به گزارش ساوت چاینا مورنینگ پست، خودروهایی که با پیل‌های سوختی هیدروژنی کار و فقط آب منتشر می‌کنند، توجه سیاست‌گذاران و شرکت‌هایی که به دنبال کربن‌زدایی برای محدود کردن گرمایش زمین به کمتر از ۱٫۵ درجه سانتی‌گراد بالاتر از سطح قبل از صنعتی شدن هستند را به خود جلب کرده‌اند.
برخی از خودروسازان، وسایل نقلیه هیدروژنی را آینده حمل و نقل می‌دانند، اما تعداد کمی از مصرف کنندگان در مورد این فناوری چیزی شنیده‌اند، چه برسد به اینکه چنین وسایل نقلیه‌ای را در خیابان‌ها دیده باشند.
وسایل نقلیه هیدروژنی چگونه کار می‌کنند؟
هیدروژن می‌تواند مستقیماً به عنوان سوخت سوزانده شود، زیرا بسیار واکنش پذیر و قابل احتراق است؛ اما این روش در خودروهای هیدروژنی کار نمی‌کند.
وسایل نقلیه هیدروژنی با برقی که از هیدروژن توسط سلول‌های سوختی داخلی تولید شده است کار می‌کنند. به عبارت ساده، این سلول‌های سوختی اتم‌های هیدروژن را به مولکول‌های برق و آب تبدیل می‌کنند سپس الکتریسیته به موتورهای الکتریکی نیرو می‌دهد. به همین دلیل است که مخفف رایج خودروهای هیدروژنی FCEVs (خودروهای الکتریکی سلول سوختی) است.
در حالی که وسایل نقلیه الکتریکی باتری (BEV) از برق ذخیره شده در باتری‌ها استفاده می‌کنند، FCEV ها برق را از هیدروژن ذخیره شده در یک مخزن تولید می‌کنند. BEV ها باتری‌های خود را از شبکه برق شارژ می‌کنند، در حالی که FCEV ها باید مخازن ذخیره هیدروژن خود را دوباره پر کنند.
خودروهای هیدروژنی چه مزایایی دارند؟
خودروهای هیدروژنی مانند BEV ها، هنگام کار هیچ گازهای گلخانه‌ای تولید و منتشر نمی‌کنند و تنها چیزی که از لوله‌های اگزوز آن‌ها منتشر می‌شود بخار آب است. هنگامی که FCEV ها از «هیدروژن سبز» استفاده می‌کنند – هیدروژنی که با تقسیم مولکول‌های آب با استفاده از برق از منابع پاک تولید می‌شود – انتشار گازهای گلخانه‌ای را بیشتر کاهش می‌دهند، زیرا فرآیند تولید سوخت نیز کربن خنثی است.
بزرگ‌ترین مزیتی که کاربران خودروهای هیدروژنی نسبت به BEV ها متوجه می‌شوند زمان سوخت‌گیری کوتاه است و معمولاً چند دقیقه طول می‌کشد تا مخزن ذخیره هیدروژن سوخت‌گیری شود، در حالی که یک BEV می‌تواند ساعت‌ها طول بکشد تا دوباره شارژ شود و حتی سریع‌ترین شارژرها حدود ۲۰ دقیقه زمان نیاز دارند.
برد طولانی رانندگی یکی دیگر از مزایای خودروهای هیدروژنی نسبت به BEV ها است. تویوتا Mirai، اولین خودروی هیدروژنی تولید انبوه در بازار، رکورد جهانی کنونی را برای طولانی‌ترین مسافت در خودروهای هیدروژنی دارد. این خودرو می‌تواند ۱۳۶۰ کیلومتر را با یک مخزن پر ۵٫۶۵ کیلوگرمی هیدروژن طی کند که دو برابر بالاترین برد فعلی برای یک BEV است.
وسایل نقلیه سنگین هیدروژنی، مانند کامیون‌ها و اتوبوس‌ها، به دلیل توانایی آن‌ها در حمل مقدار بیشتری هیدروژن، می‌توانند برد طولانی‌تری داشته باشند.
موانع بر سر راه خودروهای هیدروژنی کدامند؟
در دسترس بودن سوخت هیدروژنی بزرگ‌ترین چالش برای خودروهای هیدروژنی است. هیدروژن سبز اغلب در مناطقی تولید می‌شود که انرژی‌های تجدیدپذیر فراوان است، اما این مناطق اغلب از مراکز تقاضا دور هستند.
برخلاف برق که از طریق خطوط انتقال و توزیع تقریباً با سرعت نور تحویل می‌شود، هیدروژن باید از طریق تانکر یا تریلرها در مقادیر کم یا از طریق خطوط لوله در جاده‌ها منتقل شوند. زیرساخت‌های پشتیبانی از این امر به کندی در حال توسعه است و هزینه‌های حمل و نقل و ذخیره سازی بالا است.
علاوه بر این، حمل مخازن هیدروژن با استفاده از کامیون‌های بنزینی برخی از مزایای استفاده از هیدروژن را نفی می‌کند؛ بنابراین ناوگان کامیون‌های برقی که با برق از منابع تجدیدپذیر – یا هیدروژن – کار می‌کنند، باید قبل از اینکه توزیع گسترده هیدروژن منطقی باشد، تحقق یابد.
چالش دیگر برای خودروهای هیدروژنی بهره‌وری و بازدهی است. هرگاه انرژی از شکلی به شکل دیگر تبدیل شود، اتلاف انرژی اجتناب‌ناپذیر است. این تلفات زمانی بین ۳۰ تا ۴۰ درصد است که هیدروژن سبز با استفاده از الکترولیز با انرژی الکتریکی خورشیدی و باد تولید شود. سپس، تبدیل هیدروژن به الکتریسیته در پیل سوختی FCEV انرژی بیشتری را از دست می‌دهد و بازده را بیشتر کاهش می‌دهد.
با توسعه BEVs در سال‌های اخیر، فناوری باتری آن‌ها بارها به پیشرفت‌هایی دست یافته و اعتماد مصرف‌کنندگان را جلب کرده است. به خصوص در زمینه وسایل نقلیه مسافربری مسافت متوسط و کوتاه.
هزینه‌های بالای وسایل نقلیه هیدروژنی و سوخت‌های هیدروژنی نیز موانعی را برای پذیرش گسترده‌تر نشان می‌دهد. به عنوان مثال، در چین – بزرگ‌ترین سازنده هیدروژن در جهان و بزرگ‌ترین بازار خودروهای هیدروژنی – کامیون‌های سنگین هیدروژنی فعلی می‌توانند حدود ۱ میلیون یوان (۱۳۸۴۰۰ دلار) قیمت داشته باشند که تقریباً سه برابر قیمت کامیون‌های سنتی است.
بر اساس گزارش‌ها، هیدروژن با خلوص بالا که به عنوان محصول جانبی فرآیندهای صنعتی تولید می‌شود، در ایستگاه‌های سوخت‌گیری هیدروژن در مکان‌هایی مانند استان شانشی، حدود ۲۵ تا ۴۰ یوان به ازای هر کیلوگرم و در ایستگاه‌های شانگهای ۵۰ تا ۷۰ یوان به ازای هر کیلوگرم قیمت دارد. این نوع هیدروژن، هیدروژن آبی یا خاکستری نامیده می‌شود، زیرا تولید آن شامل انتشار کربن است.
سوخت هیدروژنی تنها در صورتی با خودروهای دیزلی رقابت خواهد کرد که قیمت آن‌ها به زیر ۳۰ یوان در هر کیلوگرم کاهش یابد. و این در حالی است که قیمت گازوئیل چین به طور متوسط زیر ۱۰ یوان در هر لیتر است.
کدام کشورها و سازندگانی در این بازی حضور دارند؟
بر اساس گزارش آژانس بین‌المللی انرژی (IEA)، در پایان سال ۲۰۲۳، کره با ثبت ۳۴۶۵۰ خودروی هیدروژنی در جهان پیشتاز بود که ۳۴ هزار مورد از آن‌ها خودروهای مسافربری بودند.
چین با ۲۲۴۸۰ وسیله نقلیه پس از آن قرار دارد، اما بر اساس گزارش آژانس بین‌المللی انرژی، بیش از ۷۰ درصد از این خودروهای تجاری بودند. ایالات‌متحده با ۱۸۲۲۰ خودروی هیدروژنی که اکثراً وسایل نقلیه مسافربری بودند در جایگاه سوم قرار گرفت.
وقتی صحبت از برندها می‌شود، هیوندای کره‌ای بر بازار خودروهای هیدروژنی تسلط دارد و بیش از یک سوم از ۱۴۴۵۱ خودروی هیدروژنی فروخته شده در سراسر جهان در سال گذشته را به خود اختصاص داده است. تویوتای ژاپن دومین سازنده بزرگ خودروهای هیدروژنی است که حدود ۲۷ درصد از فروش جهانی را در سال گذشته به خود اختصاص داده است.
در مورد آمار کشورها نیز چین در سال گذشته برای اولین بار در فروش خودروهای هیدروژنی از کره پیشی گرفت و تقریباً ۴۰ درصد از کل فروش جهانی را به خود اختصاص داد.
تاکنون بیش از ۴۰ حوزه قضایی در سراسر جهان استراتژی‌های هیدروژنی را صادر کرده‌اند که بسیاری از آن‌ها شامل توسعه خودروهای هیدروژنی و زیرساخت‌های مربوطه در برنامه‌های خود هستند. در استراتژی ملی هیدروژن چین، این کشور قصد دارد تا سال ۲۰۲۵ حداقل ۵۰ هزار خودروی هیدروژنی در جاده‌ها داشته باشد.
آیا هیدروژن آینده‌ای در حمل و نقل دارد؟
هیدروژن با مزایایی که در برد و مسافت رانندگی و زمان سوخت‌گیری دارد، احتمالاً بیشترین ظرفیت را در حمل‌ونقل سنگین و مسافت‌های طولانی، مانند کامیون‌ها، وسایل نقلیه لجستیکی، اتوبوس‌ها و قطارها دارد. با این حال، قیمت بالای وسایل نقلیه، هزینه سوخت و نبود زیرساخت برای حمل و نقل و ذخیره سوخت هیدروژن همچنان موانعی در این مسیر هستند.
اگر هزینه وسایل نقلیه سلول سوختی هیدروژنی کاهش نیابد، نمی‌تواند با خودروهای الکتریکی باتری‌دار حتی در بخش کامیون‌های سنگین رقابت کند. یارانه‌های دولتی می‌تواند به بازار خودروهای هیدروژنی فشار ایجاد کند. به عنوان مثال، دولت چین شهرها را تشویق می‌کند تا «خوشه‌هایی» از توسعه هیدروژن را تشکیل دهند و پاداشی معادل ۱٫۷ میلیارد یوان برای این مناطق برای تقویت استقرار خودروهای هیدروژنی ارائه می‌کند و در شهرهایی که قبلاً یارانه دارند، کامیون‌های هیدروژنی از قبل با کامیون‌های دیزلی برابری می‌کنند.
منبع: scmp