Hidrogenul, combustibilul-cheie pentru transport în orașele viitorului

Tranziția verde a economiei Uniunii Europene ar trebui să ofere acces la energie curată, sigură și accesibilă pentru companii și pentru consumatorii finali. Dar nu este o misiune ușoară – producția și consumul de energie au generat 75% din emisiile de gaze cu efect de seră la nivelul UE în 2018, iar aceasta încă depinde de importuri de petrol și gaze pentru 58% din totalul de energie.

Alex Moldovanu

În acest context, în iulie 2020, Comisia Europeană a propus o strategie a hidrogenului pentru o Europă neutră climatic, care urmărește accelerarea producerii de hidrogen curat și asigurarea rolului său la baza unui sistem energetic neutru climatic până în 2050.

Care sunt avantajele hidrogenului?

Există mai multe tipuri de hidrogen, în funcție de procesul de producție și de emisiile de gaze cu efect de seră. Hidrogenul curat, adică „hidrogen regenerabil” sau „hidrogen verde”, este produs prin electroliza apei folosind electricitate din surse regenerabile și nu emite gaze cu efect de seră în timpul producerii. Potrivit unui raport al Comisiei Europene, numai hidrogenul verde – produs din surse regenerabile – poate contribui în mod durabil la atingerea neutralității climatice pe termen lung.

În cifre, hidrogenul reprezintă aproximativ 2% din mixul energetic al UE, din care 95% este produs prin arderea de combustibili fosili, ceea ce degajă 70 – 100 de milioane de tone de dioxid de carbon în fiecare an. Potrivit cercetărilor recente, energiile regenerabile ar putea furniza o parte substanțială din mixul energetic european până în 2050. În acest mix, hidrogenul ar putea reprezenta până la 20%, respectiv între 20 – 50% din necesarul de energie în transporturi și între 5 – 20% din necesarul în industrie. El este folosit în principal ca materie primă în procesele industriale, dar și drept combustibil pentru rachete spațiale.

Good to know

Hidrogenul reprezintă aproximativ 2% din mixul energetic al UE

Hidrogenul poate fi considerat un bun combustibil datorită proprietăților acestuia:

  • Folosirea sa ca sursă de energie nu produce gaze cu efect de seră (apa este singurul produs secundar)
  • Poate fi folosit pentru a produce alte gaze, ca și combustibili lichizi
  • Infrastructura existentă pentru transportul și stocarea gazelor poate fi reutilizată pentru hidrogen
  • Are o densitate energetică mai ridicată decât a bateriilor, deci poate fi folosit pentru transportul pe distanțe lungi sau de tonaj mare

Așadar, în prezent, hidrogenul are un aport minor în aprovizionarea globală cu energie. Rămân provocări de depășit în ce privește competitivitatea costurilor, amploarea producției, infrastructura necesară și percepția asupra siguranței, anunță aceeași sursă.

1630542183991 copy 1024x507 - Hidrogenul, combustibilul-cheie pentru transport în orașele viitorului

Celulele de combustibil convertesc hidrogenul și oxigenul direct în electricitate fără nicio emisie atmosferică. Se formează apă, iar pentru un autobuz înseamnă 90 litri/100 kilometri.

Motorizarea pe hidrogen are trei avantaje majore față de tehnologia actuală a motoarelor cu combustie internă cu combustibili fosili (motorină, GPL):

  • Câștiguri de eficiență energetică. Agenția Internațională pentru Energie (AIE) raportează că eficiența medie generală a vehiculelor cu motoare cu combustie internă pe benzină și motorină (ICEV) este de sub 23%, în funcție de tehnologia specifică a motorului.
  • Consumul mediu de combustibil al unui vehicul cu celule de combustibil variază de la un factor de două până la trei ori mai mic decât ICE în traficul rutier și respectiv în traficul urban (vehiculele fuel cells obțin o eficiență suplimentară de 10 – 15%).
  • Emisiile de gaze de seră sunt aproape zero. Utilizarea celulelor de combustibil elimină complet emisiile de particule și oxizii de sulf și azot, poluanți asociați cu motoarele convenționale.

În plus, transferul autobuzelor de la motor clasic la celulele de combustibil se poate face ușor, achiziționând doar kitul de motorizare electrică și rezervoarele de hidrogen, fără a mai cumpăra autobuze noi.

Situația transportului comunitar electric „pe hidrogen” în Europa

La nivel mondial existau deja, în 2016, peste 4.500 de kilometri de conducte de hidrogen, majoritatea fiind operate de producători de hidrogen. Cele mai lungi conducte sunt operate în SUA, în statele Louisiana și Texas, urmate de Belgia și Germania.

Aproximativ 150 de autobuze cu pilă de combustibil au fost puse în funcțiune în Europa, în perioada 2012 – 2020. Dar există planuri pentru a obține peste 1.200 până în 2025. Privind o imagine globală, conform cifrelor BloombergNEF, la sfârșitul anului 2020 existau deja aproximativ 4.250 de autobuze cu pile de combustibil în funcțiune.

Good to know

Peste 200 de autobuze cu celule de combustibil, finanțate din bani europeni

Toate autobuzele cu celule de combustibil care funcționează astăzi pe bătrânul continent au fost achiziționate în cadrul unor proiecte cofinanțate chiar de Europa. Peste 200 de autobuze cu hidrogen au fost comandate prin intermediul proiectelor JIVE și JIVE 2, susținute de UE, principalele proiecte europene privind această tehnologie. Anunțul a venit în octombrie 2020 în cadrul proiectului Inițiativa Comună pentru Vehicule alimentate cu hidrogen în Europa. Mai mult, primele 50 de autobuze sunt deja în funcțiune.

Autobuze cu celule de combustibil în SUA

În SUA, o flotă de autobuze cu hidrogen a început să funcționeze la începutul lunii februarie 2020. Vehiculele au fost livrate în urma comenzii semnate la începutul anului 2018.

Pe lângă lansarea flotei de autobuze cu hidrogen, Orange County Transportation Authority (OCTA) a lansat și cea mai mare stație de alimentare cu hidrogen din țară pentru transportul public, prezentând investiția sa de 22,6 milioane de dolari în tranzitul cu emisii zero.

tractebel engie electrolysis offshore wind hydrogen 0 copy 1024x576 - Hidrogenul, combustibilul-cheie pentru transport în orașele viitorului

Așadar, este evident că vehiculele electrice cu baterii (VEB) domină tranziția spre un transport mai prietenos cu mediul. La sfârșitul lui 2019 se vânduseră doar 7.500 de mașini pe hidrogen în toată lumea. Dar la sfârșitul lui 2018 existau peste cinci milioane de vehicule cu încărcare la priză, iar de atunci, vânzările au accelerat considerabil. În Regatul Unit, conform datelor de la Society of Motor Manufacturers and Traders, VEB reprezentau 4,3% din vânzările ultimului an până în mai 2020, în creștere cu 131,8%.

Cum stă Bucureștiul la capitolul transport public pe hidrogen

Bucureștiul deține un parc auto format din aproape 1.200 de autobuze care circulă între orele 05:00 – 24:00, într-o rețea formată din aproape 170 de linii întinse pe 1.372 de kilometri cale dublă.

În București, autobuzele parcurg zilnic, luni – vineri, 250.000 de kilometri (155.000 de kilometri în zilele de weekend). Anual, autobuzele parcurg peste 81 de milioane de kilometri (total linii + cele de noapte + cele regionale).

Din testele efectuate în exploatarea de zi cu zi, rezultă că gradul de poluare al unui autobuz cu particule solide este de șase miligrame/kilometru, ceea ce indică că autobuzele STB eliberează în atmosferă, anual, 420 de kilograme particule solide. La aceste particule se adaugă poluarea cu SOx, NOx, HC, VOC, CO. Emisiile și poluarea sunt prezentate atât în Raportul privind Etapa a II-a din cadrul proiectului Planuri de Calitate a Aerului Ambiental din Municipiul București, din 2014, cât și în Master Planul pentru Sistemul de Management Integrat al Deșeurilor la nivelul Municipiului București, din 2017.

Între anii 2005 și 2009, Regia Autonomă de Transport București a achiziționat 1.000 de autobuze Citaro. În septembrie 2019, STB a comandat 130 de autobuze Citaro Hybrid, cu livrări programate să înceapă în primăvara anului 2020. Autobuzul eCitaro cu celule de combustibil va fi lansat în 2022.

Aprovizionarea cu hidrogen ar permite și trecerea rapidă a troleibuzelor spre autonomie (acestea sunt deja motorizate electric, trebuie instalat doar kitul de hidrogen), ceea ce ar duce automat atât la dezafectarea traseelor aeriene de alimentare cu electricitate, cât și la eliberarea traficului de constrângerile troleibuzelor și, totodată, la desenarea altor trasee, elastice, pentru noua mobilitate electrică – nu mai este nevoie de trasee obligate de rețeaua fixă de electricitate.

Articol publicat inițial în Real Estate Magazine, Nr. 42.

MACHETA - austrotherme