Sledujte nás na Instagrame

@hospodarske_novinyFacebook
28.08.2019, 11:37

Zabudnite na nabíjanie elektromobilov. Ako sa tankuje vodíkové SUV Hyundai?

Elektromobily nie sú odsúdené len na nabíjanie na elektrostaniciach. Možnosťou sú i vodíkové vozidlá, avšak chýba im infraštruktúra.

Niektoré elektromobily nebude potrebné nabíjať. Namiesto toho im naplníte nádrž vodíkom, ktorý palivový článok premení v elektrinu pre pohon a vodnú paru. Redakcia iDNES.cz vyskúšala, ako sa s takým vozidlom jazdí a ako sa vlastne vodík tankuje. 

Automobilový priemysel čaká aktuálne pozvoľný prechod k ďalším variantom pohonu, než je motor spaľujúci fosílne palivá a produkujúci škodlivé splodiny. Vozidlá blízkej aj vzdialenej budúcnosti budú pravdepodobne poháňať elektromotory, spôsobov ako potrebnú energiu na palubu dostať bude však viac.

​Kým pre menšie vozidlá do miest a na kratšie trasy (dnes celkom bežne do 300 - 400 kilometrov) to budú najskôr elektromobily s akumulátorom a dobíjaním z rozvodnej siete, pre väčšie autá určené k častým jazdám po ešte dlhších trasách sa predpokladá využitie palivových článkov spotrebúvajúcich vodík .

Jednou z prvých lastovičiek vodíkových elektromobilov je SUV Hyundai Nexo, ktorého exemplár s belgickou ŠPZ mohli v českej redakcii nakrátko vyskúšať. Vďaka vodíkovému projektu ÚJV Řež si skúsili aj tankovanie zatiaľ netradičného paliva.

Palivový článok miesto akumulátora

Hyundai Nexo je elektromobil. Miesto vysokokapacitného akumulátora, ktorý je potrebné nabíjať, je však vybavený palivovým článkom, ktorý chemickou reakciou vodíka a kyslíka vyrába elektrinu potrebnú na jazdu. Vozidlo tak vodík nespaľuje, ale používa na výrobu elektriny. Do nádrže je potrebné čerpať iba vodík, kyslík si článok vezme z okolitého vzduchu. Vozidlo ho v prednej časti nasáva, kaskádou filtrov čistí a na konci ho, ochudobnený o spotrebovaný kyslík, zase vypúšťa von.

Výraz "spotrebovaný" pritom nie je úplne vhodné slovo, výstupným prvkom chemickej reakcie v palivovom článku je vodná para (H2O, dva atómy vodíka a jeden atóm kyslíka), takže sa vodík aj kyslík (spolu s prečisteným vzduchom) vracia späť do prostredia.

​Vodík uchováva v troch nádržiach v zadnej časti vozidla, kde sú schované pod sedadlami a zvýšenou podlahou v kufri, takže sa nemusíte obávať nádrže v kufri ako u prestavieb na LPG - pre vodiča a posádku je to štandardné vozidlo, plynové nádrže sú ukryté v "podpalubí ".

Tankujeme vodík

Zatiaľ čo sa u elektromobilov často hovorí o nerozvinutej infraštruktúre, s vodíkom je to v Českej republike a aj na Slovensku zatiaľ oveľa horšie - sieť plniacich bodov prakticky neexistuje. Vodíková čerpacia stanica je totiž v susednom Česku iba jedna, v areáli spoločnosti Veolia Transport v Neratoviciach pri Prahe, pričom ju prevádzkuje ÚJV Řež, najmä pre testovaciu prevádzku prototypu vlastného vodíkového elektrobusu.

Tankovanie vodíka je podobné čerpaniu nafty alebo benzínu. Ventil na konci hadice nacvaknete na ventil vozidla, pričom sa zamkne a hermeticky utesní priechod medzi čerpacou stanicou a nádržami auta. Potom na stanici stlačíte tlačidlo pre začatie čerpania. Po pár sekundách sa ozve krátke fúknutie a ticho - to bol test, ktorým stanica overí tesnosť spojenia. O niekoľko sekúnd neskôr začne samotné tankovania, ktoré by malo trvať len pár jednotiek minút. Akonáhle je hotovo, odpojíte ventil, nasadíte krytku na ventil vozidlá a zaklapnete veko. Hotovo.

Zdroj: Václav Nývlt, Technet.cz

Na neratovickej čerpacej stanici však dobu čerpania nádrží "doplna" nemožno vyskúšať. Nexo má vodíkový systém tlakovaný na 700 barov, pričom čerpacie stanice v Neratoviciach pracujú s tlakom 350 barov (čo zodpovedá potrebám onoho vodíkového autobusu). To znamená, že nádrže tu môžeme doplniť len do polovice. U budúcich komerčných čerpacích vodíkových staníc sa však počíta s tlakom 700 barov.

A ani potom nie je doba tankovania úplne pevná. Vodík sa neskladuje pri takto vysokých tlakoch - pre porovnanie, vo vodovodnom rade je tlak zhruba štyri bary, vo vozidle je tak tlak 175-krát vyšší - ale tlakuje sa do medzizásobníka čerpacej stanice. Záleží na jej dimenzovaní, koľko nádrží / vozidiel dokáže takto rýchlo natankovať.

Niektoré dnešné stanice zvládnu napríklad len dve vozidlá, u ďalších sa doba plnenia bude predlžovať. Keby v rade stálo napríklad ôsme auto, pokojne si na plnú nádrž počká aj hodinu. Akonáhle sa začne počet vodíkových vozidiel zvyšovať, bude rásť aj kapacita čerpacích staníc a cieľom je, aby plnenie trvalo jednotky minút, ideálne by bol celý proces hotový do piatich minút (čo je aj údaj, ktorý pri Nexe uvádza výrobca).

​Chystané stanice budú tiež s vozidlom aktívne komunikovať, podobne ako nabíjacia stanica s akumulátorovými elektromobily. U vodíkových čerpacích staníc to bude riešené optickou cestou, akonáhle sa pracuje s vodíkom, nemožno pripustiť možnosť elektrického iskrenia na konektoroch.

Všetko je v rámci možností užívateľsky zjednodušené - zatiaľ čo autobus má uzemňovací bod, kam sa pripojí kábel s kliešťami od stanice, Nexo má uzemňovací bod integrovaný priamo v čerpacom ventile. Hadica vedúca k stojanu zaistí prívod vodíka, ich opletenie potom uzemnenie vozidla.

Jazda a dojazd

Do nádrží Nexa sa zmestí 6,3 kilogramu plynného vodíka. Pri udávanej priemernej spotrebe zhruba kilogram na sto kilometrov to predstavuje dojazd vyše 600 kilometrov na jedno tankovanie. My sme v čase, počas ktorého sme mali Nexo k dispozícii, nabehali niekoľko desiatok kilometrov a dostali sa na 0,9 kilogramu na sto kilometrov, takže výrobcom udávaných 660 kilometrov považujeme za reálnych.

Zdroj: Václav Nývlt, Technet.cz

​Hyundai Nexo je pomerne veľké SUV, ktoré veľkostne splní nároky na rodinný automobil. Cestovaním je to elektromobil so všetkým súvisiacim - vrátane spôsobu riadenia s brzdením rekuperáciou alebo skvelým tichom v kabíne: absencia hluku spaľovacieho motora sa kombinuje s dobrým odhlučnením, ozvučenie vozidla si aj tu vzala na starosť spoločnosť Krell.

Palivový článok má výkon 95 kW, čím je daný aj výkonový limit vozidla. S ním si Nexo drží pomerne príjemnú dynamiku - nie je to raketa ako stajňová kolegyňa Kona Electric, ale rozhodne ani žiadny slimák. Slovami čísiel, z nuly na stovku sa rozbehne za 9,2 sekundy, z 80 na 120 kilometrovú rýchlosť akceleruje za 7,4 sekundy a najvyššia rýchlosť je potom 173 kilometrov za hodinu.

Súčasťou elektrickej výzbroje Nexa je aj malý 1,5 kWh akumulátor (ako má hybridný Ioniq) určený pre rozjazd po naštartovaní, keď sa ešte len rozbieha reakcia v palivovom článku a zároveň ako úložisko energie z rekuperačného brzdenia.

Heterogénna budúcnosť

Prechod na ekologicky šetrnejšie technológie pravdepodobne nebude znamenať, že jedna technológia bude úplne zavrhnutá a druhá v rovnakej škále nasadená. Je stále jasnejšie, že budúcnosť (nielen) pre dopravu bude technologicky pestrá a vzájomne sa bude dopĺňať. Časť dopytu pokryjú hybridné vozidlá kombinujúce klasické spaľovacie motory s elektrickým pohonom, ďalší dopyt nasýti elektromobily s akumulátorom a nabíjaním z rozvodnej siete a časť elektromobily s dnes zatiaľ trochu "exotickým" palivom, ktorým je vodík.

Rovnako ako sú zatiaľ otázky ohľadne výroby a recyklácie lítiových akumulátorov, sú aj diskusie ohľadom výroby vodíka. Ten môže byť napríklad odpadovou surovinou pri inej chemickej výrobe, alebo sa vyrábať elektrolytickým rozkladom vody. K tomu je potrebné veľké množstvo elektrickej energie, takže sa podľa Aleša Doucka, vedúceho oddelenia vodíkových technológií ÚJV Řež, ktorý na tankovacej stanici proces vykonal, počíta aj s možnosťou, že by sa výrobou vodíka vlastne uskladňovala prebytočná energia napríklad pri výkonových špičkách solárnych a veterných elektrární.

Zdroj: Václav Nývlt, Technet.cz

​Elektromobil s vodíkovými palivovými článkami Hyundai Nexo ponúka komfort, pohodlie a výbavu pokročilými systémami, na aké sme u špičkových elektromobilov zvyknutí a zároveň možnosť rýchleho doplnenia paliva, na ktoré sme zvyknutí u vozidiel so spaľovacími motormi. Nexo je už v sériovej výrobe a v niektorých európskych krajinách si ho už môžete zaobstarať za 68-tisíc eur.

Na český či slovenský trh zatiaľ nemieri, predsa len jedna čerpacia stanica v širokom okolí s polovičným tlakom nedáva inú možnosť. V budúcom roku by sa mali otvoriť prvé tri komerčné vodíkové čerpacie stanice Unipetrolu v Prahe (na Barrandove), v Brne a v Litvínove a pravdepodobne aj dve stanice Dopravného podniku Ostrava - jedna má stáť v Ostrave, druhá v Opave, pričom ich hlavným poslaním bude doplňovanie paliva do flotily vodíkových autobusov.