Hybrid verzus hydrogén

Vodík ako palivo budúcnosti je dostupný už dnes. Nie je oň však záujem

07.09.2007

Na počiatku deväťdesiatych rokov sa začalo v médiách vážne diskutovať o tom, že zásoba fosílnych palív nie je nevyčerpateľná a posledné kvapky ropy môžeme vyťažiť už v polovici tohto storočia. Zákonite prišla aj otázka: Na čo budú potom jazdiť autá? Alternatívne palivá zrazu prestali byť doménou úzkej skupiny odborníkov a začala sa o ne zaujímať široká verejnosť.

Čo do nádrže?:
Kandidátov na nástupcu ropy, lepšie povedané nafty a benzínu, je nespočetne. Napríklad oleje rastlinného pôvodu, biomasa, stlačený zemný plyn, syntetické palivá, rozličné alkoholy, elektrina získavaná tradičnými cestami a vodík. Dnes možno skonštruovať efektívny a úsporný motor temer na každé z týcho palív, no výskum napokon vyselektoval najperspektívnejších kandidátov. Teraz už zrejme nikto nepochybuje, že v najbližšom čase budeme jazdiť na autách s hybridným pohonom a zhruba 20 rokov po nich prídu na rad vodíkové motory.

Hybrid:
Ako pohon v takýchto autách slúži kombinácia klasického spaľovacieho motora a elektromotora, prípadne elektromotorov. Podľa renomovanej štúdie Momentum: 2007 KPMG Global Auto Executive Survey sa hybridné automobily stanú hitom najbližších rokov. Už vlani sa predalo približne 200 000 takýchto áut, očakáva sa, že v tomto roku to bude 300- až 500-tisíc. Firma Bosch odhaduje, že o tri roky bude v Európe v bežnom predaji minimálne 50 rozličných modelov áut s hybridným pohonom a v roku 2025 sa ich celosvetovo predajú minimálne 4 milióny. Spoločnosť General Electric dokonca tento rok predstavila prvú hybridnú lokomotívu.
V prospech hybridov hovorí aj ich prínos k ochrane životného prostredia. Napríklad súčasná generácia Toyoty Prius - vôbec prvého sériovo vyrábaného hybridného auta - po najazdení 20 000 kilometrov vypustí do ovzdušia o jednu tonu CO2 menej než najhospodárnejší automobil strednej triedy s naftovým motorom. Analýza americkej National Renewable Energy Laboratory ukázala, že už doteraz sa vďaka hybridom podarilo usporiť približne 1 miliardu litrov paliva. Ale hybridy majú jeden zásadný problém - sú stále závislé od spaľovacieho motora, využívajúceho fosílne palivá. Z dlhodobého pohľadu teda ropný problém neriešia, iba ho odsúvajú. Navyše výroba a recyklácia batérií ich elektromotorov predstavuje pre životné prostredie mimoriadne vysokú záťaž. Ani ich ekologický prínos teda nie je až taký, ako by sa mohlo na prvý pohľad zdať. Vyriešili by tento problém autá, využívajúce na pohon plynný alebo kvapalný vodík?

Hydrogén:
Na prvý pohľad áno. Vodík je totiž najrozšírenejším prvkom vo vesmíre, takže jeho zásoby sú prakticky nevyčerpateľné. Z ekologického hľadiska je splodinou, ktorú produkujú vodíkové motory, vodná para, čiže absolútne neškodlivá látka. Z technologického hľadiska je vodíkový pohon natoľko prepracovaný, že nič nebráni jeho komerčnému nasadeniu. Navyše vodíkové motory by mali byť podstatne menej poruchové a náročné na údržbu - obsahujú totiž až 10-krát menej pohyblivých súčastí než dnešné spaľovacie motory.
Už pred piatimi rokmi vodíkový motor v Honde FCX certifikovali na komerčné nasadenie v Spojených štátoch, o niečo neskôr aj v Japonsku a ďalších krajinách. Technológia sa považuje za natoľko bezpečnú, že sa používa dokonca v hromadnej doprave - vodíkové autobusy jazdia napríklad v Las Vegas (Ford), v Bavorsku (Mann) a testovali sa aj v deviatich európskych metropolách vrátane Londýna (Mercedes). Kanadská spoločnosť BC Transit začiatkom augusta 2007 oznámila podpísanie kontraktu so spoločnosťou New Flyer Industries na dodávku dvadsiatich vodíkových autobusov, ktoré by mali jazdiť počas olympijských hier 2010.
V čom je teda problém - prečo neprejdeme priamo na vodíkový pohon bez hybridného medzistupňa, ktorý o niekoľko desiatok rokov posúva jeho nasadenie?

Nechcený vodík:
Problémy sú trojakého druhu: technologické, logistické a politické. Výroba vodíkových článkov je zatiaľ príliš drahá, rovnako ako technológia získavania vodíka, ktorá navyše tiež nie je práve ekologická. Vodíkový motor je zatiaľ päť- až šesťkrát drahší než spaľovací. Podstatne väčším problémom je vybudovanie potrebnej infraštruktúry, teda predovšetkým siete vodíkových čerpacích staníc. Koncern Linde pred dvomi rokmi prezentoval svoj projekt európskej vodíkovej diaľnice - okruhu, prechádzajúceho hlavnými centrami vývoja a výroby automobilov v Nemecku. Vodíková čerpacia stanica by na ňom mala stáť každých 50 kilometrov, pričom celkové náklady by nemali presiahnuť 30 miliónov eur. Podľa koncernu ide o prvý krok k vytvoreniu európskej automobilovej infraštruktúry, ktorá by mala byť hotová najneskôr v roku 2020, keď by malo byť v prevádzke približne 3 000 vodíkových púmp. Vodík ako palivo by sprístupnila minimálne 120 miliónom ľuďom.
O niečo ďalej sú v Spojených štátoch. Tam už sieť verejných vodíkových čerpacích staníc vzniká. Niektoré boli otvorené už temer pred štyrmi rokmi. Kalifornský guvernér Arnold Schwarzenegger začiatkom nového milénia oznámil začatie projektu California Hydrogen Highway, ktorý by mal do roku 2010 sprístupniť vodík ako palivo väčšine obyvateľov tohto amerického štátu. Zatiaľ však po svete príliš veľa vodíkových staníc neexistuje. Najväčšiu sieť vlastní americká spoločnosť Air Products. Tá ich má spolu vyše 50, väčšinu v USA, no niektoré aj v Južnej Kórei, Japonsku, Nemecku a Indii. Celkové náklady na vybudovanie globálnej celosvetovej siete vodíkových čerpacích staníc sa rôznia, no experti sa zhodujú, že rozhodne pôjde o sumu vyššiu než 20 miliárd dolárov. To je jeden z najdôležitejších argumentov v neprospech vodíka.  

Ruka ruku umýva:
K tomu sa pridruží aj ďalší podobný - väčšina svetových automobiliek masívne investovala do hybridnej technológie, pričom ide takisto o sumy v miliardách dolárov. Kým sa im tieto peniaze nevrátia, vodíka sa rozhodne nedočkáme. Navyše je tu silná lobby ťažiarskych a spracovateľských spoločností, ktoré s rastúcou cenou ropy očakávajú čoraz väčšie zisky, pričom veľká časť z nich prúdi práve z predaja fosílnych palív. Nie je to ani v záujme jednotlivých vlád, pretože daň z palív tvorí nezanedbateľnú časť príjmov štátneho rozpočtu. To značí, že fosílne palivá treba udržať v obehu dovtedy, dokedy to pôjde. Je tu aj tretia silná  zaangažovaná skupina - poľnohospodári, najväčší poberatelia dotácií v rámci EÚ. Masívny prechod na vodík by pre rozpočet únie predstavoval mimoriadnu finančnú záťaž a je jasné, kde by sa v prvom rade šetrilo.  

Rebelujúce BMW:
Čisto teoreticky - ak by sa pred nejakými 15 rokmi dosiahol európsky konsenzus o prioritnom využívaní vodíka ako paliva budúcnosti a miliardy, ktoré plynuli do vývoja hybridnej technológie, by sa investovali do vodíkovej infraštruktúry, pravdepodobne by sme si už dnes mohli aj v našich zemepisných končinách v showroomoch prezerať prvé komerčne predávané vodíkové autá. Uvedomujú si to aj v mnohých automobilkách, no jediný, kto je ochotný aj nahlas spochybniť spoločnú tichú dohodu, týkajúcu sa efektivity vývoja hybridov, je bavorská automobilka BMW. Tá síce najprv podpísala dohodu o spoločnom vývoji hybridného motora so svojím najväčším konkurentom DaimlerChrysler, no už niekoľko týždňov nato sa k ich produkcii vyjadrila mimoriadne skepticky. Kritika BMW smeruje predovšetkým k tomu, že výroba hybridného motora je energeticky oveľa náročnejšia než napríklad výroba klasických turbodieselov. Inak povedané - o čo menej emisií produkuje hybridné auto, o to viac ich do ovzdušia vypúšťa továreň, ktorá ho vyrába. Pritom exhaláty z najmodernejších turbodieselových motorov sú len nepatrne vyššie než pri autách s hybridným pohonom. Hybridné diesle, koré dnes ponúka niekoľko automobiliek, však v tomto smere pomáhajú udržať mierny náskok áut s kombinovanými motormi. Akú alternatívu k hybridom ponúka BMW? Ako medzistupeň k palivovým článkom by mohli slúžiť upravené spaľovacie motory, ktoré v prípade použitia vodíka ako paliva produkujú až trikrát menej exhalátov než porovnateľné motory s fosílnymi palivami. Táto cesta je však dnes už viac-menej marginálna, hybridným automobilom sa skrátka nevyhneme. Sú medzičlánkom, ktorý je už nevyhnutný, hoci vôbec nie je isté, či bol potrebný.    
MARTIN DOMČEK