusów zasilanych wodorem do stolicy Majorki, miasta Palma de Mallorca (za ok. 4 mln euro). Na zakup 4 sztuk zdecydowała się też Bratysława, z możliwością poszerzenia umowy do 40 sztuk.

Solaris Urbino 12 Hydrogen to pojazd zeroemisyjny. Komórka paliwowa wydziela jedynie parę wodną oraz ciepło, które może być wykorzystywane do ogrzewania autobusu. Komórka ma moc 60 kW, a napęd stanowią dwa silniki elektryczne o mocy po 110 kW każdy. W chwilach największego zapotrzebowania na moc, energia pobierana jest nie tylko z komórki, ale także z akumulatorów litowo-jonowych o pojemności 29,2 kWh. To niewielka pojemność, ale energia jest uzupełniana w czasie jazdy, gdy zapotrzebowanie na moc jest niskie i komórka paliwowa może ładować akumulatory. Akumulatory te można też doładować na postoju podłączając autobus do ładowarki.

Wodór przechowywany jest w pięciu 312-litrowych butlach, umieszczonych na dachu autobusu. Pozwala to na zgromadzenie 37,5 kg wodoru, a tankowanie trwa zaledwie kilka minut. Pełne zbiorniki gwarantują przejechanie do 350 kilometrów.

Solaris Urbino 12 Hydrogen jeździ już po ulicach różnych miast Europy. Fot.: Solaris.

---

Takie parametry wydają się optymalne dla 12-metrowego (18-metrowego w wersji przegubowej) autobusu miejskiego. Ale wodór może napędzać nie tylko miejskie autobusy, ale także inne rodzaje środków transportu, zarówno pasażerskiego, jak i towarowego. Technologie wodorowe są rozwijane bardzo szybko w różnych krajach.

Na przykład napędzane wodorem pociągi już wjechały na tory w Niemczech i w Austrii. Pierwszy na świecie pasażerski pociąg wodorowy - Coradia iLint - jest cichy, porusza się płynniej niż jednostki spalinowe, emituje tylko parę wodną. I oczywiście jest oszczędniejszy niż jednostki spalinowe. Został zaprojektowany i zbudowany w niemieckich zakładach Alstom w Salzgitter, a pudła wagonów są produkowane w należącej do koncernu fabryce w Chorzowie.

Konstrukcja bazująca na pociągu spalinowym rodziny Coradia Lint umożliwia eksploatację z osiągami dorównującymi jednostkom spalinowym: taką samą prędkość maksymalną wynoszącą 140 km/h oraz porównywalne przyspieszenie i skuteczność hamowania. Podobnie jak pojemność pasażerską do 300 pasażerów i zasięg do 1000 km na jednym tankowaniu.

Wodorowe pociągi są opracowywane również przez innych producentów. Firma Siemens Mobility oferuje dwuwagonowe pociągi Mireo Plus H nowej generacji. Wyposażone w zasilany wodorem układ trakcyjny o mocy 1,7 MW, zapewniają prędkość maksymalną 160 km/h. Pociąg można zatankować w ciągu zaledwie 15 minut.

Półtora roku temu do prac nad wodorowym pociągiem przystąpiła Toyota wspólnie z Hitachi oraz Japan Railway Company. Będzie to pociąg hybrydowy, bo zasilany zarówno komórkami paliwowymi na wodór, jak i akumulatorami. Akumulatory magazynują energię odzyskiwaną podczas hamowania, co pozwala na znacznie większą efektywność energetyczną pociągu.

Ogniwa paliwowe znalazły zastosowanie również w ciężkim transporcie drogowym. Jesienią 2020 r. koreański koncern motoryzacyjny Hyundai rozpoczął dostawy 50 samochodów ciężarowych zasilanych wodorem do odbiorców w Szwajcarii. Ciężarówka XCIENT zasilana przez ogniwa wodorowe o mocy 189 kW może na jednym ładowaniu przejechać ok. 400 km.

To pierwszy na świecie produkowany masowo samochód ciężarowy z ogniwami paliwowymi. Do 2025 r. Szwajcarzy zakontraktowali odbiór 1500 takich pojazdów. Kolejnymi kierunkami wodorowej ekspansji Hyundai mają być rynki Ameryki Północnej oraz Chiny.

Energy Observer 2 to prototyp wielozadaniowego statku towarowego zasilanego ciekłym wodorem. Fot. www.energy-observer.org.

---

Koreańczycy już pracują nad opracowaniem i komercjalizacją systemów wodorowych ogniw paliwowych także do napędzania statków. Rok temu Hyundai Motor Company podpisał porozumienia z Hyundai Global Service - południowokoreańskim producentem specjalizującym się w elektrycznych układach napędowych statków oraz Korean Register.

Wspólny projekt ma na celu wprowadzenie na rynek zielonych statków, począwszy od małego modelu w drugiej połowie 2022 r. W okresie średnio- i długoterminowym trzej partnerzy skoncentrują się na opracowaniu i wprowadzeniu systemów napędowych dla jednostek wielkogabarytowych.

Hyundai Motor dostarczy systemy ogniw paliwowych i zapewni wsparcie techniczne. Zadaniem Hyundai Global Service będzie produkcja i sprzedaż systemów napędowych opartych o ogniwa paliwowe, natomiast Korean Register będzie odpowiedzialne za homologację, którą muszą spełnić wszystkie statki napędzane ogniwami paliwowymi o różnych rozmiarach.

Wodorową jednostkę mają już Amerykanie. W stoczni All American Marine w Bellingham w stanie Waszyngton już powstał ponad 20-metrowy 75-osobowy prom pasażerski Sea Change napędzany ogniwami paliwowymi. Ma być pierwszym na świecie komercyjnym statkiem z takim rodzajem napędu. Będzie obsługiwał przystanki w kalifornijskim Bay Area, w rejonie zatoki San Francisco.

Tymczasem od kilku lat rejs dookoła świata realizuje Energy Observer - eksperymentalny katamaran wyposażony w ogniwa paliwowe z Toyoty Mirai. Jacht zatrzymuje się w znanych na całym świecie miastach, by nawiązywać kontakty z pionierami i innowatorami, którzy pracują nad rozwojem zrównoważonych, ekologicznych rozwiązań.

Firma EODev zaprezentowała niedawno swój nowy produkt - Energy Observer 2. Jest to wielozadaniowy statek towarowy zasilany ciekłym wodorem, oferujący duże możliwości transportowe i znaczną autonomię. Jego bezemisyjny napęd wykorzystuje generator EODev RexH2 z ogniwami paliwowymi Toyoty.

---

W artykule wykorzystano m.in. materiały  dziennika "Rzeczpospolita".