Za deset let už nebudeme vyrábět jediné auto, které by spalovalo naftu nebo benzin. K podobným slibům se v posledních týdnech zavázala nejedna světová automobilka a řidiči si tak pomalu musejí zvykat na představu, že už to nebude trvat dlouho a tankování fosilního paliva zůstane jen zvolna blednoucí vzpomínkou. Asi jako cédéčka či telefony s otočným ciferníkem.
Tlak na elektrifikaci dopravy se však ani zdaleka netýká jen osobních automobilů. Stejně hlasitě tahle debata probíhá i v oblasti nákladních vozidel a řady dalších strojů, jako jsou autobusy nebo stavební stroje. A zatímco u osobních aut se zdá být o nejbližší budoucnosti rozhodnuto, jinde tak jasno zatím není.
Tesla sice nastavila standard pro elektrická osobní auta, ale přesvědčení Elona Muska, že baterie jsou nejlepší volbou i pro komerční vozidla, nesdílí špičkoví výrobci kamionů, jako je například Volvo Group. Ano, ta samá Volvo Group, která patří do skupiny automobilek, které se od roku 2030 zřekly ve výrobě osobních aut nafty ve prospěch elektřiny.
Volvo i další společnosti sice připravují bateriově poháněné modely, ovšem soustředí se i na další „čisté“ palivo, které Musk po léta shazuje a podkopává, kudy chodí. A tím je vodík.
Evropští výrobci nákladních vozidel jsou pod enormním tlakem Evropské unie, aby v nadcházejících desetiletích plně nahradili fosilní paliva čistšími zdroji energie, která pohání jejich auta. Cílem je omezení produkce skleníkových plynů, a tím splnění cílů daných Pařížskou dohodou, ke které se EU zavázala.
Pro švédského výrobce nákladních vozidel Volvo (oddělené od Volvo Cars, které se soustředí na výrobu osobních vozů) to podle jeho hlavního technického ředitele Larse Stenquista znamená, že většina modelů musí být elektrifikována do roku 2040.
„Jsem však přesvědčen, že tak velký hráč jako Volvo Group bude potřebovat obě technologie. Je to dáno tím, že každá technologie bude sloužit k odlišnému účelu,“ řekl Stenquist Forbesu. „Modely na vodíkový palivový článek budeme mít na trhu ve druhé polovině tohoto desetiletí, někdy mezi rokem 2026 a 2030,“ dodává.
Pokles cen lithium-iontových baterií a také vylepšení bezpečnosti a životnosti bateriových zdrojů v poslední době dává naději výrobcům automobilů, jako jsou General Motors, Volkswagen nebo Ford, že je možné v příštích letech prodávat elektromobily se ziskem.
Ano, Tesla se sice v posledním roce dostala do černých čísel, ale pro její zisk stále zůstává klíčový prodej emisních kreditů jiným automobilovým výrobcům. Například v roce 2020 v hodnotě 1,58 miliardy dolarů.
Dokonce i automobilky jako Toyota, Honda a Hyundai, které dlouho upřednostňovaly vodík a prodávaly osobní automobily poháněné vodíkovými palivovými články řidičům z Kalifornie, Japonska, Jižní Koreje nebo Německa, nyní zvyšují nabídku bateriemi poháněných vozidel v reakci na zvýšený zájem mezi spotřebiteli. Trh s nákladními vozidly se ale může vyvíjet úplně jinak.
V návaznosti na tento vývoj na trhu společnosti Daimler Truck a Volvo Group vytvořily takzvaný „cellcentric“, společný podnik na výrobu vodíkových palivových článků ohlášený v roce 2020. Součástí dohody je i to, že společnost Volvo Group koupila 50procentní podíl v předchozí firmě Daimler Truck Fuel Cell GmbH & Co. za přibližně 600 milionů eur. Nová společnost bude vyvíjet, vyrábět a prodávat palivové články určené pro nákladní vozidla.
Společnost Volvo, stejně jako další výrobci a jejich technologičtí partneři, to totiž vidí tak, že baterie jsou vhodné zejména pro kratší trasy. Hodí se tedy pro autobusy a vozy, které se pravidelně vracejí do depa, a mohou tak baterie pravidelně dobíjet.
„Elektroauta na baterie můžete začít uplatňovat ve městech. Lze začít s vozy pro svoz odpadu nebo s vozy pro lokální distribuci, a poté přejít na regionální úroveň,“ říká Stenquist.
„Vodíkové palivové články najdou uplatnění v úplně jiném úhlu – opravdu náročné dálkové přepravě, kde překonáváte velké vzdálenosti. Jde o případy, kdy se nemůžete vrátit každý večer domů, a tudíž se nemůžete spolehnout na svou vlastní dobíjecí infrastrukturu. Věříme, že právě v těchto oblastech budou palivové články pro velká nákladní vozidla plnit nezastupitelnou funkci,“ vysvětluje Stenquist.
Společnost Nikola, která má na poli nákladních aut ambici být velkým rivalem společnosti Volvo, podtrhla minulý měsíc tuto myšlenku oznámením svého plánu uvést v roce 2024 na trh tahač se dvěma palivovými články, který by měl ujet až 900 mil na jedno natankování.
Výkonný ředitel společnosti Mark Russel si myslí, že by měl být jednoduše dosažitelný dojezd i kolem jednoho tisíce mil na jednu nádrž. To je dvojnásobek toho, co si vytyčil za cíl Elon Musk se svým bateriemi poháněným tahačem Tesla, který by měl být uveden na trh koncem tohoto roku.
Tesla Semi | Foto Tesla
Obě technologie mají navíc tu výhodu, že mohou celkem jednoduše koexistovat ve stejném prostoru. Vozidla na palivové články, stejně jako ta na bateriový pohon, jsou stále elektrická, a mají tak stejný motor a mnoho komponent společných nebo velmi podobných.
Klíčový rozdíl spočívá v tom, že baterie elektřinu pouze skladují, kdežto palivové články ji vyrábějí přímo na místě elektrochemickou reakcí, při které jsou elektrony extrahovány protlačováním vodíku přes membrány palivového článku.
Jediným vedlejším produktem této reakce mimo elektřiny je tak vodní pára. Kromě automobilů a nákladních vozidel palivové články využívá po desetiletí například NASA. Mohou sloužit jako stacionární generátory elektřiny nebo jsou vyvíjeny pro pohon vlaků, lodí nebo trajektů.
Vodík má proti sobě ale silného nepřítele – technologickou superstar Elona Muska. I přestože Musk už léta používá vodík pro své rakety SpaceX, o vodíkových palivových článcích se vyjadřuje jako o „fool cells“ (bláznivých článcích). Na lednové výroční schůzi Tesly Musk opět shazoval vodík jako „úplně šílený“ a stěžoval si na jeho nízkou hustotu energie jako paliva pro dopravu.
„Potřebujete obrovskou palivovou nádrž pod velmi vysokým tlakem, a to je hodně komplikované,“ řekl analytikům. „Jsme opravdu přesvědčeni, že dokážeme dělat dálkovou přepravu s bateriemi.“
Navíc ani vodík není úplně neškodný ve vztahu k přírodě. Primárně se získává ze zemního plynu, což znamená, že i když je to palivo s nulovými emisemi, při výrobě vozidla vytváří emise uhlíku (ač podstatně méně než v případě použití nafty, benzinu nebo zemního plynu). Druhým problémem je, že efektivnější je nabíjet baterie elektřinou než tu elektřinu využívat k výrobě vodíku, který se zase přemění na elektrickou energii pro pohon.
Přestože z větrných a solárních projektů je k dispozici stále větší a větší množství elektřiny, schopnost lidstva vyrábět „zelený“ vodík z vody a obnovitelné energie je stále nízká.
V současné době je k dispozici relativně málo vodíku vyrobeného tímto způsobem, ačkoli třeba norská společnost Nel Hydrogen má v úmyslu vyrábět levný vodík z obnovitelných zdrojů ve velkém měřítku do roku 2025 za cenu pouhých 1,5 dolaru za kilogram. To je výrazně pod současnými cenami fosilních paliv.
Startup Nikola pak uzavřel smlouvu na levnou obnovitelnou energii se společností Arizona Public Services v prosinci 2020. Měla by umožnit vyrábět vodík na úrovni nákladové ceny nafty, tedy přibližně tři dolary za kilogram nebo méně.
Takhle mají vypadat náklaďáky na vodík od společnosti Nikola. | Foto Nikola Corp
Se stejným problémem se ale potýkají i vozy na baterie, jejichž dopad na životní prostředí silně závisí na tom, odkud přišla energie, kterou v sobě skladují.
Mezi další možnosti výroby vodíku patří přeměna škodlivých emisí metanu ze skládek, což je další velký zdroj skleníkových plynů. Vodík jako čisté palivo pro těžká nákladní vozidla je kromě dálkové přepravy přitažlivý třeba i pro stavební stroje.
„Vidíme mnoho využití pro stavební stroje v situacích a místech, kde není dobrá elektrická infrastruktura. Tam by byly stroje na palivové články rozhodně jednou z možností,“ říká Stenqvist. Zároveň můžou být palivové články zdrojem pro elektrické generátory nesené těmito stroji.
Spalovací motory tu určitě ještě nějakou dobu budou fungovat, ale podle Stenquista se budeme stále více spoléhat na biopaliva, obnovitelná paliva nebo dokonce na spalování kapalného vodíku.
„Mám tu nyní paralelně tři technologie, na které se hodně soustředím. Spalovací motory jsou technologií současnosti. Pro budoucnost jsou to elektroauta na baterie a na palivové články,“ dodává.
