Najbolj znan način uporabe vodika v vozilu je prek gorivnih celic. Začetki te tehnologije segajo v 19. stoletje, vendar je bilo prvo gorivno celico v praktičnih primerih mogoče uporabiti šele leta 1932. Od 60. let 20. stoletja se gorivne celice uporabljajo pri pogonu vesoljskih plovil.
Poleg gorivnih celic je v motorju z zgorevanjem mogoče neposredno uporabiti tudi vodik. Odvisno od stroškov in razpoložljivosti vodika iz obnovljivih virov bi lahko motorji z zgorevanjem vodika omogočali konkurenčne skupne stroške lastništva in dopolnjevali druge tehnologije.
Potencial vodika narašča zaradi globalnega prizadevanja za razogljičenje v prevozništvu. Ta potencial raste tudi zaradi vedno manjših stroškov obnovljivih virov energije in podrobnejših vladnih strategij po vsem svetu za nadaljnji razvoj tehnologije.
Vodik (H2) je kemični element, ki se lahko uporablja za shranjevanje in dovajanje energije. Obstaja veliko načinov za proizvodnjo vodika, za proizvodnjo pa potrebuje primarni vir energije. Danes se vodik najpogosteje proizvaja iz zemeljskega plina, pri čemer se uporablja parni reforming metana. Pri tem procesu se sprošča ogljikov dioksid (CO2), razen če se ne uporablja tehnologija zajema in uporabe ogljika, ki preprečuje sproščanje prevelike količine CO2 v okolico.
Alternativa parnemu reformingu metana, o kateri se najpogosteje razpravlja in je trenutno vodilni način za doseganje ogljično nevtralne proizvodnje vodika, je proizvajanje vodika z elektrolizo vode, pri čemer se uporabljajo obnovljivi viri energije, kot so sončna energija, veter, voda in podobno. To je trenutno glavni način za vzpostavitev vodikovega gospodarstva z največjo podnebno koristjo.
Tovorno vozilo na gorivne celice je električno tovorno vozilo, ki elektriko proizvaja iz gorivnih celic. Te poganja vodik, ki se dovaja iz rezervoarjev tovornega vozila, v katerih je shranjen. V gorivni celici se vodik in kisik z elektrokemijsko reakcijo združita, da proizvedeta elektriko, toploto in vodo.
To je razlika v primerjavi z električnim tovornim vozilom na baterijo, ki energijo pridobiva iz baterij, ki se polnijo prek zunanjega vira električne energije. Tovorno vozilo na gorivne celice ima tudi baterijo, ki lahko po potrebi zagotovi dodatno energijo in omogoča regeneracijo, vendar je ta baterija veliko manjša v primerjavi z baterijo v električnih tovornih vozilih na baterijo. Ko bodo tovorna vozila na vodik na voljo, se pričakuje, da bodo imela več energije in zagotavljala daljši doseg kot električna vozila na baterijo.
Tovorno vozilo z motorjem z zgorevanjem vodika ima enak rezervoar za vodik kot tovorno vozilo z gorivnimi celicami. Razlika je v tem, da moč zagotavlja motor z zgorevanjem, ki je spremenjen za zgorevanje vodika namesto dizla.
Ko tovorno vozilo z motorjem z zgorevanjem deluje na obnovljiva goriva, ima lahko neto ničelne emisije CO2. Izpušne emisije bodo vsebovale nekaj dušikovih oksidov (NOx) in delcev, vendar v mejah veljavne zakonodaje o emisijah (npr. Euro VI, Euro VII, EPA 27).
Tovorno vozilo na vodikove gorivne celice je električno in tiho vozilo, ki izpušča samo vodo, tovorno vozilo z motorjem z zgorevanjem vodika pa je lahko na primer bolj primerno za vroče podnebje ali ko je dlje časa potrebna večja moč.
Kar zadeva razpoložljivost, so električna tovorna vozila na baterijo že na voljo v naboru modelov in lahko že danes pripomorejo k razogljičenju. Tovorna vozila na vodik se razvijajo, vendar za masovno proizvodnjo ne bodo pripravljena pred koncem tega desetletja.
Z nenehnim razvojem možnosti dosega in baterij ter rastočo polnilno infrastrukturo se lahko danes večji del tovornega prometa v Evropi opravi z električnimi tovornimi vozili na baterijo.
»Za doseganje neto ničelnih emisij CO2 potrebujemo podporo tako električnih tovornih vozil na baterijo kot tudi električnih tovornih vozil na gorivne celice in tovornih vozil z motorji z zgorevanjem, ki delujejo na obnovljiva goriva. Naš cilj je zagotavljanje podpore strankam, saj bodo tako vedele, da na poti do razogljičenja sodelujemo, in sicer na najboljši možni način. Stranke lahko svoja tovorna vozila izberejo glede na uporabo, razpoložljivo infrastrukturo in ceno energije. Razogljičenje ne more čakati in našim strankam močno priporočamo, da začnejo že danes, in sicer z nakupom električnega tovornega vozila ali tovornega vozila na bioplin,« pravi Daniel Bergstrand, produktni vodja za področje motorjev z zgorevanjem vodika in gorivnih celic pri družbi Volvo Trucks.
Pri družbi Volvo Trucks se bodo pilotni programi za električna tovorna vozila na vodikove gorivne celice začeli čez nekaj let, komercializacija pa je predvidena za konec tega desetletja.
Medtem so prevoznikom, ki želijo prevoz brez izpušnih emisij, danes že na voljo električni modeli na baterijo in tovorna vozila, ki delujejo na obnovljiva goriva, kot je bioplin.
Po mnenju družbe Volvo Trucks bi morala biti dolgoročna ambicija, da bi bili skupni stroški lastništva v življenjskem ciklu tovornega vozila, vključno z nakupno ceno in tekočimi stroški, enaki ali nižji v primerjavi z dizelsko alternativo.
Vozila na vodik imajo lahko zelo nizek ogljični odtis, če je vodik proizveden iz obnovljivih virov. Lahko so visokoenergijska in nizkoemisijska alternativa fosilnim gorivom. Vendar pa je trajnost odvisna od celotnega življenjskega cikla vodikovega goriva in vozila, vključno s proizvodnjo, uporabo in odlaganjem.
Tovorna vozila na vodikove gorivne celice so energijsko bolj učinkovita za uporabo kot tradicionalna tovorna vozila z motorjem z notranjim zgorevanjem, vendar niso tako energijsko učinkovita kot električna tovorna vozila na baterijo.
Ena od prednosti delovanja na vodik je, da se gorivo lahko proizvaja ob presežku obnovljive energije (pihanje vetra, sijanje sonca). Vodik se nato shrani in lahko uporabi, ko je proizvodnja obnovljive energije bolj omejena.
Varna uporaba vodika pomeni preprečevanje situacij, v katerih lahko pride do uhajanja v kombinaciji z vzrokom za vžig. Vodik ni strupen in se hitro razprši, ko se sprosti v zrak.
Kot pri drugih gorivih pa je za varno uporabo vodika potrebno znanje. Zaznavanje uhajanja in ustrezno prezračevanje sta pomembna, ko tovorno vozilo deluje ali je parkirano v zaprtih prostorih. Preizkušanje vodikovih sistemov kaže, da se vodik lahko varno proizvaja, shranjuje in dovaja.
»Tovorna vozila na vodik so vznemirljiv razvoj na poti do našega cilja prevozništva brez fosilnih goriv. Vendar pa to ne bo najprimernejša rešitev za vsa tovorna vozila in segmente prevozov. Prvi korak je lahko pogovor z lokalnim trgovcem, da izveste, kaj je najboljša možnost za vas, hkrati pa so že na voljo dokazano ustrezne rešitve, s katerimi je mogoče doseči neto ničelne emisije CO2,« pravi Daniel Bergstrand, produktni vodja za področje motorjev z zgorevanjem vodika in gorivnih celic pri družbi Volvo Trucks.
Tukaj lahko preberete podrobnejše informacije o vodiku ali pridobite najnovejše novice in posodobitve.