Elektroauto pret ūdeņraža auto

Lai gan abi šie auto veidi ir bez izmešiem un elektriskie, pastāv lielas atšķirības. Primārā atšķirība ir tanī, kā uzglabā enerģiju – tikai baterijās vai baterijās un ūdeņraža gāzē.

Tagad, kad Latvijā ir pirmā ūdeņraža uzpildes stacija, ir vērts salīdzināt abus šos beizmešu transportlīdzekļus. Uzlādēts.lv par ūdeņraža automašīnām ir maz rakstīts. Galvenokārt tas ir tādēļ, ka to nebūt nav tik daudz un vienīgie, kas par šāda veida automašīnām tā pa īstam “fano” ir Toyota un Honda. Arī Hyundai varētu pieskaitīt fanu pulkam.

Toyota pat izsakās, ka bateriju elektroauto nav nākotnes un ka tos neviens nepērk. Japāņu autoražotājs arī ilgstoši jau sola masām pieejamu ūdeņraža auto, bet nesenie plāni, kur tiek iezīmēti jel kādi ražošanas procesi, liecina, ka ātrāk par nākamās desmitgades vidu tas nenotiks.

Ir arī ūdeņraža iekšdedzes dzinēji, bet tie rada izmešus, tāpēc tie netiks apskatīti.

Vienkāršības labad, turpmāk rakstā ar elektroauto tiks domāts bateriju elektroauto un ar ūdeņraža auto, saprotami, ūdeņraža elektroauto.

Uzbūve

Elektroauto ir aprīkoti ar salīdzinoši lielām (40-100 kWh) vairākkārtēji lādējamām baterijām. Šīs baterijas uzglabā elektroenerģiju, ko izmanto elektriskais motors. Tās uzlādēt var gan no mājsaimniecības rozetes, gan no specializētas uzlādes stacijas. Piemēri – Tesla Model S (610 km autonomija), Nissan Leaf (390 km), Audi e-tron (411 km), Volkswagen e-up! (260 km), Hyundai Kona (449 km).

Ūdeņraža auto ir tipiski aprīkoti ar mazākas ietilpības lādējamām baterijām kā elektroauto (1-2 kWh). Šīs baterijas dara tieši to pašu, ko elektroauto baterijas dara. Atšķirība rodas tanī, kā šīs baterijas tiek uzlādētas. Tās tiek lādētas no ūdeņraža, kas automašīnā tiek uzglabāts zem liela spiediena (700 bar). Ūdeņraža degvielas šūnas pārvērš ūdeņradi elektrībā un ūdens tvaikā. Ūdeņradi automašīna iegūst no ūdeņraža uzpildes stacijām. Piemēri – Toyota Mirai (502 km), Honda Clarity Fuel Cell (589 km), Hyundai Nexo (666 km).

Ikdienas lietošana

Elektroauto var uzlādēt ātrajās uzlādes stacijās. Šobrīd jaudīgākās ir ar 350 kW lielu jaudu. Tesla Model 3, kas spēj uzņemt “vien” 250 kW lielu jaudu, spēj 10 minūtēs uzlādēt 200 km. Šobrīd Latvijā ir 82 ātrās uzlādes stacijas (50-100 kW). Elektroauto ir tā priekšrocība, ka elektrība ir pieejama teju visur – mājās, darbā, veikalā, laukos. No mājsaimniecības rozetes 100 km var uzlādēt 4-8 stundu laikā, bet no 600 € vērtas uzlādes stacijas, šo laiku var krietni samazināt.

Ūdeņraža auto var uzpildīt specializētās uzpildes stacijās, kur 5 minūšu laikā var uzpildīties pilnībā. Tomēr ne visas ūdeņraža stacijas ir veidotas vienlīdzīgi. Ne visas uztur ūdeņradi pietiekami augstā spiedienā, lai piepildītu pilnu ūdeņraža balonu. Uzpildoties stacijā, kurā ir zemāks spiediens (375 bar), to pašu 5 minūšu laikā tiks iegūta vien puse balona, bet otra puse tā arī netiks uzpildīta. Šobrīd Latvijā ir viena ūdeņraža uzpildes stacija un tuvākajā nākotnē netiek plānots papildināt to skaitu.

Lai gan ir īpašas iekārtas, kas ļauj no mājsaimniecības dabasgāzes iegūt ūdeņradi, to cena šobrīd neļauj uzskatīt, ka tās būs pieprasītas. Nemaz nepieminot, ka tās ūdeņradi padara par piesārņojošu enerģiju.

Izmaksas

Šobrīd lētākais ūdeņraža auto – Toyota Mirai – maksā sākot no 78’600 € un to Latvijā nevar iegādāties. Šobrīd lētākais elektroauto, ko var iegādāties Latvijā, ir Volkswagen e-up!, kas maksā sākot no 20’945 €. Nemaz nepieminot lietoto automašīnu piedāvājumus.

Lai ūdeņradis skaitītos bezizmešu, tā ieguve šobrīd ir iespējama vien izmantojot elektrolīzi. Salīdzinot ar bateriju tehnoloģijām, ir nepieciešams lielāks daudzums enerģijas, lai izdarītu to pašu darbu. Citiem vārdiem sakot, ūdeņradis nevar būt lētāks par elektrību, kas ir daļa no ūdeņraža ražošanas, uzglabāšanas un pārvadāšanas procesa.

Kalifornijā, kur ūdeņraža uzpildes stacijas strādā jau vairākus gadus, ūdeņraža cena ir 13.99 $/kg (12.87 €/kg), kas, ticot Kalifornijas ūdeņraža apvienībai, nozīmē, ka 100 km izmaksā 11.89 €. Vidējam elektroauto, ja izmanto mainīgo tarifu un lādē mājās, 100 km var izmaksāt pat tik zemu kā 1 €, bet, izmantojot Elektrum ātro uzlādes staciju, 100 km izmaksātu aptuveni 4€.

Ņemot vērā, ka ūdeņraža auto ir sarežģītāki (vairāk detaļu un sistēmu), to apkope ir attiecīgi dārgāka. Runājot par ūdeņraža automašīnām reti piemin faktu, ka tām gaisa filtri ir jāmaina reizi gadā, jo parastais gaiss nav pietiekami tīrs, lai uzturētu efektivitāti.

Efektivitāte

Elektroauto efektivitāte, atkarībā no pētījuma un pētāmā elektroauto, ir 70-90%, ja skatās enerģiju no pirmavota līdz ritenim (well-to-wheel). Aptuveni 10% tiek zaudēti elektrībai ceļojot no ražošanas līdz patērētājam un līdz pat 20% tiek zaudēti, lai uzglabātu un nodotu enerģiju elektriskajam motoram.

Ūdeņraža auto ir ar 25-35% efektivitāti. Šobrīd elektrolīze notiek ar aptuveni 60% efektivitāti. Iegūtais ūdeņradis ir jāsaspiež, jātransportē un jāiepilda. Kad ūdeņradis tiek pārvērsts atpakaļ elektrībā, lai uzlādētu mašīnas bateriju, kas tālāk darbina elektromotoru, ir palikuši aptuveni 30% no sākotnējās enerģijas.

Ūdeņraža auto ir 2-3 reizes mazāk efektīvi, salīdzinot ar elektroauto. Tas atspoguļojas arī braukšanas izmaksās.

Tas nozīmē, ka ūdeņraža automašīna patērē divas līdz trīs reizes vairāk elektrības, lai veiktu to pašu attālumu, nekā automašīna ar akumulatoru. Mēs nevaram atļauties šāda veida enerģijas izšķiešanu. Ierobežotā zaļā elektrība nākotnē ir jāizmanto pēc iespējas efektīvāk. Tādēļ ūdeņradis būtu nopietna kļūda vieglajām automašīnām. Šobrīd notiek bīstama aģitācija par labu zaļajam ūdeņradim.

Boston Consulting Group (BCG) pētījums

Noslēgums

Ūdeņraža mašīnām šobrīd ir nopietni mīnusi, lai tās tuvākos 10 gadus nebūtu nopietna alternatīva:

• augsta iegādes cena
• augstas ikdienas izmaksas
• izteikti mazs uzpildes tīkls
• zema efektivitāte
• viegli uzliesmojošs

Salīdzinot ar elektroauto, kas ir pieredzējuši strauju attīstību pēdējos gados gan tehnoloģiski, gan cenu ziņā, ūdeņradim šobrīd ir maz priekšrocību. Divas priekšrocības – uzpildes laiks un autonomija – ir atspēkoti ar niecīgo infrastruktūru, kas, ja nedzīvo Torņakalnā, nozīmē, ka tiek zaudēts laiks un autonomija, lai nokļūtu uz/no uzpildes stacijas.

Tas atspoguļojas arī statistikā. Piemēram, Vācijā šobrīd ir reģistrēti 130’000 elektroauto un 507 ūdeņraža auto. Norvēģijā bija atgadījums, kurā ūdeņraža stacija uzsprāga. Par laimi, bez cietušajiem.

Ūdeņraža gaišā puse

Lai gan ūdeņradim kā automašīnu enerģijas avotam ir ievērojami mazāk priekšrocību kā baterijām, tam ir savas labās īpašības. Automašīnās ūdeņradis neliekas piemērots dēļ savas efektivitātes un augstajām izmaksām, bet stacionārās sistēmās, piemēram, zaļās enerģijas uzglabāšanai, tam ir potenciāls. It īpaši tamdēļ, ka efektivitāti tad var paaugstināt līdz 50% vai pat augstāk, jo var izmantot siltumu, kas radies dažādajos procesos.