Samochód z silnikiem wodorowym - fakty i mity

Podczas Kongresu Nowej Mobilności w 2023 roku zaprezentowano w Polsce wodorowe BMW, a dokładniej model BMW iX5 Hydrogen. Ten unikalny model koncernu samochodowego z Bawarii stanowi dowód na rosnące zainteresowanie ogniwami paliwowymi. Skoro już w kręgu tak znanej marki zdecydowano się na wykorzystanie technologii wodorowej, to wzrost jej powszechności powinien być kwestią czasu. 

Czy jednak wykorzystanie wodoru w produkcji samochodów jest bezpieczne i co właściwie wiemy o takich konstrukcjach? Sporządziliśmy listę pytań, na które poszukaliśmy odpowiedzi. Sprawdź, czy samochód wodorowy to coś dla Ciebie! 

Jak działają samochody na wodór?

Silnik wodorowy to jeden z rodzajów silnika elektrycznego. W tym przypadku rolę paliwa pełni wodór, czyli pierwiastek, który na Ziemi występuje naturalnie i jest dobrym nośnikiem energii. 

Napędzane na wodór samochody nie są bynajmniej skomplikowanej budowy. Energię elektryczną niezbędną do jazdy pozyskuje się tu w drodze elektrolizy wody. Na czym dokładnie przebiega ten proces?

1. Zbiornik napełniany jest wodorem.
2. Pierwiastek przekazywany jest do ogniw paliwowych.
3. W ogniwach paliwowych jony wodoru łączą się z tlenem w katodzie.
4. Z połączenia wodoru z powietrzem powstaje woda.
5. Przepływ elektronów między elektrodami prowadzi do powstania energii elektrycznej, silnik jest napędzany, a akumulator ładowany.

Wspomniana woda stanowi efekt uboczny proces wytwarzania wodoru i wydalana jest z samochodu zamiast spalin. 

Zobacz też: Czy samochody elektryczne są ekologiczne?

Czym są ogniwa paliwowe?

Ogniwa paliwowe wodorowe to po prostu obszary, w których zachodzi reakcja połączenia się wodoru z tlenem, dochodzi do przepływu elektronów i powstania energii. Zbiorniki wodoru mogą zostać umieszczone np. pod maską samochodu. 

Porównaj ceny OC i AC

Ogniwa wodorowe pracują nieco inaczej niż galwaniczne, np. baterie czy akumulatory. Ogniwo paliwowe w samochodzie na wodór nie potrzebuje ładowania i może zacząć pracować od razu po dostarczeniu do niego paliwa. 

Czym rożni się samochód z napędem wodorowym od typowego elektrycznego?

Samochody z napędem wodorowym to w rzeczywistości auta elektryczne. Nie znaczy to jednak, że nie zachodzą między nimi odczuwalne różnice. Dotyczą one przede wszystkim użytkowania, kosztów eksploatacji czy ładowania. 

Pamiętajmy, że samochód elektryczny to wciąż pojazd wyposażony w akumulator.  Samochód wodorowy ma zamiast tego bak/zbiornik, do którego dostarczany jest czysty wodór, który później, w połączeniu z tlenem, wytwarza prąd.

Czy samochody wodorowe są bezpieczne?

Energia elektryczna wykorzystywana w napędach samochodów jest przedmiotem dyskusji również od strony bezpieczeństwa. Wbrew krążącej opinii technologie wodorowe wykorzystywane w samochodzie nie są w żadnym stopniu niebezpiecznie dla jego użytkownika. Dotyczy to zarówno samych zbiorników z wodorem, jak i sposobu wytwarzania energii z wykorzystaniem łatwopalnego gazu.

Na potwierdzenie tej tezy mamy kilka konkretnych argumentów:

1. Wodór spala się jako niewielki słup ognia, więc istnieje nikłe ryzyko jego rozprzestrzeniania się.
2. Ryzyko samozapłonu wodoru jest również niewielkie - może do niego dojść dopiero w temperaturze 575 stopni Celsjusza, czyli wyższej niż oleju napędowego czy benzyny.
3. Zbiorniki na wodór w samochodach powstają z trwałych i szczelnych materiałów kompozytowych. Są bardziej wytrzymałe od stalowych, a dodatkowo wyposaża się je w zawory bezpieczeństwa.
4. Wodór z łatwością ulatnia się do atmosfery, ponieważ jest lżejszy od powietrza aż kilkanaście razy.
5. Samochody na wodór często mają wzmocnioną konstrukcję nadwozia, a strefa pasażerska jest wyraźnie oddzielona od zbiorników z gazem.

Jak tankować samochody na wodór?

Wydaje Ci się, że tankowanie samochodu na wodór wymaga specjalnych umiejętności? Nic bardziej mylnego! W tym celu należy jednak wybrać się na specjalną stację tankowania, których w Polsce nie ma jeszcze zbyt wiele. 

Procedura tankowania wodoru przypomina nieco tankowanie samochodu z instalacją LPG za pomocą specjalnego dystrybutora. Aby napełnić zbiornik, należy podłączyć pistolet do wlewu, włączyć dystrybutor i poczekać, aż wypełni się gazem. Całość zajmuje maksymalnie kilka minut. 

Co ważne, stacje do tankowania wodoru są wyposażone w rozmaite zabezpieczenia, dzięki którym nie ma ryzyka niekontrolowanego wycieku gazu.  Jeśli np. dojdzie do nagłych wahań ciśnienia, tankowanie samo zostanie przerwane. Tak samo będzie, jeśli niedokładnie podłączysz dyszę pistoletu do zbiornika z na wodór.

Gdzie w Polsce są stacje tankowania wodoru?

Według portalu GasHD.eu w Polsce funkcjonuje obecnie 6 stacji, na których można zatankować wodór, jednak tylko dwie z nich są ogólnodostępne. Jeśli jesteś właścicielem auta napędzanego wodorem, zbiornik napełnisz w następujących lokalizacjach:

• Stacja wodorowa Rybnik, ul. Budowlanych 6, 44-200 Rybnik,
• Stacja wodorowa Warszawa, ul. Tango 4, 02-825 Warszawa.

W poniższych lokalizacjach planowane są natomiast kolejne stacje:

• Gaj Oławski,
• Gdańsk,
• Gdynia,
• Jastrzębie-Zdrój,
• Katowice,
• Lublin, 
• Łomża,
• Poznań
• Warszawa,
• Wrocław.

Ile kosztuje tankowanie wodoru?

Infrastruktura wodorowa w Polsce dopiero się rozwija, dlatego trudno jednoznacznie określić koszty związane z tankowaniem samochodów na wodór. Posłużmy się przykładem jednego z dwóch samochodów wodorowych dostępnych w polskich salonach - Toyota Mirai. 

W modelu Mirai zamontowano zbiornik na wodór o pojemności 5,6 kg (wodór tankuje się w kilogramach, a nie litrach). Szacunkowy koszt wodoru w Polsce to 40 zł/1 kg. Proste równanie pokazuje, że napełnienie zbiornika Toyoty do pełna może kosztować ok. 220 zł.

A jak wygląda wydajność tego modelu? Toyota Mirai na 100 km zużywa średnio 0,8-1 kg gazu.  Przy pełnym zbiorniku możemy nią więc przejechać ok. 650 km.

W przyszłości cena wodoru może maleć wraz z rozbudową infrastrukturywodorowej. Należy jednak pamiętać, jak duży wpływ na to mogą mieć jednocześnie rynkowe ceny energii.

Samochody na wodór a ochrona środowiska

Samochody na wodór nie emitują żadnych spalin. W reakcji chemicznej zachodzącej podczas spalania jedynym produktem ubocznym wydzielanym do atmosfery jest woda. Co ciekawe, niektóre modele aut na wodór są wyposażane w system samooczyszczania powietrza. Jak to działa? W trakcie jazdy specjalne filtry wyłapują mikroskopijne cząstki stałe emitowane przez inne samochody. Tak działa m.in. wspomniana już Toyota Mirai.

Jest jednak i druga strona tego medalu. Proces wytwarzania wodoru do wykorzystania jako paliwo generuje duże zapotrzebowanie na energię elektryczną. Dałoby się temu zaradzić, korzystając w tym celu z odnawialnych źródeł energii. 

Czy w Polsce można kupić samochód na wodór?

W polskich salonach można nabyć jeden samochód z ogniwami wodorowymi - Toyota Mirai. Warto jednak podkreślić, że w w 2022 roku sprzedano w Polsce również niespełna 40 egzemplarzy modelu Hyundai Nexo. Obecnie jednak oficjalna sprzedaż w naszym kraju została wstrzymana do czasu rozbudowy infrastruktury wodorowej. 

Wodorowy egzemplarz Toyoty z rocznika 2022 można nabyć za 284 900 zł. 

Silniki wodorowe - zalety i wady

Samochody wodorowe są póki co innowacją  w obszarze napędów alternatywnych, choć ich potencjał stale rośnie. Podsumujmy zatem, jakie zalety ma auto z ogniwami paliwowymi, ale i z jakimi ograniczeniami musimy się liczyć przy tej technologii.

Zalety auta wodorowego

• szybkie i sprawne tankowanie -  tak samo jak w przypadku spalinowych, trwa to znacznie krócej niż ładowanie samochodu elektrycznego,
• zerowy poziom emisji dwutlenku węgla - to jedna z największych zalet samochodów na wodór; w trakcie jazdy emitują wyłącznie parę wodną,
• duży zasięg - w zależności od konkretnego modelu na jednym tankowaniu auta na wodór można przejechać średnio 500-600 km; pojazdy wodorowe doskonale nadają się na dłuższe trasy.

Wady auta na wodór

• wysokie koszty produkcji i tankowania - kosztowne jest zarówno magazynowanie wodoru, jak i samo tankowanie; poza tym ogólnodostępne stacje wodorowe dopiero raczkują; istotne są też kwestie ekologiczne, ponieważ wytwarzanie wodoru wymaga wykorzystania dużych zasobów np. węgla,
• niska efektywność energetyczna - podczas zamiany wodoru na energię zachodzą dość duże straty tej ostatniej; z tego powodu efektywność tego procesu jest niska, a koszy wysoki,
• wysoka cena zakupu - samochody wodorowe są kosztowne, ponieważ cena najtańszych egzemplarzy oscyluje wokół 300 tysięcy złotych.

Ile kosztuje ubezpieczenie samochodu na wodór?

Nie jest niespodzianką, że rodzaj napędu istotnie wpływa na cenę ubezpieczenia samochodu. W 2024 roku, tak jak od kilku lat, ubezpieczyciele najbardziej premiują pojazdy elektryczne. W pierwszym kwartale roku średnia cena OC elektryka wyniosła 486 zł.

Z perspektywy towarzystwa ubezpieczeniowego ochrona samochodu na wodór wygląda tak samo, jak auta elektrycznego. Poza podstawową ochroną auto wodorowe warto objąć także dodatkową polisą assistance. Jeśli np. w trasie niespodziewanie skończy Ci się wodór, będziesz mógł liczyć na holowanie pojazdu.

Weź także pod uwagę fakt, że samochody wodorowe są drogie. Im wyższa wartość pojazdu, tym większy sens ma zakup polisy autocasco. Chroni Cię ona przed finansowymi skutkami kradzieży auta lub uszkodzenia (również z przyczyn niezależnych od Ciebie). 

Samochód z napędem wodorowym możesz korzystnie ubezpieczyć dzięki porównaniu ofert od różnych ubezpieczycieli. Tak zrobiła Asia z Katowic, która właśnie kupiła Toyotę Mirai z 2023 roku. Oto propozycje, jakie otrzymała w kalkulatorze OC i AC.

*kalkulacja z dnia 3.04.2024

Przyszłość samochodów na wodór

Pojazdy wodorowe wydają się przyszłościową, choć raczej odległą, alternatywą dla aut z silnikami benzynowymi czy diesla. Mogą się sprawdzić szczególnie w przypadku produkcji samochodów ciężarowych czy autobusów. W tym sektorze liczą się dalekie zasięgi i możliwość sprawnego uzupełnienia zbiornika na paliwo.

Porównaj ceny OC i AC

Rozwój technologii wodorowej zależy jednak w dużej mierze od trendów panujących na rynku, kosztów produkcji oraz rozwoju infrastruktury. Czy samochody na wodór wejdą do masowej produkcji staną się naszą codziennością? 

Być może właśnie takie programy jak Polska  Strategia Wodorowa sprawią, że technologie wodorowe szybciej zyskają na popularności